Universitat de Barcelona

Grup Biointerfícies (2009SGR 589: Pèptids i proteïnes: estudis fisicoquímics)

Responsable: M Asunción Alsina Esteller
Membres del grup: M A Busquets, Yolanda Cajal, Victòria Girona, Montserrat Muñoz, Alba Ortiz, Josefina Prat, Montserrat Pujol i Konrad Weronski.
Becaris: M Jesús Sánchez
Doctorands: Maite Alay, Olga Fontvila

El grup de Biointerfícies, des del seu inici a l'any 1978, ha treballat en l'estudi de interaccions d'amfifílics d'interès farmacèutic amb models de membrana. Al llarg d'aquests anys s'ha col·laborat en diferents projectes de recerca relacionats sempre amb l'estudi d'interfícies biològiques.

A l'actualitat treballa fonamentalment en dos projectes dintre la línia de recerca departamental Biomembranes: aspectes fisicoquímics i col·loïdals.

1. Estudis fisicoquímics de pèptids de l'Hepatitis G (HGV). El virus de l'Hepatitis G, el virus de l'Hepatitis C (HCV) i el virus de la immunodeficiència humana (VIH) són virus amb envolta lipídica que presenta proteïnes estructurals en tots els casos. És normal que molts malalts presentin coinfeccions d'aquests virus. S'ha vist que quan això passa, l'HGV té efecte protector davant la infecció per VIH. Es proposa l'estudi del mecanisme d'acció del GBV-C/HGV en sistemes lipídics i la seva possible implicació en el procés d'inhibició de l'HIV. A partir de pèptids dissenyats en col.laboració amb el grup de la Unitat de Síntesi i aplicacions Biomèdiques de pèptids del Departament de Química Biomèdica del Consell Superior d'Investigacions Científiques (IQAC-CSIC), es procedeix a l'estudi de la capacitat d'autoorganització dels mateixos ( self-assembly), formació de sistemes nanoestructurats i el seu comportament en sistemes lípid-pèptid a escala nanomètrica.
2. Estudis fisicoquímics d'antibiòtics peptídics catiònics (AMP's).  Aquests antibiòtics són pèptids generalment policatiònics i anfipatics, que actuen a la membrana bacteriana per diferents mecanismes, i que presenten molt baixa capacitat d'induir resistències. En col·laboració amb el grup de Síntesi de Pèptids del Departament de Química Orgànica (UB), es dur a terme un projecte de desenvolupament de noves molècules amb estructura basada en la polimixina natural, amb l'objectiu d'obtenir nous antibiòtics amb un millor índex terapèutic i que no generin resistències genètiques. A partir de les molècules desenvolupades es procedeix a realitzar estudis d'interacció amb models de membrana per tal de dilucidar els diferents aspectes de la interacció i proposar models que expliquin el mecanisme d'acció en els bacteris. Per altra s'investiga la capacitat de les noves molècules per unir-se i detoxificar el LPS bacterià o endotoxina, principal responsable de la sepsis bacteriana.

El grup pertany a l'Institut de Nanociència i Nanotecnologia de la Universitat de Barcelona (IN2UB) i és Unitat Associada al CSIC a través de l'Institut de Química Avançada de Catalunya (IQAC).

Projectes de recerca (últims deu anys)

Titol: Estudio del mecanismo de acción del GBV-C/HGV en sistemas lipídicos y su posible implicación en el proceso de inhibición del HIV
Tipus de contracte/programa: SPGC-Programa Nacional de Promoción General del Conocimiento
Entitat finançadora: Comisión Interministerial de Promoción General del Conocimiento.
Número de projecte/ contracte: CTQ 2009-13969-C02-02/BQU
Anys: 2009 - 2012
Investigadora principal: Dra. M. Asunción Alsina Esteller (projecte coordinat)
Dotació econòmica: 80.000 €

