Identification of the NADP<sup>+</sup> Structural Binding Site and Coenzyme Effect on the Fused G6PD::6PGL Protein from <i>Giardia lamblia</i>
Laura Morales-Luna,
Abigail González-Valdez,
Yudibeth Sixto-López,
José Correa-Basurto,
Beatriz Hernández-Ochoa,
Noemí Cárdenas-Rodríguez,
Rosa Angélica Castillo-Rodríguez,
Daniel Ortega-Cuellar,
Roberto Arreguin-Espinosa,
Verónica Pérez de la Cruz,
Hugo Serrano-Posada,
Sara Centeno-Leija,
Luz María Rocha-Ramírez,
Edgar Sierra-Palacios,
Alba Mónica Montiel-González,
Yadira Rufino-González,
Jaime Marcial-Quino,
Saúl Gómez-Manzo
Affiliations
Laura Morales-Luna
Laboratorio de Bioquímica Genética, Instituto Nacional de Pediatría, Secretaría de Salud, Ciudad de México 04530, Mexico
Abigail González-Valdez
Departamento de Biología Molecular y Biotecnología, Instituto de Investigaciones Biomédicas, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México 04510, Mexico
Yudibeth Sixto-López
Laboratorio de Modelado Molecular, Bioinformática y Diseño de Fármacos, Sección de Estudios de Posgrado e Investigación, Escuela Superior de Medicina, Instituto Politécnico Nacional, Ciudad de México 06720, Mexico
José Correa-Basurto
Laboratorio de Modelado Molecular, Bioinformática y Diseño de Fármacos, Sección de Estudios de Posgrado e Investigación, Escuela Superior de Medicina, Instituto Politécnico Nacional, Ciudad de México 06720, Mexico
Beatriz Hernández-Ochoa
Laboratorio de Inmunoquímica, Hospital Infantil de México Federico Gómez, Secretaría de Salud, Ciudad de México 06720, Mexico
Noemí Cárdenas-Rodríguez
Laboratorio de Neurociencias, Instituto Nacional de Pediatría, Secretaría de Salud, Ciudad de México 04530, Mexico
Rosa Angélica Castillo-Rodríguez
Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT), Instituto Nacional de Pediatría, Secretaría de Salud, Ciudad de México 04530, Mexico
Daniel Ortega-Cuellar
Laboratorio de Nutrición Experimental, Instituto Nacional de Pediatría, Secretaría de Salud 04530, Mexico
Roberto Arreguin-Espinosa
Departamento de Química de Biomacromoléculas, Instituto de Química, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México 04510, Mexico
Verónica Pérez de la Cruz
Departamento de Neuroquímica, Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía Manuel Velasco Suárez, S.S.A., Ciudad de México 14269, Mexico
Hugo Serrano-Posada
Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT), Laboratorio de Agrobiotecnología, Tecnoparque CLQ, Universidad de Colima, Carretera los Limones-Loma de Juárez, Colima 28629, Mexico
Sara Centeno-Leija
Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT), Laboratorio de Agrobiotecnología, Tecnoparque CLQ, Universidad de Colima, Carretera los Limones-Loma de Juárez, Colima 28629, Mexico
Luz María Rocha-Ramírez
Departamento de Infectología, Hospital Infantil de México Federico Gómez, Dr. Márquez No. 162, Col Doctores, Delegación Cuauhtémoc 06720, Mexico
Edgar Sierra-Palacios
Colegio de Ciencias y Humanidades, Plantel Casa Libertad, Universidad Autónoma de la Ciudad de México, Ciudad de México 09620, Mexico
Alba Mónica Montiel-González
Centro de Investigación en Genética y Ambiente, Universidad Autónoma de Tlaxcala, Aut. San Martín Texmelucan-Tlaxcala Km 10.5, San Felipe Ixtlacuixtla, 90120 Tlaxcala, Mexico
Yadira Rufino-González
Laboratorio de Parasitología Experimental, Instituto Nacional de Pediatría, Secretaría de Salud, Ciudad de México 04530, Mexico
Jaime Marcial-Quino
Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT), Instituto Nacional de Pediatría, Secretaría de Salud, Ciudad de México 04530, Mexico
Saúl Gómez-Manzo
Laboratorio de Bioquímica Genética, Instituto Nacional de Pediatría, Secretaría de Salud, Ciudad de México 04530, Mexico
Giardia lambia is a flagellated protozoan parasite that lives in the small intestine and is the causal agent of giardiasis. It has been reported that G. lamblia exhibits glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD), the first enzyme in the pentose phosphate pathway (PPP). Our group work demonstrated that the g6pd and 6pgl genes are present in the open frame that gives rise to the fused G6PD::6PGL protein; where the G6PD region is similar to the 3D structure of G6PD in Homo sapiens. The objective of the present work was to show the presence of the structural NADP+ binding site on the fused G6PD::6PGL protein and evaluate the effect of the NADP+ molecule on protein stability using biochemical and computational analysis. A protective effect was observed on the thermal inactivation, thermal stability, and trypsin digestions assays when the protein was incubated with NADP+. By molecular docking, we determined the possible structural-NADP+ binding site, which is located between the Rossmann fold of G6PD and 6PGL. Finally, molecular dynamic (MD) simulation was used to test the stability of this complex; it was determined that the presence of both NADP+ structural and cofactor increased the stability of the enzyme, which is in agreement with our experimental results.