Estudio estructural y energético del fragmento peptídico Tyr-Gly-Gly de encefalina. Cálculos ECEPP/3 y ab initio

EXEQUIEL E. BARRERA GUISASOLA, MARCELO M. MASMAN, RICARDO D. ENRIZ Y ANA M. RODRIGUEZ

Tandil (Bs As)

Congreso; XV Congreso Argentino de Físico-Química y Química Inorgánica.; 2007

Univ nac del Centro-UBA

El tripéptido Tyr-Gly-Gly (YGG), correspondiente a la secuencia N-terminal de las encefalinas, es un conocido estimulante de la inmunidad mediada por células. Estudios recientes han demostrado que este fragmento es muy importante en la bioinmunoterapia de la malaria protegiendo ratones infectados con Plasmodium berghei y P. yoelii nigeriensis, aparentemente a través de un mecanismo mediado por macrófagos [1]. Teniendo en cuenta que el rol de las encefalinas y sus fragmentos peptídicos en la malaria no está completamente dilucidado, el estudio de YGG representa una propuesta alternativa y prometedora para el control de esta enfermedad. En este trabajo realizamos el estudio de la hipersuperficie de energía conformacional de YGG considerando para la cadena principal cinco ángulos torsionales y manteniendo los enlaces peptídicos trans (ωi ≈ 180°). Los ángulos de torsión de la cadena lateral de Tyr se mantuvieron en los valores experimentales obtenidos por difracción de Rx (χ1 = 74.2, χ2 = -91.6) [2]. Considerando que existen tres mínimos para cada una de las variables, el análisis conformacional multidimensional (MDCA) predice 35 = 243 conformaciones. Todos estos confórmeros se optimizaron empleando cálculos ab initio RHF/6-31G(d) para la molécula neutra en fase gaseosa. También, se llevaron a cabo cálculos de la mecánica molecular utilizando el campo de fuerza ECEPP/3 para la molécula neutra y para su forma zwitteriónica. Nuestros resultados RHF/6-31G(d) predicen en fase gaseosa 80 conformaciones para YGG, pudiendo agrupar a éstas en dos familias que difieren solamente en la orientación del ángulo torsional ψ3 que puede adoptar dos posiciones syn y trans (aproximadamente 0° y 180°). En todos los casos, los confórmeros con ψ3 ≈ 180° fueron altamente preferidos. Por otro lado, es interesante destacar que todos los confórmeros se encuentran dentro de un rango de energía de 7.50 kcal/mol. Es de notar que ambas metodologías de cálculo empleadas señalan la gran flexibilidad que presenta esta molécula, lo que permite un equilibrio conformacional entre los distintos ordenamientos espaciales. Nuestros resultados están en buen acuerdo con los datos estructurales experimentales [2]. ab initio RHF/6-31G(d) para la molécula neutra en fase gaseosa. También, se llevaron a cabo cálculos de la mecánica molecular utilizando el campo de fuerza ECEPP/3 para la molécula neutra y para su forma zwitteriónica. Nuestros resultados RHF/6-31G(d) predicen en fase gaseosa 80 conformaciones para YGG, pudiendo agrupar a éstas en dos familias que difieren solamente en la orientación del ángulo torsional ψ3 que puede adoptar dos posiciones syn y trans (aproximadamente 0° y 180°). En todos los casos, los confórmeros con ψ3 ≈ 180° fueron altamente preferidos. Por otro lado, es interesante destacar que todos los confórmeros se encuentran dentro de un rango de energía de 7.50 kcal/mol. Es de notar que ambas metodologías de cálculo empleadas señalan la gran flexibilidad que presenta esta molécula, lo que permite un equilibrio conformacional entre los distintos ordenamientos espaciales. Nuestros resultados están en buen acuerdo con los datos estructurales experimentales [2]. . Considerando que existen tres mínimos para cada una de las variables, el análisis conformacional multidimensional (MDCA) predice 35 = 243 conformaciones. Todos estos confórmeros se optimizaron empleando cálculos ab initio RHF/6-31G(d) para la molécula neutra en fase gaseosa. También, se llevaron a cabo cálculos