Estudio de interacciones lípido-lípido y lípido-proteínas en relación con la organización y estructura de membranas biológicas


Grupo de trabajo

Maté, Sabina María
Investigadora responsable de línea
mate.sabina@gmail.com
Vázquez, Romina Florencia
Investigadora
rominavazquez80@hotmail.com
Longarzo, Lucrecia 
Becaria
lucrecialongarzo@hotmail.com
   


Colaboradores de otras instituciones

Internacionales


Goñi, Félix M.
Unidad de Biofísica-Centro Mixto, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea, Bilbao, España.

Muñoz-Garay, Carlos
Instituto de Cs. Físicas (ICF), UNAM, México

Oliveira, Osvaldo N. Jr.
Instituto de Física de Sao Carlos, Universidad de San Pablo, Brasil.

Ortega-Blake, Iván
Instituto de Cs. Físicas (ICF), UNAM, México


Nacionales


Bakas,
Laura
Centro de Investigación de Proteínas Vegetales (CIPROVE), Facultad de Ciencias Exactas, UNLP. Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires. La Plata. prov. de Buenos Aires. Argentina.

Bellini, M. José
Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata “Dr. Rodolfo R. Brenner” (INIBIOLP) CONICET-UNLP-CCT La Plata. La Plata. prov. de Buenos Aires.

Fanani, Laura
Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba (CIQUIBIC) -CCT Córdoba. (CONICET-UNC). Provincia de Cordoba. Argentina.

Farina, Mariana
Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos (CEFYBO) -CONICET. Facultad de Medicina-UBA. Ciudad Autónoma de Buenos Aires. Argentina.

Heras, Horacio
Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata “Dr. Rodolfo R. Brenner” (INIBIOLP) CONICET-UNLP-CCT La Plata. La Plata. prov. de Buenos Aires.

Herlax, Vanesa
Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata “Dr. Rodolfo R. Brenner” (INIBIOLP) CONICET-UNLP-CCT La Plata. La Plata. prov. de Buenos Aires.

Morcelle, Susana
Centro de Investigación de Proteínas Vegetales (CIPROVE), Facultad de Ciencias Exactas, UNLP. Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires. La Plata. prov. de Buenos Aires. Argentina.

Vairo Cavalli, Sandra
Centro de Investigación de Proteínas Vegetales (CIPROVE), Facultad de Ciencias Exactas, UNLP. Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires. La Plata. prov. de Buenos Aires. Argentina.

Vela, M. Elena
Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas (INIFTA) -CCT La Plata. La Plata. prov. de Buenos Aires. Argentina.

Villa-Abrille, M. Celeste
Centro de Investigaciones Cardiovasculares (CIC) CONICET-UNLP-CCT La Plata. La Plata. prov. de Buenos Aires. Argentina.

Resumen de Línea

El objetivo principal de nuestra línea de trabajo consiste en el estudio de las interacciones lípido-lípido y lípido-proteína, determinantes de la organización, estructura y función de membranas biológicas. Para el desarrollo de la presente línea se utilizan metodologías bioquímicas y biofísicas clásicas, así como también metodologías de desarrollo más reciente, como Microscopía de fuerzas atómicas (AFM) y espectroscopia de fuerzas (FS), Resonancia de Plasmones Superficiales (SPR), Balanza de Langmuir-Microscopía de Angulo de Brewster (BAM) y espectroscopía de absorción-reflexión infrarroja con modulación de la polarización (PM-IRRAS), entre otras. Finalmente, desarrollamos y proporcionamos métodos biofísicos y analíticos relevantes para la investigación de lípidos y membranas. Estamos ansiosos por compartir nuestra experiencia mediante colaboraciones con la comunidad científica!  

Proyectos de investigación

Nuestras líneas actuales de investigación se centran en problemas relacionados con:

  • Cómo interactúan los lípidos en sistemas modelo de membranas y en membranas biológicas para formar, o no, dominios segregados lateralmente;
  • Cómo la estructura de la esfingomielina determina sus propiedades biofísicas y afecta las interacciones lípido-lípido;
  • El significado biológico de la heterogeneidad molecular de esfingolípidos;
  • La importancia de la composición asimétrica de lípidos transmembrana: cuál es su efecto en la estructura y propiedades de membrana;
  • Cómo se comportan los ácidos grasos de la serie omega 3 en las membranas y cómo interactúan con el colesterol y con otros lípidos;
  • ¿Existe una relación entre la presencia de ácidos grasos omega 3, las propiedades de los dominios de la membrana y la localización y función del intercambiador Na+/H+ en cardiomiocitos de ratas hipertensas?
  • ¿Existe una relación entre la presencia de ácidos grasos omega 3, las propiedades de los dominios de la membrana y la neuroinflamación en ratas hipertensas?

