Caracterización de la Interacción de la albúmina sérica humana con el ácido acetil salicílico

H. ARIEL ALVAREZ; ANDRÉS N. MCCARTHY; J. RAÚL GRIGERA

Ciudad Autónoma de Buenos Aires

Congreso; 1a Reunión Conjunta AFA-SUF 2008; 2008

Asociación Física Argentina

 <!-- @page { size: 21cm 29.7cm; margin: 2cm } P { margin-bottom: 0.21cm } -->En el presente trabajo se realiza el estudio de la interacción de una enzima (la albúmina humana en este caso) con su sustrato (el sustrato utilizado fue el ácido acetil salicílico). La estructura utilizada fue obtenida del Protein Data Bank [1]. Son bien conocidas las interacciones que permiten la conformación de complejos Enzima-Sustrato como el que se estudia en este caso, sin embargo, a pesar de los diversos avances que se han hecho al respecto, todavía no se encuentra una técnica efectiva (pero sobre todo eficiente) para una caracterización global de esta interacción, lo que permitiría, por ejemplo, el desarrollo de inhibidores de la actividad específica de la Enzima, así como también un entendimiento más profundo de su acción catalizadora y de los mecanismos que regula. La técnica empleada para el estudio de este sistema es la simulación computacional por Dinámica Molecular (DM), utilizando el paquete GROMACS [2,3,4,5]. Dentro de las facilidades de este paquete se encuentra el programa denominado Pull Code que permite la implementación de Potenciales de Fuerza Media actuando sobre el sistema a estudiar. En particular se utiliza la opción AFM Pulling, que simula la acción de la palanca (cantilever) de un microscopio de fuerza atómica, el cual tira de una molécula y cuantifica la fuerza empleada para realizar este proceso. Mediante el cálculo del trabajo mecánico externo (proceso realizado fuera del equilibrio), empleado en liberar al sustrato del sitio activo de la proteína, se calcula una cota superior para la variación de energía libre de Helmholtz asociada a dicho proceso, que es un parámetro de equilibrio. Para esto se utiliza la corrección de muestreo finito para la llamada Igualdad de Jarzynski [6, 7, 8, 9], que provee el valor de esta cota superior para un número finito de medidas del trabajo realizado. Los valores obtenidos son comparados con los calculados a partir de datos experimentales de la constante de Afinidad de la Albúmina con la Aspirina [10]. Referencias:1.- Efect of human serum albumin on drug metabolism: Structural evidence of esterase activity of human serum albumin. Yang, F.,  Bian, C.,  Zhu, L.,  Zhao, G.,  Huang, Z.,  Huang, M. J.Struct.Biol.v157pp 348-355, 2007.2.- Gromacs: A parallel computer for molecular dynamics simulations. Bekker, H., Berendsen, H. J. C., Dijkstra, E. J., Achterop, S., van Drunen, R., van der Spoel, D., Sijbers, A., Keegstra, H., Reitsma, B., Renardus, M. K. R. Physics Computing 92(Singapore, 1993). de Groot, R. A., Nadrchal, J., eds. World Scientific.3.- GROMACS: A message-passing parallel molecular dynamics implementation. Berendsen, H. J. C., van der Spoel, D., van Drunen. R. Comp. Phys. Comm. 91:43–56, 1995.4.- Gromacs 3.0: A package for molecular simulation and trajectory analysis. Lindahl, E., Hess, B., van der Spoel. D. J. Mol. Mod.7:306–317, 2001.5.- GROMACS: Fast, Flexible and Free. van der Spoel, D., Lindahl, E., Hess, B., Groenhof, G., Mark, A. E., Berendsen, H. J. C. J. Comp. Chem.26:1701–1718, 2005.6.- Equilibrium free-energy differences from nonequilibrium measurements: A master-equation approach. C. Jarzynski. Phys. Rev. E. Volume 56, Number 5: November 1997. pp 5018 - 5035.7.- Nonequilibrium Equality for Free Energy Differences. C. Jarzynski. Physical Review Letters.Volume 78, Number 14: April 1997. pp 2690 – 2693.8.- Systematic errors in free energy perturbation calculations due to a finite sample of configuration space: sample-size hysteresis. Robert H. Wood, Wolfgang C. F. Muhlbauer, and Peter T. Thompson. Journal of Physical Chemistry. Vol. 95, No. 17: August 1991. pp 6670 – 6675.9.- Theory of a Systematic Computational Error in Free Energy Differences. Daniel M. Zuckerman, and Thomas B.Woolf. Physical Review Letters.Volume 89, Number 18: October 2002.10.- Changes of serum albumin affinity for aspirin induced by fatty acid. B. Bojko, A. Sułkowska, M. Maciążek, J. Równicka, F. Njau, W.W. Sułkowski. International Journal of Biological Macromolecules. En prensa