de la mecánica molecular utilizando el campo de fuerza ECEPP/3 para la molécula neutra y para su forma zwitteriónica. Nuestros resultados RHF/6-31G(d) predicen en fase gaseosa 80 conformaciones para YGG, pudiendo agrupar a éstas en dos familias que difieren solamente en la orientación del ángulo torsional ψ3 que puede adoptar dos posiciones syn y trans (aproximadamente 0° y 180°). En todos los casos, los confórmeros con ψ3 ≈ 180° fueron altamente preferidos. Por otro lado, es interesante destacar que todos los confórmeros se encuentran dentro de un rango de energía de 7.50 kcal/mol. Es de notar que ambas metodologías de cálculo empleadas señalan la gran flexibilidad que presenta esta molécula, lo que permite un equilibrio conformacional entre los distintos ordenamientos espaciales. Nuestros resultados están en buen acuerdo con los datos estructurales experimentales [2]. ab initio RHF/6-31G(d) para la molécula neutra en fase gaseosa. También, se llevaron a cabo cálculos de la mecánica molecular utilizando el campo de fuerza ECEPP/3 para la molécula neutra y para su forma zwitteriónica. Nuestros resultados RHF/6-31G(d) predicen en fase gaseosa 80 conformaciones para YGG, pudiendo agrupar a éstas en dos familias que difieren solamente en la orientación del ángulo torsional ψ3 que puede adoptar dos posiciones syn y trans (aproximadamente 0° y 180°). En todos los casos, los confórmeros con ψ3 ≈ 180° fueron altamente preferidos. Por otro lado, es interesante destacar que todos los confórmeros se encuentran dentro de un rango de energía de 7.50 kcal/mol. Es de notar que ambas metodologías de cálculo empleadas señalan la gran flexibilidad que presenta esta molécula, lo que permite un equilibrio conformacional entre los distintos ordenamientos espaciales. Nuestros resultados están en buen acuerdo con los datos estructurales experimentales [2]. Plasmodium berghei y P. yoelii nigeriensis, aparentemente a través de un mecanismo mediado por macrófagos [1]. Teniendo en cuenta que el rol de las encefalinas y sus fragmentos peptídicos en la malaria no está completamente dilucidado, el estudio de YGG representa una propuesta alternativa y prometedora para el control de esta enfermedad. En este trabajo realizamos el estudio de la hipersuperficie de energía conformacional de YGG considerando para la cadena principal cinco ángulos torsionales y manteniendo los enlaces peptídicos trans (ωi ≈ 180°). Los ángulos de torsión de la cadena lateral de Tyr se mantuvieron en los valores experimentales obtenidos por difracción de Rx (χ1 = 74.2, χ2 = -91.6) [2]. Considerando que existen tres mínimos para cada una de las variables, el análisis conformacional multidimensional (MDCA) predice 35 = 243 conformaciones. Todos estos confórmeros se optimizaron empleando cálculos ab initio RHF/6-31G(d) para la molécula neutra en fase gaseosa. También, se llevaron a cabo cálculos de la mecánica molecular utilizando el campo de fuerza ECEPP/3 para la molécula neutra y para su forma zwitteriónica. Nuestros resultados RHF/6-31G(d) predicen en fase gaseosa 80 conformaciones para YGG, pudiendo agrupar a éstas en dos familias que difieren solamente en la orientación del ángulo torsional ψ3 que puede adoptar dos posiciones syn y trans (aproximadamente 0° y 180°). En todos los casos, los confórmeros con ψ3 ≈ 180° fueron altamente preferidos. Por otro lado, es interesante destacar que todos los confórmeros se encuentran dentro de un rango de energía de 7.50 kcal/mol. Es de notar que ambas metodologías de cálculo empleadas señalan la gran flexibilidad que presenta esta molécula, lo que permite un equilibrio conformacional entre los distintos ordenamientos espaciales. Nuestros resultados están en buen acuerdo con los datos estructurales experimentales [2]. ab initio RHF/6-31G(d) para la molécula neutra en