Determinación de potenciales estadísticos entre pares de aminoácidos obtenidos a partir de estructuras de proteínas

D. G. RENZI; C. O. STOICO; R. M. IRASTORZA; C. M. CARLEVARO; F. VERICAT

Bariloche

Congreso; Reunión Anual de Física; 2013

Desde el trabajo pionero de Anfinsen [1], comprender la relación que existe entre la secuencia de aminoácidos y la estructura tridimensional plegada que determina el estado nativo de una proteína, bajo condiciones fisiológicas normales, es un problema que ha despertado mucho interés y continua vigente en la comunidad científica. Utilizando una teoría mecánico-estadística del efecto hidrofóbico, hemos calculado potenciales efectivos de interacción entre pares de aminoácidos que tuvieran implícitamente en cuenta el efecto del agua [2]. En este trabajo, nos proponemos obtener potenciales de fuerza media en forma estadística calculando la distribución de distancias entre pares de átomos (C) correspondientes a dos aminoácidos determinados, sobre una base de datos de 110 estructuras de proteínas globulares que poseen secuencias de entre 50 y 300 aminoácidos, disponibles en el Brookhaven Protein Data Bank [3], y compararlos con los calculados en el trabajo anterior. Para la determinación de los potenciales de fuerza media utilizamos la expresión Wij(r)/kBT =-ln gij(r), donde gij(r) es la función de distribución radial de pares de aminoácidos (i y j representan a los aminoácidos, kB es la constante de Boltzmann y T la temperatura absoluta), que se calcula mediante un algoritmo a partir de la frecuencia de pares encontrada al recorrer cada estructura de cada proteína presente en la base mencionada. Las gráficas correspondientes a aminoácidos apolares muestran una razonable coincidencia en la ubicación del primer pozo de potencial. [1] Anfinsen, C.B. Science, 181: 223, 1973. [2] Renzi, D.G.; Stoico, C.O.; Vericat, F., Hydration properties and potentials of mean force of nonpolar amino acid residues in water: A perturbation theoretic approach, J. Chem. Phys., 123, 104502(10): 1-10, 2005. [3] Berman, H.M.; Westbrook, J.; Feng, Z.; Gilliland, G.; Bhat, T.N.; Weissig, H., Shindyalov, I.N.; Bourne, P.E.; The Protein Data Bank (Nucleic Acids Research, 28: 235-242), 2000. (www.pdb.org).