Interacción de un péptido anfipático catiónico con membranas lipídicas aniónicas estudiada por dinámica molecular

VILLARREAL MA; MONTICH GG

Tafi del Valle. Tucumán

Congreso; XXX Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Biofísica; 2001

Sociedad Argentina de Biofísica

Resumen Existen gran variedad de péptidos con capacidad de lisar membranas lipídicas. Dichos péptidos presentan generalmente estructuras anfipáticas con carga neta positiva, y se unen fuertemente a lípidos aniónicos. En este trabajo presentamos resultados de simulaciones de dinámica molecular del péptido anfipático Ac-AKAAAK-Nac en solución y en presencia de una membrana aniónica de DPPS Métodos Simulaciones de dinámica molecular usando el campo de fuerza GROMOS87. Las interacciones electrostáticas se calcularon con sumas de Ewald. Se mantuvo la temperatura (350 K) y la presión (1 bar) constantes. Se realizaron las siguientes simulaciones: Péptido Ac-AKAAAK-Nac con 1400 moléculas de agua por 100 ns. Péptido Ac-AKAAAK-Nac en presencia de una membrana de 60 moléculas de DPPS, 2200 moléculas de agua y 58 átomos de Na+ como contraiones. Para este sistema se realizaron 4 simulaciones con distintas posiciones y estructuras iniciales del péptido (2 estructuras iniciales alfa-hélice y beta-hairpin. Dichas simulaciones se extendieron por entre 4 y 12 ns. Resultados El análisis conformacional del péptido en solución muestra que éste adopta principalmente estructuras tipo beta-hairpin. En las cuatro simulaciones del péptido con la membrana, se produce una unión rápida e irreversible en los tiempos de la simulacón, y el péptido pierde su estructura compacta inicial (alfa-hélice o beta-hairpin) asumiendo estructuras extendidas. En la membrana, el péptido se ubica en la zona de grupos polares, con el backbone ubicado mas cerca del corazón hidrofóbico. Los grupos NH3+ del péptido están a una profundidad igual a los grupos NH3+ de la DPPS. Además los NH3+ del péptido penetran tanto como los iones Na+ y el agua. La unión del péptido produce un ordenamiento de las cadenas hidrocarbonadas en la monocapa con la que interactúa. Este ordenamiento se refleja en un incremento en los parámetros de orden Carbono-Deuterio. Los cambios estructurales en la cabeza polar de los lípidos se analizaron calculando densidades espaciales de los distintos grupos cargados. La membrana de DPPS presenta agregados de lípidos que se mantienen por interacciones puente salino entre los grupos CO2- y NH3+, mientras que los grupos PO4- son excluidos de los mismos y quedan en los bordes. La unión del péptido a la membrana no afecta mayormente la estructura de los grupos polares. El péptido se ubica entre los agregados del lípido por lo que interactúa preferentemente con los grupos PO4-