PhD Michael D. Brenowitz

Biology is a dynamic process. Among the myriad array of reversible association reactions that constitute life, small molecules bind to proteins, proteins self-associate and bind to other proteins and nucleic acids and nucleic acids fold and bind to each other in elaborate processing, signaling and regulatory cascades. What is common to these processes is the physical chemistry that underlies these interactions. For example, electrostatic interactions mediate both the binding of proteins to DNA and the folding of RNA. Proteins that mimic the electrostatic character of DNA may competitively regulate DNA binding by other proteins. Our laboratory seeks answers to questions related to the structure – function relationships that govern macromolecular function by combining quantitative analysis with innovative approaches.

• El tema programático más antiguo de nuestro laboratorio es el estudio de los mecanismos mediante los cuales las proteínas reconocen y se unen a secuencias específicas de ADN. Nos hemos centrado en las proteínas implicadas en la regulación epigenética, explorando la biofísica de MeCP2, una proteína reguladora epigenética que se une a metil-CpG, cuya alteración causa el síndrome de Rett, un trastorno neurológico.

• Nuestro interés en la estructura y el plegamiento del ARN abarca los aptámeros de ARN, pequeñas moléculas de ARN seleccionadas para unirse a proteínas y células con alta afinidad como posibles herramientas diagnósticas o terapéuticas. Estudiamos la estructura y la termodinámica de los complejos aptámero-proteína para comprender los principios de la unión de los aptámeros y, posiblemente, desarrollar aptámeros biológicamente eficaces.

• Desarrollamos y utilizamos un método de alto rendimiento para mapear las interacciones proteína-proteína mediante la oxidación de la cadena lateral de aminoácidos por el radical hidroxilo para medir la accesibilidad al disolvente. La tecnología que impulsa este proyecto es una novedosa implementación de la generación de radicales hidroxilo mediante la reacción de Fenton. Utilizamos este nuevo enfoque para el ensamblaje de proteínas y la unión de moléculas pequeñas terapéuticas a sus proteínas diana.

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