Investigación

La investigación desarrollada en nuestro grupo es altamente multidisciplinar. Se centra en el estudio de las bases moleculares que rigen diversos procesos biológicos, como los fenómenos de transporte a través de canales iónicos o canales de agua, así como en el papel de los receptores taquicinérgicos, pertenecientes a la familia de receptores de membrana ligados a la proteína G. Desde una aproximación química, estudiamos por un lado la síntesis y las propiedades de poros hidrofílicos e hidrofóbicos como modelos de canales iónicos y canales de agua naturales. Estos sistemas nos permiten además profundizar en las propiedades estructurales y dinámicas del agua confinada, a su vez implicada en diversos fenómenos biológicos de interés. Para ello se utilizan distintas técnicas espectroscópicas como RMN en estado sólido e Infrarrojo lejano. Por otro lado, se estudia también una aproximación sintética de un antagonista al Ca2+ con el fin de obtener información de estructura/actividad en los canales de Ca2+ dependientes de voltaje. Desde una aproximación farmacológica, se pretende estudiar el efecto de compuestos activos sobre receptores taquicinérgicos y la relación estructura química-actividad farmacológica de dichos productos, con el fin de establecer los requerimientos necesarios para la síntesis de compuestos activos sobre receptores taquicinérgicos. Además de lo anterior, una siguiente línea de investigación estudia el acercarnos al conocimiento de cómo la combinación de nutrientes y metabolitos secundarios de las plantas media en las interacciones planta-animal observando el proceso desde una perspectiva de ecología evolutiva. 

Líneas de investigación

Síntesis y propiedades de poros hidrofílicos e hidrofóbicos.

Investigador responsable: Julio Delgado Martín

En nuestro interés de investigar sobre la influencia del agua en la condensación de moléculas orgánicas, hemos diseñado moléculas anfifílicas donde una propiedad estructural varía, mientras otras permanecen constantes, y hemos asociado esta causa estructural al efecto de incorporación reversible de agua al empaquetamiento cristalino. Esta aproximación la utilizamos en la síntesis de sólidos altamente porosos y demuestra que la presencia (o ausencia) controlada de agua en la estructuración del cristal, es causa directa de su hidrofilia (o hidrofobia), en independencia del potencial iónico de la superficie interior del poro. Es este un proceso causa/efecto, reversible, que tiene implicaciones en Biología, y resulta ser un modelo válido para el estudio del comportamiento del agua en el empaquetamiento y transporte de especies iónicas y polares, o de moléculas neutras, en los canales naturales. Profundizar en esta investigación pretende aumentar en el conocimiento de cómo funcionan los canales naturales y de racionalizar las causas de las enfermedades que ocasionan sus funcionamientos anómalos.

Estudio de estructura y dinámica de agua confinada.

Investigador responsable: Julio Delgado Martín

El agua confinada en entornos no polares juega un papel muy importante en diversos fenómenos biológicos. Los autoensamblados orgánicos porosos anteriormente descritos constituyen sistemas válidos para el estudio del agua que, con distinto grado de confinamiento, dichas estructuras incorporan. Dependiendo del diámetro de cada poro sintético la movilidad de las moléculas de agua confinadas es distinta. Es posible describir cualitativa- y cuantitativamente su dinámica utilizando técnicas espectroscópicas como la Resonancia Magnética Nuclear de Sólidos o la Espectroscopía de Infrarrojo Lejano. Esto se complementa con estudios calorimétricos, termogravimétricos y de Rayos-X sobre la estabilidad y las transformaciones de los sistemas objeto de estudio en dependencia con la temperatura.

Aislamiento y aproximación sintética de alcaloides con actividad bloqueante de canales de Ca2+

Investigador responsable: Julio Delgado Martín

Existe un grupo de alcaloides de origen marino que poseen un núcleo de guanidinio con una interesante actividad biológica antitumoral, antiviral o antifúngica entre otras. En concreto, un alcaloide particular de este tipo presenta un efecto antagonista al Ca2+ en canales de Ca2+ de tipo L. Con el fin de obtener modelos simplificados que permitan realizar estudios de estructura/actividad en los canales iónicos de Ca2+ dependientes de voltaje, se ha procedido al aislamiento y purificación del producto natural así como a realizar aproximaciones sintéticas del mismo.

