Estudio computacional de la unión de metales a un péptido con residuos ácidos

AGUDELO, WILLIAM A.; DIEGO SEBASTIAN VAZQUEZ; JAVIER SANTOS; GONZÁLEZ LEBRERO, MARIANO C.

Ciudad Autónoma de Buenos Aires

Congreso; XIX Congreso de la Asociación Argentina de Investigación Fisicoquı́mica; 2015

Asociacion Argentina de investigación Fisioquímica

La Frataxina es una proteína que une hierro por medio de aminoácidos que forman sitios de unión que involucran ácidos carboxílicos. El estudio de la interacción del hierro con esta proteína es de gran interés, ya que la falencia de esta produce una enfermedad degenerativa llamada ataxia de Friederich. Esta proteína tiene múltiples sitios de unión a hierro, dificultando su estudio tanto experimental como computacionalmente. Por eso se sintetizó un péptido anfipático que contiene lo que se postula puede ser el motivo mínimo de unión a hierro (EExxED). Los resultados experimentales muestran que el péptido presenta una transición a estructura secundaria tipo hélice-alfa por la interacción con Fe2+, Al3+ y Fe 3+, mientrasque este fenómeno no se observa para una serie de metales divalentes: Mg2+, Co 2+, Ni2+, Zn 2+, Ca2+, Mn2+ [1]. Basados en lo anterior, nos propusimos simular la unión del metal al sitio, con el objetivo de caracterizar los detalles de la misma, a nivel de la estructura molecular.Con el fin de obtener la afinidad relativa de los distintos metales, se realizaron simulaciones clásicas que permiten estimar cambios de energía libre (integración termodinámica (TI), Umbrella Sampling). Como es bien sabido este tipo de simulaciones depende de los parámetros atómicos que definen el campo de fuerzas y para este respecto usamos dos esquemas generales de trabajo: usando parámetros obtenidos ajustando propiedades de los metales en solución (esquema-1) y obteniendo la energía libre del proceso TI, mediante la evaluación de la energía QM/MM [2] sobre estructuras generadas en las dinámicas clásicas (esquema-2).Los resultados muestran que la afinidad del péptido hacia los metales bajo el esquema-1, va de la mano con el radio iónico: entre más pequeño el ion presenta más afinidad, lo que no explicaría la aparente selectividad por Fe2+. Por otro lado, los resultados obtenidos mediante el esquema-2, que incluyen la interacción covalente Metal-Ligandos, si permiten explicar adecuadamente los resultado experimentales.