Junto con la Dra. Romina Vázquez y en colaboración con diversos grupos de trabajo, nacionales* y extranjeros**, hemos estado estudiando la estructura y función de los dominios lipídicos enriquecidos en colesterol y esfingolípidos. Nuestros estudios implican determinar, tanto en sistemas modelo de membrana como en membranas biológicas, los principios básicos que impulsan la formación de tales dominios y sus propiedades biofísicas, así como la localización-partición-interacción de proteínas con los mismos.

Una característica clave de las membranas biológicas es su asimetría transversal. La célula mantiene activamente una distribución asimétrica de lípidos con determinadas clases fosfolipídicas presentes mayoritariamente en la hemicapa externa y otras en la hemicapa interna de la membrana. Numerosas funciones celulares incluyendo señalización, apoptosis, trombosis, involucran una alteración de esta asimetría que también se detecta en procesos patológicos como inflamación, procesos neurodegenerativos y cáncer. La generación de sistemas modelo de membrana asimétricos experimentalmente accesibles constituye un desafío importante en el campo de la biofísica de membranas y es el objetivo principal de esta línea de trabajo. Junto con el desarrollo de modelos asimétricos, nos proponemos estudiar el impacto de la asimetría en las propiedades de membrana, el papel del acoplamiento entre hemicapas en la formación de dominios y su posible rol en la señalización, la importancia de la asimetría en la interacción de proteínas con membrana y en la función de proteínas de membrana, entre otros.

* Grupo dirigido por la Dra. M. Elena Vela (INIFTA-CCT La Plata); Grupo dirigido por la Dra. Laura Fanani (CIQUIBIC-CCT Córdoba); Grupo dirigido por la Dra. Mariana Farina (CEFYBO-CONICET);
** Grupo dirigido por el Dr. Félix M. Goñi (Universidad del País Vasco, España); Grupo dirigido por el Dr. Osvaldo N. Oliveira Jr. (Instituto de Física de Sao Carlos, Universidad de San Pablo, Brasil); Grupo dirigido por el Dr. Carlos Muñoz-Garay (Instituto de Cs. Físicas, UNAM, México); Grupo dirigido por el Dr. Iván Ortega-Blake (Instituto de Cs. Físicas, UNAM, México).

En nuestro laboratorio trabajamos también con modelos animales, estudiando el efecto de dietas enriquecidas en ácidos grasos de la serie omega 3 sobre la formación de dominios de membrana y la localización-función de proteínas de membrana, en el contexto de enfermedades cardiovasculares (en colaboración con el laboratorio de la Dra. M. Celeste Villa-Abrille, del CIC-CCT La Plata) y neurodegenerativas (en colaboración con el laboratorio de la Dra. M. José Bellini, del INIBIOLP-CCT La Plata).

Moléculas de diversa estructura química y propiedades biológicas interaccionan con la membrana plasmática para poder ejercer su acción o lo hacen de manera inespecífica al llegar a la superficie celular. El estudio de la interacción de estas moléculas (fármacos, péptidos, proteínas, etc) con sistemas modelo de membrana permite evaluar su potencial actividad, selectividad, impacto en la estructura y propiedades de la membrana, etc. Empleando distintas metodologías, colaboramos con diversos grupos de investigación en este tipo de estudios involucrando surfactantes de origen vegetal (en colaboración con la Dra. Laura Bakás y la Dra. Susana Morcelle del CiProVe, CIC-UNLP), toxinas bacterianas (en colaboración con la Dra. Vanesa Herlax del INIBIOLP), toxinas de invertebrados (en colaboración con el Dr. Horacio Heras, del INIBIOLP), péptidos antimicrobianos (en colaboración con la Dra. Sandra Vairo Cavalli del CiProVe, CIC-UNLP), lipoaminoácidos antifúngicos (en colaboración con el Dr. Carlos Muñoz-Garay del Instituto de Cs. Físicas, UNAM, México), entre otros.

Contacto
Prof. Dra. Sabina Maté
Tel: 54 221 4824894 int 103
e-mail: smate@med.unlp.edu.ar   mate.sabina@gmail.com
INIBIOLP (UNLP-CCT La Plata), calle 60 y 120 s/n, La Plata, Pcia. de Buenos Aires, Argentina.

