Dinámica Molecular y Análisis Topológico de un Complejo Catequina/Poliprolina Solvatado en Agua

PETELSKI, NICOLAI; PAMIES, SILVANA CARINA; LATAZA ROVALETTI, MERCEDES; BENÍTEZ ELISA INÉS; SOSA, GLADIS LAURA

Rosario

Congreso; XVIII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2013

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica

Introducción: La estabilidad física de bebidas fermentadas, como la cerveza, se define como unidades de tiempo transcurridas hasta alcanzar un determinado nivel de turbidez. Actualmente se acepta que la turbidez coloidal es debida a las interacciones entre proteínas y compuestos polifenólicos que pueden formar complejos solubles (turbidez fría o chill haze) o insolubles (turbidez permanente). De los polifenoles presentes en la cerveza, los monómeros parecen no estar involucrados en la formación de turbidez (velo coloidal), sin embargo la catequina y epigalocatequina han mostrado producir velo coloidal en sistemas modelo (Siebert y Lynn, 1998). El mecanismo exacto por el cual los flavonoides se unen a las proteínas y causan turbidez es desconocido, y continúa siendo un área de activa investigación. Objetivos: En este trabajo se han utilizado técnicas de simulación por dinámica molecular (DM) y de análisis de la densidad de carga electrónica, en base a la Teoría Cuántica de Átomos en Moléculas (QTAIM), con el propósito de contribuir al conocimiento del mecanismo causante del fenómeno de turbidez. Métodos: Como sistema modelo fue seleccionado un complejo binario formado por catequina (CAT) y un pentapéptido de prolina (PP); solvatado en agua TIP3P. Las simulaciones, realizadas con el paquete AMBER 11, fueron precedidas por 2 etapas de una minimización energética. El sistema resultante de mínima energía potencial fue sometido a una DM por 10 ps bajo condiciones de V constante, hasta alcanzar una T de 300 K con restricciones de movimiento sobre las moléculas de PB3 y los PP. Luego se continuó esta etapa en el ensamble NPT a 300 K y a una P de 1 atm, sin restricciones sobre las moléculas, durante 6.5 ns hasta alcanzar el equilibrio. La T fue mantenida constante en 300 K utilizando el algoritmo de acoplamiento de Langevin y todas las longitudes de enlace, involucrando átomos de H, se restringieron con el algoritmo Shake. Para la recolección de datos, la simulación de DM se realizó en el ensamble NVT durante 25 ns, usando un acoplamiento débil de temperatura. El análisis de las interacciones moleculares, fue realizado sobre una estructura recolectada de los últimos 500 ps, y fue analizada con el programa AIMAll. Resultados y Conclusiones: Los resultados de DM revelan la formación de un complejo estable, el cual se forma a los 20 ns de producción y las moléculas permanecen unidas durante los últimos 5 ns. El estudio de la estructura electrónica revela que el complejo formado, CAT-PP, se estabiliza mediante la formación de una extensa red de enlaces de hidrógeno (EH) del tipo O-H...O; y sorprendentemente en mayor número EH del tipo C-H...O y C-H.... También han sido detectadas otras interacciones menos usuales de capa cerrada del tipo O?O, O?C y H...H. La ocurrencia de estas interacciones, a lo largo de la cadena proteica en cada sitio en el que se encuentre el aminoácido prolina, conduciría a la formación de partículas que crecen hasta alcanzar el tamaño del coloide.