Titol: Péptidos sintéticos del GBV-C/HGV: estudio de su interacción con modelos de membrana e implicación de su conformación en la inhibición de fusión del HIV.
Tipus de contracte/programa SPGC-Programa Nacional de Promoción General del Conocimiento.
Entitat finançadora:: Comisión Interministerial de Promoción General del Conocimiento.
Número de projecte/ contracte: CTQ 2006-15396-C02-02/BQU
Anys: 2006 - 2009
Investigadora principal: Dra. M. Asunción Alsina Esteller (projecte coordinat)
Dotació econòmica: 63.000€

Titol: Desenvolupament de nous antibiòtics d'ampli espectre
Entitat finançadora: CIDEM (Generalitat Catalunya):
Número de projecte/ contracte: VAL-TEC 08-1-0016
Anys: 2008 - 2010
Investigador/a principal: AVCRI, Francesc Rabanal, Yolanda Cajal
Dotació econòmica: 78.800 €

Titol: Antibiòtics derivats de Polimixina B.
Entitat finançadora: AVCRI. Fondo de Valorización, FBiG, U. Barcelona,
Número de projecte/ contracte: AVCRI 060 (305045). Projecte FBG62388
Anys: 2008 - 2010
Investigador/a principal: Francesc Rabanal, Yolanda Cajal
Dotació econòmica: 27820 €

Titol:Diseño, síntesis, estudio biofísico y evaluación biológica de compuestos peptídicos y policatiónicos multifuncionales acoplados a antioxidantes para el desarrollo de nuevos candidatos terapéuticos
Entitat finançadora: Comisión Interministerial de Ciencia y Tecnología
Número de projecte/ contracte: CTQ2007-65615/BQU
Anys: 2007 - 2008
Investigador/a principal: Francesc Rabanal Anglada

Titol:Diseño, síntesis, estudio biofísico y evaluación biológica de compuestos peptídicos y policatiónicos multifuncionales acoplados a antioxidantes para el desarrollo de nuevos candidatos terapéuticos
Entitat finançadora: Comisión Interministerial de Ciencia y Tecnología
Número de projecte/ contracte: CTQ2006-15590-C02-02/BQU
Anys: 2006 - 2007
Investigador/a principal: Yolanda Cajal Visa

Titol Interacción de péptidos sintéticos derivados del virus de la Hepatitis G (GBV-C/HGV) con modelos de membrana.
Tipus de contracte/programa: SPGC - Programa Nacional de Promoción General del Conocimiento
Entitat finançadora: MCTE - Ministerio de Ciencia y Tecnología.
Número de projecte/ contracte: BQU2003-05070-C02-01
Anys: 2003 - 2006
Investigador/a Principal: M.Asuncion Alsina Esteller
Dotació econòmica: 70.000,00 €

Patents

1. T. Van Dyk, Y. Cajal, M. K. Jain  Methods for Identifying Polycationic, Peptide-like Compounds with Antibacterial Activity; WO 99/45152
2. F. Rabanal, M. Rodríguez, Y. Cajal, Process for the cleavage of compounds prepared by the solid phase method. PCT ES2008/000440; WO 2009/000950 A1
3. F. Rabanal, Y. Cajal, M. Garcia Subirats, M. Rodríguez. Compuestos peptídicos antibacterianos. PCT/ES2009/000445; ES200802626 (OEPM)
4. Haro, I.; Ercillar, G. Formulaciones de péptidos que contienen secuencias inmunoreactivas del virus de la hepatitis G. Entitat titular: CSIC/ Fundació Clínic per la Recerca Biomèdica. País: Espanya. Sol·licitada: Febrer 2000.
5. Dyk, T.V.; Cajal, Y.; Jain, M.K. (1999) Methods for identifying polycationic, peptide-like compounds wiht antibacterial activity. Nº de solicitud: 09/264,225. Entitat titular: E.I. Du Pont de Nemours and Company/ University of Delaware. País: Estats Units d'Amèrica.
6. Haro, I.; Reig, F.; Pérez, J.A.; Firsova, T. (1999) Nucleos de polilisina ramificados con péptidos relacionados con el virus A de la hepatitis. Nº de registro: 2114498. Entitat titular: CSIC. País: Espanya.

