ANÁLISIS DEL SITIO CATALÍTICO EN LACASAS: CLAVES MOLECULARES DEL ACOPLAMIENTO CON LIGANDOS

AYALA SCHIMPF AR; GAMARRA, MARCELO D; FONSECA, MI.; ZAPATA, PD.,

Jornada; 1ras Jornadas Institucionales INBIOMIS : 10 años construyendo biotecnología : libro de resúmenes; 2022

Los estudios estructurales de las enzimas lacasas revelaron que las mismas poseen centros de iones de cobre conservados y una topología general, dada por un centro de cobre mononuclear (cobre T1) y un centro trinuclear (TNC) compuesto por un cobre T2 y dos cobres T3, conformando su sitio catalítico. Las mismas son capaces de catalizar la oxidación de una amplia gama de sustratos. En este contexto, las lacasas de basidiomicetos de pudrición blanca resultan excelentes candidatos biotecnológicos para biodegradar y monitorear compuestos del entorno, sin embargo, son escasos los estudios bioinformáticos relevantes en biotecnología ambiental haciendo uso de los mismos. Las simulaciones de Docking Molecular son una estrategia eficiente para la predicción del acoplamiento proteína-ligando, estando reportado que al disponer con información de sitios ideales (farmacofóricos) del receptor, se mejora considerablemente el docking en términos de precisión y energía. Por ello resulta necesario profundizar las particularidades de la interacción con los distintos sustratos en el sitio activo de la lacasa. El objetivo del trabajo fue evaluar cinco lacasas fúngicas provenientes de Pleurotus pulmonarius y Phlebia brevispora, a partir de la caracterización y análisis de los sitios de interacción más probable en cada caso, verificando las conformaciones resultantes del acoplamiento con ABTS.En primer lugar, se llevó a cabo el modelado por homología de cada enzima mediante el software libre Phye2, utilizando la estructura de la lacasa de T. versicolor (PDBID: 1GYC) como templado. Posteriormente se contrastaron los modelos con estructuras disponibles cocristalizadas de la enzima con algún ligando, utilizando como referencia la lacasa de B. subtullis (PDBID: 3ZDW) para la caracterización del ambiente aminoacídico de cada modelo. Se realizó el cálculo de los sitios farmacofóricos haciendo uso del módulo ideal_sites.py de AutoDockTools disponible dentro del paquete MGLTools1.5.7. Luego se definió un mask de aminoácidos del potencial sitio activo obtenido en los cálculos mediante CASTp 3.0 y DoGSiteScorer. Los resultados fueron comparados contra el cristal de 3ZDW conteniendo ABTS co cristalizado).El sitio de unión al ABTS cristalizadose correspondió perfectamente con uno de los pockets calculados con diferentes predictores. Se obtuvo que todas las lacasas mostraron tener el mismo sitio aceptor de electrones presente en interacción con una de las histidinas que coordina el Cu. Tres de ellas (lac I, II y V) presentan una región hidrofóbica dentro del bolsillomuy cercano al sitio T1 indicando una fuerte interacción con un grupo hidrofóbico o aromático del ligando. En lac III y IV se identificaron sitios aceptores extras, mostrando tener un ambiente polar capaz de estabilizar la unión de grupos polares. Las lacasas IV y V poseen un sitio aromático en la entrada del pocket mostrando su diferencia con las demás lacasas, siendo éstas de la misma especie (P. brevispora). Al utilizar estos sesgos se generó el re-docking en 3ZDW y se obtuvo mayores energías de afinidad para lac II y IV (9.91 y 9.41 kcal/mol respectivamente). Éstos resultados sientan las bases para la identificación de rasgos estructurales determinantes de la afinidad en éstas lacasas fúngicascon el fin de mejorar su capacidad de unión a sustratos.