Estudio de simulación computacional del equilibrio de coordinación de la hemoglobina de Synechococcus sp. a altas presiones.

N. VILLAGRAN; D.A. ESTRIN; L. CAPECE

Buenos Aires

Congreso; XIX Congreso argentino de fisicoquímica y química inorgánica; 2015

AAIFQ

Laspropiedadesestructuralesydinámicas de una proteína son claves paracomprender su función y actividad biológica. Laaplicación de altas presiones es empleadacomo sonda experimental en diversassituaciones [1]), mientras que el empleo desimulaciones de dinámicas molecular (MD)permite acceder a una descripción microscópicadetallada de propiedades de las proteínas.En este trabajo se estudia el efecto de lapresión sobre la hemoglobina truncada deSynechococcus sp. (GlbN). GlbN presenta dos Figura 1- Esquema con las hélices depropiedades particulares: puede sufrir una GlbN por color, grupo hemo e Hismodificación posttraduccional (PTM), que une distal (rojo), His proximal (naranja) ecovalentemente el grupo hemo a la proteína, y His que sufre PTM (negro).la histidina distal puede coordinarse al Fe, presentándose en las conformacionespenta- (5c) y hexacoordinada (6c). [2] Es de especial interés el equilibrio 5c↔6c, dadoque resulta clave para la reactividad, y por ende, la función de GlbN.Se realizaron simulaciones de MD clásica empleando el campo de fuerzasAmber de 100 ns de duración a 1, 1300 y 3000 bar de la GlbN 5c y 6c. También, sesimuló la proteína modificada (PTM) a 1 y 3000 bar. El efecto de la presión se evaluóanalizando la movilidad, las zonas de mayor flexibilidad, los modos esenciales y lasentropías conformacionales. La transición 5c↔6c fue analizada por superposición delas trayectorias, y obteniendo los perfiles de energía libre para la transición 5c-6cmediante la realización de simulaciones de dinámica molecular guiadas. Secompararon los resultados con los previamente obtenidos en nuestro grupo, parahemoglobinas de vertebrados: neuroglobina y mioglobina [3].Se observó que las zonas de mayor movilidad difieren según la coordinacióndel hemo, siendo la región EF la más flexible en la 5c, y la CE, en la 6c (ver Fig. 1). LaGlbN presenta una movilidad baja en todos los casos. La dinámica de la proteína aalta presión se ve efectivamente restringida, disminuyendo su movilidad a 3000 bar entodos los casos. Sin embargo, la dinámica esencial de GlbN es la misma en el rangode presiones estudiadas, indicando que la proteína es rígida y poco susceptible a lapresión. Las zonas más móviles difieren respecto a la neuroglobina y a la mioglobina,presentándose la GlbN como un caso intermedio en cuanto a la respuesta a la presión.El estudio detallado de la transición 5c↔6c muestra que la región EF es de especialimportancia, en contraste con mioglobina y neuroglobina, donde la región CD es laclave para ese equilibrio.[1]: Collins, M.D., Kim, C.U., Gruner, S.M. et al, Annu. Rev. Biophysics, 2011, 40, 81-98[2]: Scott , N.L., Xu, Y., Shen, G., Vuletich, D.A., Falzone, C.J., Li, Z., Ludwig, M., Pond, M.P.,Preimesberger, M.R., Bryant, D.A., Lecompte, J.T. Biochemistry, 2010, 49, 7000-7011.[3]: Capece, L., Marti, M.A., Bidon-Chanal, A., Nadra, A., Luque, F.J., Estrin, D.A. Proteins,2009, 75, 885-894.