Estudios de la interacción entre defensinas humanas y membranas modelo bacterianas mediante simulaciones de dinámica molecular

BALATTI, GALO EZEQUIEL; MARTINI, MARIA FLORENCIA; PICKHOLZ, MONICA ANDREA

Buenos Aires

Conferencia; Latin American Conference on Mathematical Modeling of Biological Systems; 2015

Sociedad Argentina de Biofísica (SAB), Latinamerican Federation of Biophysical Societies (LAFeBS) y CONICET

Las defensinas son péptidos catiónicos clave del sistema inmune innatocapaces de desorganizar y desestabilizar la membrana bacteriana, logrando ejercer un efecto antimicrobiano. Se cree que el mecanismo por el cual lo logran es a través de la interacción electrostática con los componentes de carga eléctrica negativa presentes en la membrana bacteriana.A fin de estudiar a nivel molecular esta interacción péptido-membrana,hemos realizado simulaciones de dinámica molecular (MD) mediantemodelos coarse-grain (CG). Utilizamos MARTINI como campo de fuerzas, en combinación con la red elástica ElNeDyn . ElNeDyn añade resortes elásticos al backbone proteico, otorgándole estabilidad estructural adicional.Mediante este modelo, validado previamente con simulaciones atomísticas, indagamos los efectos de la concentración proteica sobre la interacción entre la defensina humana 1 (hBD-1) y membranas modelo como 1-palmitoil-2-oleoilfosfatidilcolina (POPC) y 1-palmitolil-2-oleoil-fosfatidilglicerol (POPG). Asimismo, extendimos las simulaciones delpéptido hacia otras membranas modelo, tales como DPGG, LPPG y OPGG.Las simulaciones nos permiten demostrar que hBD-1 se encuentraesencialmente localizado en la interfase agua-lípido para todas lasmembranas. Sin embargo, la interacción es más específica para el caso de glicolípidos saturados.El trabajo demuestra que el modelo CG con el campo de fuerzas MARTINI sumado a la utilización de la red elástica ElNeDyn permite reproducir satisfactoriamente el comportamiento de la defensina a escala molecular.Esto representa un primer paso para entender el efecto diferencial que las defensinas ejercen sobre distintas cepas bacterianas probióticas, con el fin último de aportar al desarrollo de mejores alimentos probióticos.