Departamento de Cristalografía y Biología Estructural, Madrid

Instituto de Química Física Rocasolano

Consejo Superior de Investigaciones Científicas 

C/Serrano 119, 28006, Madrid

https://www.xtal.iqfr.csic.es/

+34 915619400

Empleando la Cristalografía como herramienta fundamental nuestro objetivo general es interpretar fenómenos biológicos en términos de la estructura a nivel atómico, molecular y supramolecular para solucionar problemas biotecnológicos y biomédicos.

Palabras clave: Macromoléculas biológicas, Cristalografía, Biomedicina, Biomateriales, Multicomponentes.

Área temática principal: Cristalización y cristalografía.
Subarea: Cristalización, Crecimiento cristalino, Cristalografía Química, Cristalografía de Macromoléculas

Lineas de Investigación

  • Estructura y regulación de grandes máquinas macromoleculares implicadas en división bacteriana, remodelado de la pared vegetal y bacteriana, transporte iónico en plantas y función neuronal
  • Claves de la interacción lípido-proteína: Estructura y Función de proteínas de membrana.
  • Caracterización estructural en tiempo real de los procesos enzimáticos y alostéricos.
  • Localización in vivo de proteínas y máquinas moleculares en superficie celular.
  • Ensamblado de complejos multienzimáticos por combinación de dominios catalíticos
  • Cascadas multienzimáticas para producción prebióticos de segunda generación y quitooligosacáridos a partir de biomateriales.
  • Producción “a la carta” de compuestos bioactivos de alto valor añadido con sistemas enzimáticos de L. plantarum WCFS1.
  • Aplicación de nanopartículas magnéticas para la detección de metástasis.
  • Identificación de hot-spots en la estructura proteica y desarrollo de nuevos fármacos en biomedicina y compuestos agroquímicos.
  • Desarrollo de una herramienta para la predicción de formación de cristales multi-componentes de interés farmacológico.
  • Caracterización estructural y funcional de factores de virulencia de organismo patogénicos y desarrollo de moléculas con actividad antimicrobiana.
  • Desarrollo de inyectores de bajo consumo de muestra para experimentos de SFX en XFELs.
  • Desarrollo y adaptación de la técnica de cristalografía en serie en instalaciones de sincrotrón.

Equipamiento singular

El Grupo está dotado de las instalaciones y equipamiento necesarios para realizar su trabajo. Éstas incluyen: laboratorio de cultivos celulares, laboratorio de purificación de proteínas, plataforma de cristalización de alto rendimiento, laboratorio de difracción y medios informáticos para el cálculo cristalográfico y análisis estructural.
Laboratory of X-ray Diffraction and Crystallization Platform

    • Bruker X8 Axiom diffractometer equipped with Photon II detector and CuKα radiation from Incoatec high briliance micro source. Equipped with a cryostream 700, Oxford Cryosystems, temperature range of 350-100K.
    • Robot Nanodrop ExtY (Innovadyne);
    • Robot Liquid Handler Quad-Z 215 (Gilson Inc).
    • Robot Oryx 8 (Douglas Instrument)
    Thermo-shaker-block for parallel crystallization BioShake iQ

Laboratory of Molecular Biology:

    • Medium-scale refrigerated incubators (New Brunswick Scientific C24KC, C24 and I26);
    • Äkta Primes (GE Healthcare), Äkta Go (Cytiva) and FPLCs Biologic (Biorad) protein purification systems;
    • NanoDrop ND-1000 Spectrophotomer;
    • Sorval SR centrifuge with SS-34 rotor;
    • Benchtop centrifuges with high capacity rotor (Thermo IECL40R, Eppendorf 5810R with rotors M4 and A-4-81);
    • Cell lysis devices; French press and sonicators;
    • Autoclave with 75-litre capacity;
    • Thermocycler (G-storm GS-482);
    Small equipment (High capacity and resolution chromatographic columns, microcentrifuges, spectrophotometer, plate incubators, peristaltic pumps, cell density measurement spectrometer, DNA and protein electrophoretic systems, precision balances…)