Publicacions (últims deu anys)

• Weronski, K.J.; Cea, P.; Diez-Pérez, I.; Busquets, M.A.; Prat, J.; Girona, V. Time-Lapse Atomic Force Microscopy Observations of the Morphology, Growth Rate, and Spontaneous Alignment of Nanofibers Containing a Peptide-Amphiphile from the Hepatitis G Virus (NS3 Protein). J. Phys. Chem. B (2010) 114, 620-625
• Sánchez-Martıín, M.J.; Haro, I.; Alsina, M.A.; Busquets, M.A.; Pujol, M. Langmuir Monolayer Study of the Interaction of E1(145-162) Hepatitis G Virus Peptide with Phospholipid Membranes. J. Phys. Chem. B (2010) 114, 448-456
• Weronski, K.J.; Diez-Pérez, I.; Busquets,  M.A.; López-Iglesias, C.; Girona, V; Prat, J. Interaction of lipidated GBV-C/HGV NS3 (513-522) and (505-514) peptides with phospholipids monolayer. An AFM study. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 75 (2010) 25-33
• Perez-Lopez, S.; Nieto-Suarez, M.; Mestres, C.; Alsina, M. A.; Haro, I.; Vila-Romeu, N. Behaviour of a peptide sequence from the GB virus C/hepatitis G virus E2 protein in Langmuir monolayers: Its interaction with phospholipid membrane models Biophysical Chemistry (2009), 141(2-3), 153-161.
• Sánchez-Martin, M. J.; Amigo, J.M.; Pujol, M.; Haro, I.; Alsina, M. A.; Busquets, M.A. Fluorescence study of the dynamic interaction between E1(145-162) sequence of hepatitis GB virus C and liposomes Analytical and Bioanalytical Chemistry (2009), 394,1003-1010.
• Perez-Lopez, S.; Vila-Romeu, N.; Alsina, M.A.; Espina, M.; Haro, I.; Mestres, C.; Interaction of GB virus C/hepatitis G virus synthetic peptides with lipid Langmuir monolayers and large unilamellar vesicles Journal of Physical Chemistry B(2009), 113, 319-327.
• Fontvila, O.; Mestres, C.; Munoz, M.; Haro, I.; Alsina, M. A.; Pujol, M.    Surface behavior and peptide-lipid interactions of the E1(3-17)R and E1(3-17)G peptides from E1 capsid protein of GBV-C/HGV virus. Colloids and Surfaces, A: Physicochemical and Engineering Aspects  (2008),  321(1-3),  175-180.
• Martínez, V.; Sánchez, L.; Busquets, M. A.; Infante, M. R.; Vinardell, M. Pilar; Mitjans, M. Disturbance of erythrocyte lipid bilayer by amino acid-based surfactants. Amino Acids  (2007), 33(3),  459-462.
• Weronski, Konrad; Busquets, M. Antonia; Girona, Victoria; Prat, Josefina.  Influence of lipidation of GBV-C/HGV NS3 (513-522) and (505-514) peptide sequences on its interaction with mono and bilayers. Colloids and Surfaces, B: Biointerfaces  (2007), 57(1), 8-16.
• Alminana, N.; Alsina, M. A.; Reig, F.  New GHK hydrophobic derivatives: Interaction with phospholipid bilayers. Colloids and Surfaces, B: Biointerfaces (2007), 57(2), 243-249.
• Clausell,A.; Garcia-Subirats, M.;  Pujol, M.; Busquets, M.A.;  Rabanal, F.; Cajal, Y.Gram negative Outer and Inner Membrane Models: Insertion of Cyclic Cationic Lipopeptides. J. Phys. Chem. B (2007) 111:551-563
• Alsina, M. A.; Ortiz, A.; Polo, D.; Comelles, F.; Reig, F. Synthesis and study of molecular interactions between phosphatidyl choline and two laminin derived peptides hydrophobically modified. Journal of Colloid and Interface Science  (2006), 294(2), 385-390.Alsina, M.A.;Ortiz, A; Polo, D; Comelles, F; Reich, F. Synthesis and study of molecular interactions between phosphatidyl choline and two laminin derived peptides hydrophobically modified. Journal of Colloid and Interface Science (2006) 385 - 390