Posiciones abiertas
Plazas disponibles para realizar tesinas de grado y presentaciones a convocatorias periódicas a becas CIC, UNLP, Conicet.

Links
https://www.researchgate.net/lab/Sabina-M-Mate-Lab
https://scholar.google.com/citations?hl=en&user=lCe8mw4AAAAJ

Publicaciones - Artículos

 

  • “Asymmetric bilayers mimicking membrane rafts prepared by lipid exchange: nanoscale characterization using AFM- Force spectroscopy”.
    Romina F. Vázquez; Erasmo Ovalle-García; Armando Antillón; Iván Ortega-Blake; Laura S. Bakás; Carlos Muñoz-Garay; Sabina M. Maté.
    2021. Biochimica et Biophysica Acta-Biomembranes. Jan 1; 1863(1), 183467
    https://doi.org/10.1016/j.bbamem.2020.183467
  • Exaptation of two ancient immune proteins into a new dimeric pore-forming toxin in Snails”.
    M. L. Giglio; S. Ituarte; V. Milesi; M. S. Dreon; T. R. Brola; J. Caramelo; J. C. H. IpN; S. Maté; J. W. Qiu; L. H. Otero; H. Heras.
    2020. Journal of Structural Biology. Aug 1; 211(2), 107531
    https://doi.org/10.1016/j.jsb.2020.107531
  • “Anandamide regulates oxytocin/oxytocin receptor system in human placenta at term”.
    Paula Accialini; Tomás Etcheverry; Mercedes Negri Malbrán; Gustavo Leguizamón; Sabina Maté; Mariana Farina.
    2020. Placenta. Apr; 93:23-25.
    https://doi.org/10.1016/j.placenta.2020.02.012
  • “Induction of Erythrocyte Microvesicles by Escherichia Coli Alpha Hemolysin”.
    Karen Strack; Natalia Lauri; Sabina María Maté; Andrés Saralegui; Carlos Muñoz-Garay; Pablo J Schwarzbaum; Vanesa Herlax.
    2019. Biochemical Journal. Nov 29; 476(22):3455-3473
    https://doi.org/10.1042/bcj20190546
  • “Impact of sphingomyelin acyl chain (16:0 vs 24:1) on the interfacial properties of Langmuir monolayers: A PM-IRRAS study”.
    Romina F. Vázquez; Daza Millone María A.; Pavinatto, f; Fanani, María L; Oliveira Jr, Osvaldo n.; Vela, María E; Maté, Sabina.
    2018. Colloids and Surfaces B-Biointerfaces. Jan 1; 173:549-556
    https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2018.10.018
  • “Phase-segregated membrane model assessed by a combined SPR-AFM approach”.
    Daza Millone, María A.; Vázquez, Romina; Maté, Sabina; Vela, María E.
    2018. Colloids and Surfaces B-Biointerfaces.Dec 1; 172:423-429.
    https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2018.08.066 
  • “Volume expansion of erythrocytes is not the only mechanism responsable for the protection by Arginine-based surfactants against hypotonic hemolysis”.
    María E. Fait; Melisa Hermet; Romina Vázquez; María A. Daza Millone; Sabina Maté; María E. Vela; Susana Morcelle; Laura Bakas.
    2018. Colloids and Surfaces B-Biointerfaces. Nov 1; 171:134-141
    https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2018.07.005
  • Dynamic regulation of extracellular ATP in Escherichia coli”.
    Cora L Alvarez; Gerardo Corradi; Natalia Lauri; Irene Marginedas Freixa; María F Leal Denis, Nicolás Enrique; Sabina M Maté; Verónica Milesi; Mariano A Ostuni; Vanesa Herlax; Pablo Schwarzbaum.
    2017. Biochemical Journal. Apr 4; 474(8):1395-1416
    https://doi.org/10.1042/BCJ20160879
  • “Interaction of acylated and unacylated forms of E. coli alpha-hemolysin with lipid monolayers: a PM-IRRAS study”.
    Romina F. Vázquez; María A. Daza Millone; Felippe J. Pavinatto; Vanesa S. Herlax; Laura S. Bakás; Osvaldo N. Oliveira Jr; María E. Vela; Sabina M. Maté.
    2017. Colloids and Surfaces B-Biointerfaces. Jun 24; 158:76-83
    https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2017.06.020
  • “Relationship between intracellular calcium and morphologic changes in rabbit erythrocytes: Effects of the acylated and unacylated forms of E. coli alpha-hemolysin”.
    Vázquez RF; Maté SM; Bakás LS; Muñoz-Garay C; Herlax VS.
    2016. Biochimica et Biophysica Acta-Biomembranes. Aug; 1858(8):1944-53
    https://doi.org/10.1016/j.bbamem.2016.05.013
  • “The unfavourable lipid environment reduced caveolin-1 expression in apical membranes from human preeclamptic placentas”.
    Levi Lorena; Castro-Parodi Mauricio; Martínez Nora; Piehl Lidia; Rrubín de Celis Emilio; Herlax Vanesa; Maté Sabina; Farina Mariana; Damiano Alicia.
    2016. Biochimica et Biophysica Acta-Biomembranes. Sep; 1858(9):2171-2180
    https://doi.org/10.1016/j.bbamem.2016.06.014 
  • “Induction of eryptosis by low concentrations of E. coli alpha-hemolysin”.
    Fernanda Carrizo Velasquez; Sabina Maté; Laura Bakás; Vanesa Herlax.
    2015. Biochimica et Biophysica Acta-Biomembranes. Nov; 1848(11 Pt A):2779-88
    https://doi.org/10.1016/j.bbamem.2015.08.012 
  • “Boundary region between coexisting lipid phases as initial binding sites for Escherichia coli alpha hemolysin: a real-time study”.
    Sabina María Maté; Romina F Vázquez; Vanesa S Herlax; María A Daza Millone; María L Fanani; Bruno Maggio; María E Vela; Laura S Bakas.
    2014. Biochimica et Biophysica Acta-Biomembranes. Jul; 1838 (7): 1832–1841
    https://doi.org/10.1016/j.bbamem.2014.02.022
  • “N-nervonoylsphingomyelin (C24:1) prevents lateral heterogeneity in cholesterol-containing membranes”.
    Sabina Maté; Jon V. Busto; Aritz B. García-Arribas; Jesús Sot; Romina Vazquez; Vanesa Herlax; Claude Wolf; Laura Bakás; Félix M. Goñi.
    2014. Biophysical Journal. Jun 17; 106(12):2606-16.
    https://doi.org/10.1016/j.bpj.2014.04.054
  • Novel evidence for the specific interaction between cholesterol and alpha hemolysin of E. coli
    Romina Vazquez; Sabina Maté; Laura Bakás; Marisa Fernandez; Emilio Malchiodi; Vanesa Herlax.
    2014. Biochemical Journal. Mar 15; 458(3): 481-489
    https://doi.org/10.1042/BJ20131432
  • Mecanismo de acción de la toxina alfa hemolisina de Escherichia Coli. 
    Bakás, L; Maté, S; Vázquez, R; Herlax, V. 
    2013
    . Acta bioquímica clínica latinoamericana. La Plata: Federación BioquímicaProvincia Buenos Aires. Vol. 47, n° 2, p. 353-361. ISSN 0325-2957


