MODELIZACTION MOLECULAR Y BIOINFORMATICA

 

Responsable: Modesto Orozco López

Institut de Recerca Biomédica

Parc Cientific de Barcelona

Josep Samitier 1-5. Barcelona 08028

 

 

Teléfono: 93 403 71 56               Fax: 93 403 71 57

 

 

Componentes del Grupo

 

Modesto Orozco, Catedrático de Universidad, modesto@mmb.pcb.ub.es

 

Francisco Javier Luque, Catedrático de Universidad, javier@far1.far.ub.es

 

Xavier de la Cruz, Investigador Senior ICREA. xavier@mmb.pcb.ub.es

 

Josep Lluis Gelpí. Profesor Asociado. gelpi@mmb.pcb.ub.es

 

 

 

 

Actividad Científica

 

Líneas de Investigación:

 

D)   Estudio de formas inusuales del ácidos nucleicos de potencial impacto biomédico y biotecnológico.

 

Nuestro grupo ha venido trabajando los últimos 10 años en el estudio de formas inusuales de ácidos nucleicos mediante técnicas computacionales de simulación molecular. Estructuras analizadas incluyen triplexes, cuadrúplexes, híbridos de DNA y RNA con otros polímeros de ácidos nucleicos. Hemos también descrito nuevas maneras de estabilizar o hacer más específicas algunas estructuras inusuales de especial importancia biomédica. Todo ello se ha realizado siempre en colaboración con colegas experimentales. Por su especial importancia queremos señalar las colaboraciones con los grupos de Carlos González y Ramón Eritja.

 

E)    Minería de datos genómicos

 

En esta línea tratamos de desarrollar herramientas para el procesado de datos genómicos. Son de destacar los estudios sobre predicción de impacto estructural de splicing alternativo, los de predicción de carácter patológico de mutaciones y los de muestreo de bases de datos para la detección de regiones dianas para formación de triple hélice.

 

F)    Estudios de reconocimiento molecular en proteínas

 

Hemos analizado el reconocimiento molecular en proteínas de interés biomédico. Muchos de estos proyectos están enmarcados en estrategias de diseño de fármacos asistidos por ordenador. Es de destacar en este campo el desarrollo de algoritmos de docking y de caracterización de centros activos.

 

G)   Desarrollo de algoritmos para el estudio de sistemas modelo

 

Aquí nuestro esfuerzo se ha centrado en el campo de la descripción de las interacciones moleculares y de la solvatación.

 

 

Proyectos en vigor:

 

Subvención para Grups de Recerca Consolidats. 2001SGR. Generalitat de Catalunya. 2002-2004.

Investigador principal M.Orozco.

 

Ayuda fundación Ramón Areces. Estudios Bioinformaticos de las mutaciones patológicas. Investigador principal M.Orozco.

 

Red Catalana de Bioinformatica. Direcció General de Recerca.

 2003-2004.

 

BIO2003-06848. MCyT. Plan Nacional de Biotecnología “Simulaciones Teoricas de formas inusuales del DNA. Implicaciones biotecnológicas y biomédicas”.

2004-2006.

Investigador principal M.Orozco.

 

Fundación BBVA. Acción especial de Bioinformatica. Design of new oligonucleotide-based antigene and antisensetherapies”.

 

Fundación Genoma España. Nodo Español de referencia en Bioinformática Estructural. 2003-2006.

 

 

Publicaciones relevantes (1999-2004)

 

- E. Sherer, S.A.Harris, R. Soliva, M.Orozco y C.A. Laughton. “Molecular dynamics studies of DNA A-tract structure and flexibility”. J. Am. Chem. Soc. 121, 5981-5991 (1999).

 

- R.Güimil, E.Ferrer, M.J.Macias, R. Eritja y M.Orozco. “Theoretical calculations, synthesis and base-pairing properties of oligonucleotides containing 8-amino-2´-deoxyadenosine”. Nucleic Acid Research  27, 1991-1998 (1999).

 

- R.Soliva, F.J.Luque y M.Orozco. “Can G•C Hoogsteen-wobble pair contribute to the stability of d(G•C•C) triplexes?”. Nucleic Acid Research  27, 2248-2255 (1999).

 

- E. Cubero, E.C.Sherer, F.Javier Luque, M.Orozco y C.A.Laughton. “Observation of a spontaneous base pair breathing event in the molecular dynamics simulation of a difluorotoluene-containing DNA oligonucleotide”. J. Am.Chem.Soc., 121, 8653-8654 (1999).