fase gaseosa. También, se llevaron a cabo cálculos de la mecánica molecular utilizando el campo de fuerza ECEPP/3 para la molécula neutra y para su forma zwitteriónica. Nuestros resultados RHF/6-31G(d) predicen en fase gaseosa 80 conformaciones para YGG, pudiendo agrupar a éstas en dos familias que difieren solamente en la orientación del ángulo torsional ψ3 que puede adoptar dos posiciones syn y trans (aproximadamente 0° y 180°). En todos los casos, los confórmeros con ψ3 ≈ 180° fueron altamente preferidos. Por otro lado, es interesante destacar que todos los confórmeros se encuentran dentro de un rango de energía de 7.50 kcal/mol. Es de notar que ambas metodologías de cálculo empleadas señalan la gran flexibilidad que presenta esta molécula, lo que permite un equilibrio conformacional entre los distintos ordenamientos espaciales. Nuestros resultados están en buen acuerdo con los datos estructurales experimentales [2]. . Considerando que existen tres mínimos para cada una de las variables, el análisis conformacional multidimensional (MDCA) predice 35 = 243 conformaciones. Todos estos confórmeros se optimizaron empleando cálculos ab initio RHF/6-31G(d) para la molécula neutra en fase gaseosa. También, se llevaron a cabo cálculos de la mecánica molecular utilizando el campo de fuerza ECEPP/3 para la molécula neutra y para su forma zwitteriónica. Nuestros resultados RHF/6-31G(d) predicen en fase gaseosa 80 conformaciones para YGG, pudiendo agrupar a éstas en dos familias que difieren solamente en la orientación del ángulo torsional ψ3 que puede adoptar dos posiciones syn y trans (aproximadamente 0° y 180°). En todos los casos, los confórmeros con ψ3 ≈ 180° fueron altamente preferidos. Por otro lado, es interesante destacar que todos los confórmeros se encuentran dentro de un rango de energía de 7.50 kcal/mol. Es de notar que ambas metodologías de cálculo empleadas señalan la gran flexibilidad que presenta esta molécula, lo que permite un equilibrio conformacional entre los distintos ordenamientos espaciales. Nuestros resultados están en buen acuerdo con los datos estructurales experimentales [2]. ab initio RHF/6-31G(d) para la molécula neutra en fase gaseosa. También, se llevaron a cabo cálculos de la mecánica molecular utilizando el campo de fuerza ECEPP/3 para la molécula neutra y para su forma zwitteriónica. Nuestros resultados RHF/6-31G(d) predicen en fase gaseosa 80 conformaciones para YGG, pudiendo agrupar a éstas en dos familias que difieren solamente en la orientación del ángulo torsional ψ3 que puede adoptar dos posiciones syn y trans (aproximadamente 0° y 180°). En todos los casos, los confórmeros con ψ3 ≈ 180° fueron altamente preferidos. Por otro lado, es interesante destacar que todos los confórmeros se encuentran dentro de un rango de energía de 7.50 kcal/mol. Es de notar que ambas metodologías de cálculo empleadas señalan la gran flexibilidad que presenta esta molécula, lo que permite un equilibrio conformacional entre los distintos ordenamientos espaciales. Nuestros resultados están en buen acuerdo con los datos estructurales experimentales [2]. trans (ωi ≈ 180°). Los ángulos de torsión de la cadena lateral de Tyr se mantuvieron en los valores experimentales obtenidos por difracción de Rx (χ1 = 74.2, χ2 = -91.6) [2]. Considerando que existen tres mínimos para cada una de las variables, el análisis conformacional multidimensional (MDCA) predice 35 = 243 conformaciones. Todos estos confórmeros se optimizaron empleando cálculos ab initio RHF/6-31G(d) para la molécula neutra en fase gaseosa. También, se llevaron a cabo cálculos de la mecánica molecular utilizando el campo de fuerza ECEPP/3 para la molécula neutra y para su forma zwitteriónica. Nuestros resultados RHF/6-31G(d) predicen en fase gaseosa 80 conformaciones para YGG, pudiendo agrupar a