  • E.coli Alpha Hemolysin and properties 
    Bakás, L; Maté, S; Vazquez, R; Herlax, V.
    2012. Biochemistry, BooK I, Ed. Prof. Deniz Ekinci, Croacia. 

    http://www.intechopen.com/articles/show/title/e-coli-alpha-hemolysin-and-properties

  • Relevance of fatty acid covalently bound to Escherichia coli alpha-Hemolysin and membrane microdomains in the oligomerization process. 
    Herlax, V; Maté, S; Rimoldi, O; Bakas, L. 
    2009. Journal of Biological Chemistry. Amer Soc Biochemistry Molecular Biology, Inc, vol. 284, p. 25199-25210


Libros - Capítulos

  • “Role of sphingomyelin in membrane-domain formation and the influence on protein interaction: focusing on the nanometer scale”.
    Sabina Maté; Vanesa Herlax; Romina Vázquez; Laura Bakás
    2016. Cap 5: 89-112 en Membrane organization and lipid rafts in the cell and artificial membranes, Ed. Dr. Catalá, A. Nova SciencePublishers.  ISBN: 978-1-63484-589-2
  • Alfa- Hemolisina de Escherichia coli: Prototipo de las toxinas RTX (Repeat in Toxin). Un estudio de las etapas de su mecanismo de acción.
    Vázquez, R; Maté, S; Herlax, V; Bakás, L; Álvarez Valcárcel, C; Pazos Santos, F.
    2016. Puebla: Benemérita Universidad Autónoma De Puebla, p. 191-213. ISBN 978-607-525-046-5


  • E. coli Alpha Hemolysin and Properties. 
    Bakás, L; Maté, S; Vázquez, R; Herlax, V.
    2012. InTech, p. 107-140. ISBN 978-953-51-0076-8




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