Adsorción de péptidos a superficies de SiO2

TÁRRAGA, WILSON A.; CATHCARTH, MARILINA; PICCO, AGUSTIN S.; LONGO, GABRIEL S.

CABA

Jornada; V Jornadas de Jóvenes Bionanocientíficxs (JoBIoN); 2023

Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires

Los péptidos de unión a sílica (SBPs, por sus siglas en inglés) son péptidos de cadena corta que poseen una alta afinidad a superficies de sílica. Estos péptidos pueden conjugarse con proteínas y, junto con sílica, permiten una amplia gama de aplicaciones en biocatálisis, clínica y diagnóstico. La implementación de métodos teóricos para estudiar este tipo de sistemas representa una alternativa atractiva debido a su alto potencial predictivo y bajo costo. Sin embargo, la incorporación de interacciones no específicas sigue siendo un desafío debido a la complejidad que representan.En este trabajo, nos propusimos parametrizar la energía de interacción no específica entre aminoácidos y superficies de SiO2 e incorporarlas en una teoría molecular (TM) para estudiar la adsorción de diferentes SBPs en función del pH y la fuerza iónica del medio, con el fin entender y mejorar la secuencia que da origen a la adsorción de los SBPs a superficies de sílica.Parametrizamos las energías de interacción de aminoácidos con una superficie de SiO2 sin carga de 4.7 -SiOH/nm2, modelando los aminoácidos como análogos de cadenas laterales (SCAs, por sus siglas en inglés). Realizamos simulaciones por dinámica molecular (MD) mediante el método de "umbrella sampling" (US) utilizando GROMACS, lo que permitió obtener potenciales de fuerza media (PMF, por sus siglas en inglés) para cada SCAs y su correspondiente energía de interacción.Luego, incorporamos estas energías en una teoría molecular (TM) ya desarrollada e implementada en el grupo [1]. Obtuvimos perfiles de adsorción en función del pH para SBPs que concuerdan con los reportados experimentalmente en condiciones similares. Estos perfiles revelaron diferencias tanto en magnitud como en el valor de pH al cual se alcanza la adsorción máxima. Finalmente, utilizando este método y variando la secuencia de los SBPs, logramos mejorar la capacidad de adsorción de estos.En conclusión, este estudio abre la puerta a la mejora de la capacidad de adsorción de los péptidos de unión a sílica (SBP), lo que mejoraría su aplicabilidad en una amplia gama de campos biotecnológicos y médicos.REFERENCIAS[1] Cathcarth, M., Picco, A. S., Mondo, G. B., Cardoso, M. B., & Longo, G. S. (2022). Competitive protein adsorption on charge regulating silica-like surfaces: the role of protonation equilibrium. Journal of Physics: Condensed Matter, 34(36), 364001.