• Casas, M; Espina, M; Haro, M; Royo, F; Alsina, M.A; Haro, I; Mestres, C Interfacial properties of a synthetics peptide derived from Hepatitis G virus E2 protein: interaction with lipid monolayers. Langmuir (2006) 109: 19970 - 19979.  
• Larios,C.; Miñones,J. Jr; Haro,I.; Alsina,M.A.; Busquets,M.A.; Miñones Trillo,J. Study of adsorption and penetration of E2 (279-298) peptide into Langmuir phospholipid monolayers. Journal of Physical Chemistry B. (2006) 110: 23292 - 23299.
• Alay, M.; Alsina,M.A.; Haro, I.; Prat, J.; Busquets,M.A. Interactions of E2(GBV-C/HGV)-derived peptides with liposomes: fluorescence anisotropy and fluorescence rsonance energy transfer methods. Luminescence (2006) 21 360 - 361.
• Larios, C; Casas, J; Mestres, C.; Haro, I.; Alsina, M.A. Perturbations induced by synthetic peptides from Hepatitis G virus structural proteins in lipid model membranes: a fluorescent aproach. Luminescence (2005) 20: 279 - 281
• Larios, C; Christiansen, B; Gomara, M.J; Alsina M.A; Haro, I.Interaction of synthetic peptides corresponding to hepatitis G virus (HGV/GBV-C) E2 structural protein with phospholipid vesicles. Febs Journal (2005) 272: 2456 - 2466.
• Larios, C; Casas, J; Alsina M.A; Mestres, C; Gomara, M.J; Haro, I. Characterization of a putative fusogenic sequence in the E2 hepatitis G virus protein. Archives of Biochemistry and Biophysics. 442: 149 - 159.
• Reig, F; Juve, A; Ortiz, A; Sospedra, P; Alsina, M.A. Effect of a Laminin amphipatic sequence on DPPC ordered bilayers. Luminescence (2005) 20:326 - 330.
• Perez, S; Miñones, J.R; Espina, M; Alsina, M.A; Haro, I; Mestres, C. Influence of the saturation chain and head group charge of phospholipids in the interaction of Hepatitis G virus synthetic peptides. Journal of Physical Chemistry B. (2005) 109 19970 - 19979.
• Larios, C; Casas, J; Mestres, C.; Haro, I.; Alsina, M.A. Perturbations induced by synthetic peptides from Hepatitis G virus structural proteins in lipid model membranes: a fluorescent aproach. Luminescence (2005) 20: 279 - 281.
• Alay, M.; Alsina, M.A.; Haro, I.; Prat, J.; Busquets, M.A. Analysis of the effect of a peptide sequence of the E2 protein (HGV/GBV-C) on the physicochemical properties of zwitterionic and negatively charged bilayers. Luminescence (2005) 20: 445 - 450
• Reig, F.; Juve, A.; Ortiz, A.; Sospedra, P.; Alsina, M. A. Effect of a laminin amphiphatic sequence on DPPC ordered bilayers. Luminescence (2005), 20(4-5), 326-330.
• Larios, C.; Minones, J., Jr.; Haro, I.; Alsina, M. A.; Busquets, M. A.; Minones Trillo, J. Study of Adsorption and Penetration of E2(279-298) Peptide into Langmuir Phospholipid Monolayers. Journal of Physical Chemistry B (2006), 110(46), 23292-23299.
• Perez, S.; Minones, J. Jr.; Espina, M.; Alsina, M. A.; Haro, I.; Mestres, C.   Influence of the Saturation Chain and Head Group Charge of Phospholipids in the Interaction of Hepatitis G Virus Synthetic Peptides. Journal of Physical Chemistry B (2005), 109(42), 19970-19979.
