CONICET | Buscador de Institutos y Recursos Humanos

La afinidad por oxígeno en las hemoproteínas está determinada por los residuos de la cavidad distal que son capaces de estabilizar ligandos actuando como dadores de enlaces de hidrógeno. Existen varios residuos en distintas proteínas que estabilizan la molécula de O2 coordinada, típicamente histidina (His), tirosina (Tyr), y triptofano (Trp). Un caso interesante es el de la hemoglobina truncada del grupo III de Campylobacter jejuni (Ctb) que presenta en el entorno distal tres residuos capaces de formar puente de hidrógeno: HisE7, TyrB10 y TrpG8. Se han utilizado estrategias experimentales y computacionales para determinar el mecanismo molecular implicado en las propiedades únicas de esta proteína fijando oxígeno. Los resultados experimentales empleando Raman resonante con O2 y CO como ligando coordinado revelan que Ctb emplea un complejo sistema de puentes de hidrógeno para estabilizar ligandos, mientras que los datos cinéticos para proteínas con mutaciones simples parecen indicar que el TrpG8 es el principal responsable de la estabilización de O2. En este trabajo se presentan las simulaciones de dinámica molecular (DM) y métodos híbridos (QM-MM) que proporcionan detalles microscópicos del comportamiento de este sitio activo tan complejo. Esta poderosa técnica muestra que para la proteína en estado salvaje, en el aducto de O2 coexisten dos conformaciones diferentes con energías de enlace de oxígeno similares. Este equilibrio dinámico entre las diferentes redes de enlaces de hidrógeno genera un entorno único para el ligando con un potencial electrostático polar y bastante positivo, teniendo en cuenta la baja velocidad de disociación de O2 que exhibe esta proteína. En resumen, este trabajo muestra cómo la DM resulta necesaria para comprender las peculiares características de esta hemoglobina en la fijación de ligandos. Esta técnica permite observar cómo el balance dinámico de las intrincadas interacciones de enlace de hidrógeno, en el que participan el ligando enlazado al grupo hemo y los residuos TyrB10, TrpG8 y/o HisE7, es el responsable de la estabilización del ligando en la cavidad distal, y por ende de la cinética de disociación de oxígeno (koff) de Ctb.