UN ESTUDIO CONFORMACIONAL ab-initio Y DFT DE ENLACES PEPTIDICOS CIS DE RESIDUOS NO-PROLINA EN PROTEINAS NATURALES

GUTIÉRREZ LUCAS J.; ENRIZ, RICARDO D.; BALDONI, HÉCTOR A.

Congreso; SAIQO 2005; 2005

UN ESTUDIO CONFORMACIONAL ab-initio y DFT DE ENLACES PEPTIDICOS CIS DE RESIDUOS NO-PROLINA EN PROTEINAS NATURALES. Gutiérrez L.J., Enriz R.D. y Baldoni H.A. Departamento de Química, Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia, Universidad Nacional de San Luis, Chacabuco 917, San Luis (CP: D5700BWS, Argentina, hbaldoni@unsl.edu.ar) Se ha notado que los enlaces peptídicos cis podrían desempeñar un rol más importante del que inicialmente se pensaba en la estructura proteica. El análisis del Protein Data Bank (PDB) ha revelado que existe un número mucho mayor al esperado1,2 de enlaces cis. Aun descartando los enlaces peptídicos cis en los cuales está involucrado Prolina, el número observado es muy importante. Además se ha establecido que este tipo de enlaces puede ser estructural y funcionalmente muy relevante3,4. Teniendo en cuenta las secuencias cis: Gly124-Gly125 (presente en dehidrofolato reductasa PDBcode: 1dyr), Gly23-Ala24 (Glucoamilasa-ll: 1gai) y Ala74-Ala75 (Luciferasa bacteriana: 1luc), estos dipéptidos fueron seleccionados como estructuras modelo para realizar un exhaustivo estudio conformacional. Se incluyó también en este análisis a cis Ala-Gly con fines comparativos. La figura muestra esquemáticamente las estructuras estudiadas. En una primera etapa se realizó un estudio exploratorio empleando el programa ECEPPAK de mecánica molecular. Sobre la base de estos resultados se efectuó un exhaustivo estudio conformacional empleando cálculos RHF/3-21G y B3LYP/6-31G(d), este estudio se abordó empleando los conceptos del Análisis Conformacional Multidimencional (MCDA)5. De las 81 conformaciones predichas por MCDA para cada dipéptido se encontraron solamente 30 conformaciones posibles para la secuencia cis Gly-Gly, 35 para cis Gly-Ala, 35 para cis Ala-Gly y 31 para cis Ala-Ala. Nuestros resultados indican que los cálculos RHF/3-21G son adecuados para realizar un estudio conformacional exploratorio. Sin embargo, cálculos más exactos que consideren la correlación electrónica son necesarios para confirmar los puntos críticos en la hipersuperficie de energía conformacional y determinar las preferencias conformacionales de estos dipéptidos. Un análisis comparativo entre los resultados experimentales, obtenidos mediante difracción de Rayos-X de alta resolución (<2.0Å )1, y los resultados teóricos aquí presentados indican que existe un completo acuerdo entre los mismos. Jabs, A.; Welss, M.S.; Hilgenfeld, R.I.; J. Mol. Biol. (1999) 286, 291-304. Pal, D.; Chakrabarti, P.I.; J. Mol.Biol (1999) 294, 271-288. Herzberg, O.; Moult, I.; Proteins: Struct. Funct. Genet. (1991) 11, 223-229. Baldoni, H.A.; Zamarbide, G.N.; Enriz, R.D.; Jáuregui, E.A.; Faskas, O.; Perzel, A.; Salpietro, S.S.; Csizmadia, I.G.; J. Mol. Struct. (Teochem 2000) 500, 97-111. Czismadia, I.G.; Bertran, S.; (Eds): New Theoretical Concepts for Understandig Organic Reactions, Reídle Publishing Co. Dorddrecht, 1989, pp-1-31.