• Mestres, C.; Alsina, M. A.; Espina, M.; Haro, I. Interaction of a hepatitis G synthetic peptide antigen with cell membrane lipids. Recent Developments in Colloids & Interface Research  (2004),  2  23-33.
• Rojo, N.; Munoz, M.; Pujol, M.; Alsina, M. A.; Haro, I. Interaction study of three overlapping synthetic peptides belonging to E2 protein of GBV-C/HGV with liposomes as biomembrane models. Journal de Physique IV: Proceedings (2004), (XXX JEEP, Journees d'Etude des Equilibres entre Phases, 2004), 122, 211-215.
• Perez, S.; Mestres, C.; Pujol, M.; Alsina, M. A.; Haro, I. Physicochemical studies of E1(53-66) synthetic peptide by phospholipid monolayers and differential scanning calorimetry. Journal de Physique IV: Proceedings (2004), 113, 39-42.
• Larios, C.; Carilla, J.; Busquets, M. A.; Alsina, M. A.; Haro, I. Perturbations induced by synthetic peptides belonging to the E2 structural protein of hepatitis G virus (GBV-C/HGV) in lipid membranes: A differential scanning calorimetry study. Journal de Physique IV: Proceedings (2004), 113  31-34.
• Clausell, A.; Busquets, M.A.,  Pujol, M.; Alsina, A.; Cajal, Y. Polymyxin B-lipid Interactions in Langmuir-Blodgett Monolayers of Escherichia coli lipids: A Thermodynamic Microscopy Study.- Biopolymers (2004) 75: 480 - 490.   
• Nagy, I. B.; Hudecz, F.; Alsina, M. A.; Reig, F. Physicochemical characterization of branched chain polymeric polypeptide carriers based on a poly-lysine backbone. Biopolymers (2003), 70 (3), 323-335.
• Clausell, A.; Pujol, M.; Alsina, A.; Cajal, Y.Influence of polymyxins on the structural dynamics of Escherichia coli lipid membranes Talanta, (2003) 60: 225 - 234   
• Alminana, N.; Alsina, M. A.; Espina, M.; Reig, F. Synthesis and physicochemical study of the laminin active sequence: SIKVAV. Journal of Colloid and Interface Science (2003), 263(2), 432-440.
• Rojo, N.; Gomara, M. J.; Alsina, M. A.; Haro, I. Lipophilic derivatization of synthetic peptides belonging to NS3 and E2 proteins of GB virus-C (hepatitis G virus) and its effect on the interaction with model lipid membranes. Journal of Peptide Research (2003), 61(6), 318-330.
• Clausell, A.; Pujol, M.; Alsina, A.; Cajal, Y. Effect of polymixin B on the organization of Escherichia coli membranes Luminescence (2002) 14:  241 - 243.
• Clausell, A.; Pujol, M; Alsina, M.A.; Cajal, Y. Interaction of polimyxin B and deacilated derivative with monolayers of bacterial lipids. Journal de Physique IV (2001) 11: 227- 232.    
• Ortiz, A.; Haro, I.; Reig, F.; Cajal, Y.; Alsina, M.A. Fluorescence Study on the Interaction of a multiple antigenic peptide from Hepatitis A virus with lipid vesicles. Biopolymers  (2000) 53: 63-77.
• Sospedra, P.; Prat, J.; Haro, I.; Mestres C.; Busquets, M.A. Interaction study of peptide from VP3 capsid protein of hepatitis A virus through monolayers and fluorescence spectroscopy. Journal of Luminescence (2000) 15(2): 106-107.
• Gómara, M.J.; Riedemann, S.; Vega, I.; Ibarra, H.; Ercilla, G.; Haro, I. Application of linear and multiple antigen peptides to immudiagnosis of acute hepatitis A virus infection. (2000) J. Immunol. Methods 234(1-2): 23-34.