 

- B.Hernández, F.J.Luque y M.Orozco. “Parametrization of the GMIPp for the study of stacking interactions”. J. Comp. Chem., 20, 937-946 (1999).

 

- R.Eritja, E.Ferrer, R.Güimil y M.Orozco. “Modified Oligonucleotides with triple-helix stabilization properties”. Nucleosides and Nucleotides. 18, 1619-1621 (1999).

 

- B.Hernández, R.Soliva, F.J.Luque y M.Orozco. “Misincorporation of 2’-deoxyoxanosine into DNA: A molecular basis for NO-induced mutagenesis derived from theoretical calculations”. Nucl. Acid. Res, 28, 4873-4883 (2000)..

 

- E.Cubero, C.A.Laughton, F.J.Luque y M.Orozco. "Molecular dynamics study of oligonucleotides containing difluorotoluene". J.Am.Chem.Soc., 122, 6891-6899 (2000)

 

- R.Soliva, E.Sherer, F.J.Luque, C.A.Laughton y M.Orozco. “Molecular dynamics simulations of PNA-DNA and PNA-RNA duplexes in aqueous solution”. J.Am.Chem.Soc., 122, 5997-6008 (2000).

 

- P.Hobza, J.Sponer, E.Cubero, M.Orozco y F.J.Luque. “C-H---O contacts in the Adenine-Uracil Watson-Crick and Uracil-Uracil nucleic acid base pairs. Nonempirical ab initio  study with inclusion of electron correlation effects”. J.Phys.Chem.B., 104, 6286-6292 (2000).        

 

- C.Busquets, B.Merinero, E.Christensen, J.Gelpí, J.Campistol, M.Pineda, E.Fernández-Alvárez, J.Prats, A.Sans, R.Arteaga, M.Martí, J.Campos, M.Martínez-Pardo, A.Martínez-Bermejo, M.L. Ruiz-Falcó, J.Vaquerizo, M.Orozco, M.Ugarte, M.J.Coll y A.Ribes. “Glutaryl-CoA Dehydrogenase Deficiency in Spain: Evidence of Two Groups of Patients, Genetically, and Biochemically Distinct”. Pediatric Research, 48, 315-322 (2000).

 

- R.Soliva, R.Güimil-García, J.R.Blas, R.Eritja, J.L.Asensio, C.González, F.J.Luque y M.Orozco. “DNA-triple strabilizing properties of 8-aminoguanine”. Nucleic Acid Research, 28, 4531-4539 (2000).

 

- R.Soliva, V.Monaco, N.J.Meeuwenoord, G.A.Van der Marel, J.M.Van Boom, C.González y M.Orozco. “Solution structure of a DNA duplex with a chiral alkyl-phosphonate moiety”. Nucleic Acids Res. 29, 2973-2985 (2001).

 

- A.Aviñó, J.C.Morales, M.Frieden, B.G.de la Torre, R.Güimil García, E.Cubero, F.J.Luque, M.Orozco, F.Azorín y R.Eritja. “Parallel-stranded hairpins containing 8-aminopurines. Novel and efficient probes for triple-helix formation.” Bioorganic Med. Chem. Lett. 11, 1761-1763 (2001).        

 

- E.Cubero, R.Güimil-García, F.J.Luque, R.Eritja, y M.Orozco. “The effect of amino groups on the stability of DNA duplexes and triplexes based on purines derived from inosine”. Nuc.Acid.Res. 29, 2522-2534 (2001).

 

- M. Rueda, F.J. Luque, J.M. López and M. Orozco. “Amino-imino tautomerism in derivatives of cytosine: effecs on hydrogen bonding and stacking properties”. J.Phys.Chem A. 105, 6575-6580 (2001).

 

- J.Muñoz, J.Sponer, P.Hobza, M.Orozco y F.J.Luque. “of hydrated Mg2+ cation with bases, base pairs and nucleotides. Electron topology, Natural Orbital and vibrational study”. J.Phys.Chem.B, 105, 6051-6060 (2001).

 

- M.Rueda, F.J.Luque y M.Orozco. “A theoretical investigation on the effect of remote amino groups in hydrogen bonding of nucleic acids”. Biopolymers 61, 52-60 (2002).