Biophysical techniques available at IQFR:

    • MCS-ITC (10-80º) and MCS31 DSC (4-120º) (MicroCal Inc.) microcalorimeters;
    • CD Spectrometer J-810 (Jasco);
    • Spectrofluorometer FluoroMax-4 (Horiba);
    • Spectrofluorometer Tycho Nanotemper;
    • Analytical Ultracentrifuge Optima XL-A (Beckman-Coulter);
    Maldi-TOF MS Voyager-DE (Applied Biosystems)

Access to Infrastructures and exceptional equipment:

Our group has access to exceptional facilities such as synchrotron light sources and X-ray free electron lasers that allow us the successful execution of our research.

Componentes del grupo 
  • Armando Albert (Investigador Científico, Jefe departamento CBE)
  • Julia Sanz Aparicio (Investigador Científico)
  • Juan Antonio Hermoso (Profesor de Investigación, Director de IQFR)
  • Beatriz González Pérez (Investigador Científico)
  • José Miguel Mancheño Gómez (Científico Titular)
  • Lourdes Infantes (Científico Titular)
  • María José Sánchez Barrena (Científico Titular)
  • Inmaculada Pérez Dorado (Contratado Postdoctoral Senior)
  • José Manuel Martín García (Contratado Postdoctoral Senior)
  • Martín Alcorlo Pagés (Contratado Postdoctoral)
  • Miguel Ángel Ruiz Fresneda (Ayudante Investigación)
  • Alejandra Alba Pérez (Contratado predoctoral)
  • Isabel Cea Rama (Contratado predoctoral)
  • Juan Luis Benavente Fernández (Contratado predoctoral)
  • Fernando Ceballos-Zúñiga Ulla (Contratado predoctoral)
  • Miguel Daniel Mozo (Contratado predoctoral)
  • Ángela Fernández García (Contratado predoctoral)
  • Alice Grieco (Contratado predoctoral)
  • Elena Jiménez Ortega (Contratado predoctoral)
  • María Ángeles Márquez Moñino (Contratado predoctoral)
  • Vega Miguel Ruano (Contratado predoctoral)
  • Daniel Muñoz Reyes (Contratado predoctoral)
  • Sara Pérez Suárez (Ayudante Investigación)
  • María Rivera Moreno (Ayudante Investigación)
  • Raquel Ortega García (Contratado predoctoral)
  • Paula Sanz Benito (Técnico Laboratorio)
Proyectos últimos años
  • Characterization of the ESX-5 secretion system and secreted virulence factors in Mycobacterium tuberculosis. Mechanism of pathogenesis and potential drug-target. Grant by Madrid Regional Government, Spain (Programa de Atracción de Talento – Modalidad 1). 2019-T1/BMD-14774. IP: Juana Inmaculada Pérez Dorado. 01/09/2020–31/08/2024
  • Red de Cristalografía y Cristalización “Factoría de Cristalización” Ref. FIS2015-71928-REDC. Coordinador: Jaime Gómez Morales. 01-12-2015 /30-11-2018.
  • Inositidos en redes de señalización y rutas metabólicas: homeostasis celular, cáncer y otras patologías (PID2020-117400GB-I00, MICINN) IP: Beatriz González Pérez. 01/09/2021-31/12/2023
  • Función, estructura y diseño de sensores moleculares que controlan la respuesta de las plantas al estrés por sequía y sal (PID2020-119805RB-I00, MICINN) IP: Armando Albert de la Cruz. 01/09/2021-31/12/2023
  • Diseño racional de formas multicomponentes de antivirales (COOPA20419, CSIC) IP: Lourdes Infantes. 01/01/2021-31/12/2022
  • Estructura, dinámica y regulación de la pared bacteriana. Implicaciones en la resistencia a antibióticos (PID2020-115331GB-I00). IP: J.A. Hermoso. 01/01/2021 – 31/12/2024