éstas en dos familias que difieren solamente en la orientación del ángulo torsional ψ3 que puede adoptar dos posiciones syn y trans (aproximadamente 0° y 180°). En todos los casos, los confórmeros con ψ3 ≈ 180° fueron altamente preferidos. Por otro lado, es interesante destacar que todos los confórmeros se encuentran dentro de un rango de energía de 7.50 kcal/mol. Es de notar que ambas metodologías de cálculo empleadas señalan la gran flexibilidad que presenta esta molécula, lo que permite un equilibrio conformacional entre los distintos ordenamientos espaciales. Nuestros resultados están en buen acuerdo con los datos estructurales experimentales [2]. ab initio RHF/6-31G(d) para la molécula neutra en fase gaseosa. También, se llevaron a cabo cálculos de la mecánica molecular utilizando el campo de fuerza ECEPP/3 para la molécula neutra y para su forma zwitteriónica. Nuestros resultados RHF/6-31G(d) predicen en fase gaseosa 80 conformaciones para YGG, pudiendo agrupar a éstas en dos familias que difieren solamente en la orientación del ángulo torsional ψ3 que puede adoptar dos posiciones syn y trans (aproximadamente 0° y 180°). En todos los casos, los confórmeros con ψ3 ≈ 180° fueron altamente preferidos. Por otro lado, es interesante destacar que todos los confórmeros se encuentran dentro de un rango de energía de 7.50 kcal/mol. Es de notar que ambas metodologías de cálculo empleadas señalan la gran flexibilidad que presenta esta molécula, lo que permite un equilibrio conformacional entre los distintos ordenamientos espaciales. Nuestros resultados están en buen acuerdo con los datos estructurales experimentales [2]. . Considerando que existen tres mínimos para cada una de las variables, el análisis conformacional multidimensional (MDCA) predice 35 = 243 conformaciones. Todos estos confórmeros se optimizaron empleando cálculos ab initio RHF/6-31G(d) para la molécula neutra en fase gaseosa. También, se llevaron a cabo cálculos de la mecánica molecular utilizando el campo de fuerza ECEPP/3 para la molécula neutra y para su forma zwitteriónica. Nuestros resultados RHF/6-31G(d) predicen en fase gaseosa 80 conformaciones para YGG, pudiendo agrupar a éstas en dos familias que difieren solamente en la orientación del ángulo torsional ψ3 que puede adoptar dos posiciones syn y trans (aproximadamente 0° y 180°). En todos los casos, los confórmeros con ψ3 ≈ 180° fueron altamente preferidos. Por otro lado, es interesante destacar que todos los confórmeros se encuentran dentro de un rango de energía de 7.50 kcal/mol. Es de notar que ambas metodologías de cálculo empleadas señalan la gran flexibilidad que presenta esta molécula, lo que permite un equilibrio conformacional entre los distintos ordenamientos espaciales. Nuestros resultados están en buen acuerdo con los datos estructurales experimentales [2]. ab initio RHF/6-31G(d) para la molécula neutra en fase gaseosa. También, se llevaron a cabo cálculos de la mecánica molecular utilizando el campo de fuerza ECEPP/3 para la molécula neutra y para su forma zwitteriónica. Nuestros resultados RHF/6-31G(d) predicen en fase gaseosa 80 conformaciones para YGG, pudiendo agrupar a éstas en dos familias que difieren solamente en la orientación del ángulo torsional ψ3 que puede adoptar dos posiciones syn y trans (aproximadamente 0° y 180°). En todos los casos, los confórmeros con ψ3 ≈ 180° fueron altamente preferidos. Por otro lado, es interesante destacar que todos los confórmeros se encuentran dentro de un rango de energía de 7.50 kcal/mol. Es de notar que ambas metodologías de cálculo empleadas señalan la gran flexibilidad que presenta esta molécula, lo que permite un equilibrio conformacional entre los distintos ordenamientos espaciales. Nuestros resultados están en buen acuerdo con los datos estructurales experimentales [2].