DCQB · Universidad Autónoma de Ciudad Juárez
Sistema redox del glutatión en plantas de zonas áridas
Caracterización estructural y cinética de GPX4, GST U17 y Tiorredoxina — las tres proteínas clave del sistema de detoxificación dependiente de glutatión (GSH) en Neltuma alba bajo estrés abiótico.
Ciclo enzimático — GPX4, GST U17 y Tiorredoxina en acción
Sistema de detoxificación GSH-dependiente en Neltuma alba · GPX4 + GST U17 + Tiorredoxina · Datos: ChimeraX + SwissDock v2.0
Reduce directamente H₂O₂ y peróxidos lipídicos usando el GSH como cofactor. Sitio catalítico: Cys42. Regulada por Tiorredoxina (oclusión total, 1.12 Å). Accesión: XP_028792674.1
Conjuga GSH a electrófilos y transporta flavonoides (quercetina). Sitio G: Ser16, activa GSH reduciendo su pKa de 8.7 a 6.2. Alta termoestabilidad. Accesión: XP_028793106.1
Regula la actividad de GPX4 y GST por interacción directa. En docking proteína-proteína (ClusPro/HDOCK), ocluyó totalmente el sitio activo de GPX4 (1.12 Å), sugiriendo control redox bidireccional.
Tesis doctoral — DCQB, UACJ. Dir.: Dr. Ángel Gabriel Díaz Sánchez · Dra. Lilian González Segura. Especie modelo: Neltuma alba (mezquite), nativa de zonas áridas del norte de México.
Material técnico dirigido a la comunidad científica y estudiantes de ciencias biológicas.
Infografía técnica · GPX4
Clic para ampliar · Terminología técnica dirigida a pares.
Tabla comparativa · GPX4 vs GST U17
Pipeline bioinformático empleado
Secuencias FASTA de Neltuma alba desde NCBI. GPX4 (XP_028792674.1) y GST U17 (XP_028793106.1).
Cálculo de pI, índice de inestabilidad, índice alifático y GRAVY (229 aa).
Modelos PDB por homología evaluando múltiples plantillas; selección por mejor score pLDDT.
Análisis del sitio activo, estructura cuaternaria homodimérica y micro-entorno catalítico (Cys42 / Ser16).
Acoplamiento ligando-proteína (H₂O₂, tBHP, CDNB, Quercetina, GSH) y proteína-proteína (Tiorredoxina TrxH). Validación: distancia euclidiana mínima al átomo catalítico (método v2.0).
Script Python 3 ad hoc que parsea archivos PDB y calcula distancia mínima ligando→residuo catalítico, corrigiendo sobreestimación del método centroide en ligandos asimétricos.
Artículos de difusión
La glutatión peroxidasa 4 de Neltuma alba exhibe un sitio activo centrado en Cys42, a diferencia de los homólogos animales que utilizan selenocisteína. Esta sustitución modifica la cinética de reducción de hidroperóxidos. El docking con SwissDock confirma contacto directo H₂O₂–Cys42 (≈3.8 Å). La Tiorredoxina actúa como regulador maestro por oclusión total del sitio (1.12 Å), sugiriendo un mecanismo de control redox bidireccional en el sistema GSH de la planta.
El modelo 3D (AlphaFold + ChimeraX) revela pliegue tipo tiorredoxina y estructura cuaternaria homodimérica, consistente con la familia GPX de plantas.
La GSTU17 de Neltuma alba es un homodímero ácido (pI 5.98, ~50 kDa, índice alifático 93.32). El sitio G centrado en Ser16 activa el GSH reduciendo su pKa de 8.7 a ~6.2. Docking: GSH (4.41 Å), H₂O₂ (3.80 Å), tBHP (4.93 Å), CDNB (4.69 Å). El sitio H hidrofóbico aloja quercetina (5.23 Å), indicando función de ligandina para flavonoides.
Para el público general: sin jerga técnica, con analogías cotidianas.
Infografía divulgativa
Clic para ampliar · Diseñada para cualquier lector.
Artículos divulgativos
Imagina que cada célula del mezquite tiene su propio equipo de bomberos molecular. Cuando el sol arrecia o el suelo se seca, dentro de las células se forman moléculas dañinas — pequeños incendios que destruyen proteínas y membranas. Ahí entran en acción GPX4 y GST U17: proteínas que usan el glutatión (una molécula "extintor") para apagar esos incendios. Una tercera proteína, la Tiorredoxina, actúa como el interruptor principal que enciende o apaga el sistema según las necesidades de la célula.
La GPX4 atrapa los peróxidos peligrosos y los convierte en agua inofensiva. La GST U17 actúa como taxi molecular: recoge compuestos tóxicos y los lleva a la vacuola para eliminarlos. Juntas, mantienen la célula viva bajo condiciones que matarían a la mayoría de los organismos.
Ciudad Juárez es una de las ciudades más áridas de México. Las plantas que nos rodean — el mezquite (Neltuma alba), el ocotillo, la gobernadora — han desarrollado millones de años de adaptaciones moleculares para sobrevivir. Entender cómo funcionan sus sistemas de protección podría ayudarnos a diseñar cultivos más resistentes a la sequía, algo crítico para el futuro de la agricultura en el norte de México y el mundo.
Todo el material audiovisual producido durante el semestre.
Podcasts
🔬 Difusión científica
🌿 Divulgación
Videos
🔬 Video — Difusión
🌿 Video — Divulgación
Protocolos y prácticas de laboratorio desarrollados durante la investigación y el semestre académico.
🔬 Proteómica y Purificación
Protocolo completo para cromatografía de afinidad por metal inmovilizado (IMAC). Flujo de trabajo optimizado para proteínas His-tag en condiciones nativas y desnaturalizantes.
⚗️ Enzimología
Determinación de actividad enzimática de LDH. Cinética Michaelis-Menten, cálculo de Km y Vmax en tejido muscular.
Métodos de cristalización para análisis por difracción de rayos X. Condiciones de buffer, precipitantes y técnicas de vapor difusivo (hanging drop / sitting drop).
🌱 Bioquímica Metabólica
Determinación de la tasa fotosintética. Extracción y cuantificación de pigmentos cloroplásticos por espectrofotometría.
Seguimiento de la vía glucolítica y fermentación alcohólica. Cuantificación de intermediarios metabólicos y producción de etanol.
Análisis de reacciones redox en vías metabólicas centrales. Determinación de potenciales de reducción y coenzimas implicadas (NADH/NADPH).
Método Folch para extracción de lípidos totales. Separación de clases lipídicas por cromatografía en capa fina (TLC) y cuantificación gravimétrica.
Determinación de parámetros cinéticos celulares. Curvas de crecimiento, tasa específica de crecimiento (μmax) y modelado matemático.
Integración de rutas metabólicas centrales. Análisis de flujos metabólicos y puntos de control enzimático en organismos modelo.
Puedes localizarme a través de los canales institucionales de la UACJ.
MC · Estudiante Doctoral · DCQB · UACJ
Investigación en bioinformática estructural aplicada al sistema redox del glutatión en plantas de zonas áridas. Estudio de las proteínas GPX4, GST U17 y Tiorredoxina en Neltuma alba bajo condiciones de estrés abiótico (sequía, calor extremo). Tesis doctoral dirigida por el Dr. Ángel Gabriel Díaz Sánchez y la Dra. Lilian González Segura.
Este blog está diseñado para crecer. La idea es que sea una plataforma abierta donde compañeros del laboratorio publiquen sus infografías, artículos, guías y resultados experimentales. La ciencia avanza más rápido cuando se comparte — si te interesa colaborar o tienes preguntas, escríbeme.