• Sospedra, P.; Muñoz, M.; Garcia, M.; Alsina, M.A.; Mestres, C.; Haro, I. Effect of chain length of HAV - VP3 synthetic peptides on its interaction with biomembrane models. (2000) Biopolymers 54: 477-488.
• Chávez, A.; Pujol, M.; Haro, I.; Alsina, M.A.; Cajal, Y. Membrane fusion by and RGD -containing sequence from the core protein VP 3 of Hepatitis A virus and the RGA - analogue: Implications for viral infection. (2000)  Biopolymers 58: 63-77.
• Gómara, M.J.; Paniagua, M.; Girona,V.; Alsina, M.A.; Haro,I. CD, FTIR and fluorescence studies of HAV-HBV immunogenic synthetic peptides. Journal of Luminescence (2000) 15(2): 80.
• Polo, D.; Alsina, M.A.; Haro, I.; Reig, F. Synthesis and interfacial studies of peptide fragments related to the PA-22-2 region of laminin. Langmuir (2000) 16 (9): 4333-4338.
• Cajal, Y.; Svendsen, A.; Girona,V.; Anant Patkar, S.; Alsina, M.A. Interfacial control of lid opening in Thermomyces lanuginosa lipase. Biochemistry (2000) 39: 413-423.
• Sospedra, P.; Alsina, M.A.; Espina, M.; Reig, F.; Haro, I.; Mestres, C. Hepatitis A synthetic peptide VP3 (110-121) miscibility with Dipalmitoyl phos phatidilcoline, Dipalmitoyl phosphatidylglicerol and Stearylamine monolayers. Journal of Colloid and Interface Science (2000) 221 (1): 230-235.
• Nagy, I.B.; Alsina, M.A.; Haro, I.; Reig, F.; Hudecz, F. Phospholipid model membrane interactions with branched polipeptide conjugates of a Hepatitis A virus peptide epitope. (2000) Bioconjugate Chemistry pp30-31.
• Cajal, Y.; Alsina, M.A.; Otto, G.; Berg, G.; Jain, M.K.. Product accumulation during the Lag phase as the basis for activation of phospholipase A2 on monolayers. Langmuir (2000) 16: 252-257.
• García, M.; Alsina, M.A.; Reig, F.; Haro, I. Liposomes as vehicles for the presentation of a synthetic peptide containing an epitope of Hepatitis A virus. Vaccine (2000) 18: 276-283
• Cajal, Y.; Svendsen, A.; Bolós, J. de.; Patkar, S.A.; Alsina, M.A. Effect of the lipid interface on the catalytic activity and spectroscopic properties of a fungal lipase. Biochimie (2000) 82 (11):1053-1061.
• Chávez, A.; Pujol, M.; Alsina, M.A.; Cajal, Y. Interactions of a lipopeptide derived from VP3 capside protein of Hepatitis A virus with biomembrane models. Journal Biological and Chemical Luminiscence (2000) 5(2): 101-102.
• Muñoz, M.; Sospedra, P.; Casas, J.; Gómara, M.J.; Mestres, C.; Haro, I.; M.A. Alsina. Physicochemical studies of a SUV liposome-VP3(110-121) synthetic peptide conjugate. Journal Biological and Chemical Luminiscence (2000) 15(2): 89-90.
• Gómara, M.J.; Riedemann, S.; Vega, I.; Ibarra, H.; Ercilla, G, Haro, I. Use of linear and multiple antigenic peptides in the immunodiagnosis of acute Hepatitis A virus infection. Journal of Immunological Methods (2000) 234 (1-2): 23-34.
• Sospedra, P.; Prat, J.; Haro, I.; Mestres, C.; Busquets, M.A. Interaction study of peptide from VP3 capside protein of Hepatitis A virus through monolayers and fluorescence spectroscopy (2000) Luminiscence 15: 1-5.
• Gómara, M.J.; Ercilla, G.; Alsina, M.A.; Haro, I. Assessment of synthetic peptides for Hepatitis A diagnosis using biosensor technology. Journal of Immunological Methods (2000) 246: 12 - 24.