Bases moleculares de la interacción de taquicininas y receptores taquicinérgicos.

Investigadora responsable: Luz Candenas de Luján

Las taquicininas constituyen una familia de neuropéptidos cuyos principales miembros son la sustancia P (SP), la neurocinina A (NKA) y la neurocinina B (NKB). Estos neuropéptidos, fundamentalmente la SP, son responsables de la inflamación neurogénica y parecen estar implicados en diferentes patologías de carácter inflamatorio, así como en el dolor y la ansiedad. Se han identificado tres tipos diferentes de receptores de las taquicininas capaces de responder de forma relativamente selectiva a SP (receptor NK1), NKA (receptor NK2) y NKB (receptor NK3). Los tres tipos de receptores taquicinérgicos pertenecen a la superfamilia de receptores acoplados a proteínas G, una de las familias proteicas con un papel clave en los procesos de señalización celular. En comparación con los receptores NK1 y NK2, los estudios realizados para la caracterización del receptor NK3 son muy escasos, debido a su localización, mayoritariamente restringida al sistema nervioso central. Esta falta de información es, probablemente, responsable de las grandes dificultades existentes para la obtención de fármacos capaces de actuar selectivamente sobre este receptor. El objetivo global de nuestra investigación es estudiar en profundidad los factores que condicionan el reconocimiento molecular de la neurocinina B y el receptor taquicinérgico NK3, con el fin de establecer las posibles relaciones existentes entre secuencia del receptor y del ligando, estructura química y función.

En paralelo, estudiamos la implicación de las taquicininas en la fertilidad y las funciones de reproducción en mamíferos. Esta investigación está últimamente centrada en el posible papel de las taquicininas en la regulación de la función espermática humana.

Ecología Química: los productos químicos en las interacciones planta-animal.

Investigador responsable: Ricardo Pérez Afonso

Las interacciones ecológicas entre plantas y animales se han considerado, tradicionalmente como sistemas binarios y se han estudiado al margen de los efectos de otros organismos. Sin embargo, cada vez se dispone de más información que demuestra que una adecuada interpretación de las interacciones entre plantas y animales requiere considerar los efectos de “organismos terceros” que, aunque sean externos a la interacción binaria misma, pueden tener efectos ecológicos y evolutivos significativos sobre los participantes centrales. Por ejemplo, el éxito de polinización no viene determinado, exclusivamente, por la interacción entre las plantas y sus polinizadores, sino también por los efectos directos e indirectos de los herbívoros, depredadores de semillas, hongos micorrízicos y también, posiblemente, de las levaduras que colonizan el néctar floral. Según hemos encontrado recientemente, estas levaduras forman poblaciones muy densas y alteran tanto el microclima floral como la composición y concentración de los azúcares del néctar, es decir, modifican la recompensa para los animales y aumentan su variabilidad dentro de la planta, en una gran variedad de especies. Estos efectos de las levaduras pueden a su vez influir sobre la composición, frecuencia de visitas y comportamiento de los animales polinizadores, así como sobre aspectos relacionados con el éxito de la germinación de los granos de polen, crecimiento de los tubos polínicos y fertilización de los óvulos. En algunas especies de planta encontramos también la presencia de compuestos secundarios que, en las partes vegetativas, reducen el consumo por herbívoros y, presentes en el néctar floral, posiblemente interfieren en el crecimiento de las levaduras y el comportamiento de los polinizadores.

El objetivo final de la línea es acercarnos al conocimiento de cómo la combinación de nutrientes y metabolitos secundarios de las plantas media en las interacciones planta-animal observando el proceso desde una perspectiva de ecología evolutiva.

Volver