Adsorción sobre hielo de proteínas de tres dominios: Teoría y Simulación de Monte Carlo

LOPEZ ORTIZ, J.I.; NARAMBUENA C F; RAMIREZ PASTOR A. J.; QUIROGA E.; TORRES P

Santa Rosa

Congreso; 15º Taller Regional de Física Estadística y Aplicaciones a la materia Condensada - TREFEMAC 2017; 2017

Univ. Nac. La Pampa

Hay organismos tales como peces, insectos, plantas, hongos y bacterias capaces de sobrevivir en condicionesde congelamiento y bajas temperaturas [1-2]. Estos organismos est´an protegidos del fr´ıo a temperaturasbajo cero por la presencia de prote´ınas que poseen la caracter´ıstica de pegarse al cristal de hielo e inhibirla cristalizaci´on del agua alrededor [3-4]. Estas mol´eculas son llamadas prote´ınas antifreeze (AFPs), yencontrar tales prote´ınas poseen varias potenciales aplicaciones, ya sea en medicina, criopreservaci´on de´organos (congel´andolos a temperaturas extremadamente bajas) para transplante o para mejorar la calidaddel esperma, ´ovulos y embriones guardados en estado s´olido. Pueden ser aplicadas a materiales a basede agua, tales como comidas o pinturas. En la actualidad no existen t´ecnicas experimentales que haganposible ver c´omo las prote´ınas antifreeze y las mol´eculas de agua se acomodan en la superficie de unapart´ıcula de hielo en crecimiento. En este contexto ha sido importante el desarrollo de numerosos modeloste´oricos y simulaciones computacionales. Una simple isoterma de Langmuir ha sido usada para modelar laadsorci´on reversible de dos AFPs distintas (prote´ınas con uno y dos dominios) en el cristal de hielo. [5].Luego se desarroll´o una alternativa usando el formalismo gran can´onico de la mec´anica estad´ıstica, en el cualse aplic´o un modelo de gas de red para describir la adsorci´on de AFPs considerando m´ultiple ocupaci´onde estados sobre un cristal de hielo donde las prote´ınas fueron modeladas como cadenas de 3 unidadesid´enticas (dominios) conectados por ¸cables?flexibles, los cuales pueden adsorberse en 3 diferentes estadosde adsorci´on [6]. Recientemente, la adsorci´on de AFPs sobre hielo fue estudiada combinando modeladote´orico y simulaciones computacionales [7]. En este trabajo se estudian las AFPs considerando que puedenadsorberse en una red cuadrada como mon´omeros, d´ımeros y tr´ımeros (flexibles o lineales), desde un puntode vista te´orico y de simulaci´on de Monte Carlo. Se obtuvieron isotermas de adsorci´on para los tres estados,teniendo en cuenta la capacidad de la prote´ına de adsorberse en forma lineal o tortuosa, estas se contrastarona los datos de simulaci´on con excelentes resultados