Estudio computacional multiescala de procesos dinámicos en hemoproteínas.

Institución otorgante:

Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Fecha:

2019-12-27

Tipo de documento: 

info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
 

Formato:

application/pdf

Idioma:

spa

Temas:

HEMOPROTEINA - DINAMICA MOLECULAR - QM-MM - UMBRELLA SAMPLING - TERMOESTABILIDAD - THB1 - CBS - HEMEPROTEIN - MOLECULAR DYNAMIC - QM-MM - UMBRELLA SAMPLING - THERMOESTABILITY - THB1 - CBS

Descripción:

Las hemoproteínas son una extensa familia de proteínas que tienen como grupo prostético un hemo. Las hemoproteínas están entre las metalo-proteínas más versátiles, presentando una gran diversidad de funciones que van desde la transferencia electrónica, la catálisis, el transporte y almacenamiento de oxígeno, la unión de ligandos hasta la transducción de señales. Esta gran variedad de funciones viene dada por la gran variabilidad de interacciones que el grupo hemo puede tener con la proteína. En la presente tesis, y mediante el uso de diversas técnicas computacionales, se estudiaron los procesos dinámicos relevantes para la actividad proteica de algunas hemoproteínas con distintos entornos e interacciones de la proteína con el hemo. Según el problema a abordar, se seleccionaron los modelos y las técnicas que mejor pudieran abordar los interrogantes planteados en cada caso. De esta forma, se utilizaron modelos cuánticos, híbridos cuántico-clásico (QM-MM), y puramente clásicos. Por otra parte, las técnicas utilizadas incluyeron optimizaciones de geometría, estudios de reacciones enzimáticas utilizando optimizaciones restringidas sobre coordenadas de reacción, simulaciones de dinámica molecular clásica y técnicas de muestreo avanzado para la obtención de perfiles de energía libre de diversos procesos. En primer lugar se estudió, a través de extensas simulaciones de dinámica molecular y un análisis avanzado de ellas, las contribuciones de la hexa y pentacoordinación del hemo con la diferencia de termoestabilidad de tres globinas que presentan distintos estados de coordinación. En segundo lugar, en un estudio mixto teórico y experimental, se usaron simulaciones de dinámica molecular, cálculos de Umbrella Sampling, cálculos QM-MM y titulaciones seguidas por espectroscopia UV-visible para estudiar el proceso de hexacoordinación de la hemoglobina truncada THB1. En tercer y último lugar, se analizó el rol del hemo en la hemoproteína Cistationina beta-sintasa (CBS), dado su inusual efecto en la actividad aun encontrándose a una distancia considerable del sitio activo, mediante simulaciones de dinámica molecular, cálculos cuánticos y QM-MM. Al final de la tesis, los resultados obtenidos son analizados de manera conjunta, concluyéndose sobre los diferentes factores que pueden gobernar la reactividad y la unión de ligandos en hemoproteínas.

Identificador:

https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6972_Plana