 

- S.A.Harris, E.Gavathiotis, M.S.Searle, M.Orozco y C.A.Laughton. “Co-operativity in drug-DNA recognition: a molecular dynamics study”. J.Am.Chem.Soc. (2001) 123, 12658-12663.

 

- E.Cubero, F.J.Luque y M.Orozco. “Theoretical studies of d(A:T)-based parallel-stranded DNA duplexes”. J.Am.Chem.Soc.,  123, 12018-12025 (2001).

 

- E.Cubero, A.Aviñó, B.G.de la Torre, M.Frieden, R.Eritja, F.J.Luque, C.González y M.Orozco. “Hoogsteen-based parallel-stranded duplexes of DNA. The effect of 8-amino derivatives”. J.Am.Chem.Soc (2002) 124, 3133-3142.

 

- C.Ferrer, M.Orozco y X de la Cruz. “Characterization of disease-associated single aminoacid polymorphisms: A first step towards understanding the molecular basis of disease”. J.Mol.Biol. 315, 771-786 (2002).

 

- J.Robles, A.Grandas, E.Pedroso, F.J.Luque, R.Eritja y M.Orozco. “Nucleic acid triple helices. Stability effects of nucleobase modifications”. Current Organic Chemistry (2002) 6, 1333-1368.

 

- A.Aviñó, M.Frieden, J.C.Morales, B.G. de la Torre, R.Güimil-Garcia, F.Azorín, J.L.Gelpí, C.González, M.Orozco and R.Eritja. “Properties of triple-helix formed parallel-stranded hairpins containing 8-aminopurines”. Nucleic Acids Research., (2002) 30, 2609-2619.

 

- S.A.Trygubenko, T.V.Bogdan, J.Sponer, M.Rueda, M.Orozco, F.J.Luque, P.Slavíek and P.Hobza. “Correlated ab initio study of nucleic adis bases and their tautomers in the gas phase and aqueous solition.1. Cytosine”. Phys. Chem & Chem.Phys., (2002), 4, 4192-4203.

 

- N.Escaja, E.Pedroso, J.L.Gelpí, M.Orozco, M.Rico and C.González. “A four-stranded DNA structure stabilized by a novel G:C:A:T tetrad”. J.Am.Chem.Soc. (2003) 125, 5654-5662.

 

- R.Soliva, C.Almansa, S.G.Kalko, F.J.Luque and M.Orozco. “Theoretical studies on the inhibition mechanism of COX-2. Is there an unique recognition site?”. J.Med.Chem. (2003) 46, 2372-1382.

 

- M.Rueda, S.Kalko, F.J.Luque and M.Orozco. “The structure and dynamics of DNA in the gas phase”. J.Am.Chem.Soc.  (2003), 125, 8007-8014.

 

- M.Orozco, A.Pérez, A.Noy and F.J.Luque. “Theoretical methods for the simulation of nucleic acids”. Chem.Soc.Rev. (2003) 32, 350-364.

 

- A.Aviño, M.Frieden, J.C.Morales, B.G. de la Torre, R.Güimil-García, M.Orozco, C.González and R.Eritja. “Properties of triple helices formed by oligonucleotides containing 8-aminopurines”. Nucleosides and Nucleotides. (2003), 22, 645-648.

 

- A.Aviñó, E.Cubero, C.González, R.Eritja and M.Orozco. “Antiparallel triple helices. Structural characteristics and stabilization by 8-amino derivatives”. J.Am.Chem.Soc. (2003), 125, 16127-16138.

 

- E.Cubero, N.Abrescia, J.A.Subirana, F.J.Luque and M.Orozco. “Theoretical study of a new structure of DNA: The antiparallel Hoogsteen duplex”. J.Am.Chem.Soc. (2003), 125, 14603 -14612.

 

- J.R.Blas, F.J.Luque and M.Orozco. “Unique tautomeric properties of isoguanine”. J.Am.Chem.Soc (2004), 126, 154-164.

 

- M.Orozco, M.Rueda, J.R.Blas, E.Cubero, F.J.Luque and C.A.Laughton. “Molecular dynamics simulation of nucleic acids”. Encyclopedia of Computational Chemistry (2203). In Press

 

- R.Goñi, X de la Cruz and M.Orozco. “Triplex target sequences in the human genome”. Nuc. Acid. Res  (2004), 32, 354-360.

 

- A.Valenzuela, D.Talavera, M.Orozco and X. de la Cruz. “Alternative splicing and the modulation of protein function among species”. J.Mol.Biol (2004), 335, 495-502.