  • Origins of broad-spectrum beta-lactam resistance: multidimensional dissection of chromosomally encoded metallo-beta-lactamases. SINERGIA Grant from Swiss National Science Foundation (Grant CRSII5_198737/1). IP: P. Viollier (UGEN), J.A. Hermoso (CSIC), M. Dal Peraro (EPF). 01/01/2021 – 31/12/2024
  • Apuntando a la resistencia a antibióticos: bases estructurales de la regulacion en procesos esenciales de remodelado de la pared celular. (BFU2017-90030-P). IP: J.A. Hermoso. 01/01/2018 – 31/12/2020
  • Nanodiscos: una alternativa novedosa para cristalizar proteinas de membrana (BFU2014-61623-EXP). IP: J.A. Hermoso. 01/07/2015 – 01/07/2017
  • Biologia estructural de procesos críticos de remodelado de la pared bacteriana implicados en resistencia a antibióticos (BFU2014-59389-P). IP: J.A. Hermoso. 01/01/2015 – 30/6/2018
  • The Quinazolinone Class of Antibacterial Agents. 1R01AI116548 National Institutes of Health (NIH). USA. Coord: M. Chang, IP (WP): J.A. Hermoso. 20/03/2015 – 29/02/2020
  • Análisis estructural y diseño molecular de glicoenzimas para la síntesis de compuestos bioactivos de interés farmacológico (PID2019-105838RB-C33, MICINN) IP: Julia Sanz Aparicio. 01/06/2020 – 31/05/2023
  • Química sintética mediante enzimas quiméricas de fusión diseñadas por evolución dirigida y computacional (Y2018/BIO-4738 EVOQUIMERA, Proyectos Sinérgicos I+D CM). IP: Julia Sanz Aparicio. 01/01/2019-31/07/2022.
  • Análisis cristalográfico y diseño molecular de glicoenzimas para mejorar su potencial en biología sintética. (BIO2016-76601-C3-3-R, MICINN) IP: Julia Sanz Aparicio. 01/01/2017-31/12/2020
  • Unraveling the resistance mechanism of the enzyme penicillin binding protein of Staphylococcus aureus by serial femtosecond crystallography at X-ray free electron lasers. (Atracción y Retención de Talento CAM, 2019-T1/BMD-15552). IP: José Manuel Martín García. 01/-09/2020–31/08/2024
  • Lactobacillus plantarum WCFS1 como modelo para el estudio de la interacción con compuestos fenólicos en la fermentación de alimentos y en la adaptación al tracto intestinal. (AGL2014-52911-R). Coordinadora: Muñoz Moreno, R. IP (subproyecto): José M. Mancheño
  • Desarrollo preclínico de nuevos fármacos para el tratamiento personalizado de cánceres dependientes de RAS. (RTC-2017-6478-1 MICINN) IP: Beatriz González Pérez. 01/01/2018-31/12/2020
  • Una visión ampliada de la señalización por inositidos: síntesis y dianas en la biogénesis del RNA. (BFU2017-89913-P, Ministerio de Economía y Competitividad) IP: Beatriz González Pérez. 01/09/2018-31/09/2021
  • Análisis estructural y funcional de la señalización mediante inositol fosfatos y su implicación en salud (BFU2014-53762-P, Ministerio de Economía y Competitividad) IP: Beatriz González Pérez. 01/01/2014-31/12/2018
  • El sensor de Ca2+ NCS-1 como nueva diana para el control de la función sináptica en enfermedades neurodegenerativas (IN[17]_CMA_BIO_0277, Beca “Leonardo” de la Fundación BBVA). IP: María José Sánchez Barrena. 01/09/2017-31/03/2019.
  • Descodificación de la especificidad del Sensor Neuronal de Calcio 1 para desarrollar compuestos moduladores de su interacción en aplicaciones biotecnológicas y terapéuticas (PID2019-111737RB-I00, Ministerio de Ciencia e Innovación). IP: María José Sánchez Barrena. 01/06/2020-31/05/2023).