¿Cómo permanecer “seco” en el agua sin sacrificar reactividad?

SCHULZ,E.; FRECHERO M. A.; APPIGNANESI G. A.; FERNANDEZ, A.

San Luis. Arg

Congreso; TREFEMAC 2011; 2011

Este trabajo explora la paradójica situación de que las proteínas solubles mantienen sus regiones expuestas vulnerables y/o reactivas protegidas del ataque del agua. Abordamos una pregunta central de la biología estructural: ¿el diseño natural aprovecha el costo termodinámico de resignar la esfera de coordinación del agua para “sellar” regiones expuestas al solvente?. Es decir, mostramos que las proteínas solubles pueden permanecer secas en el agua sin sacrificar reactividad porque pueden reconciliar la estabilidad con la interactividad. La distancias mínimas entre los puentes de H intramoleculares de la proteína y las moléculas de agua es típicamente de unos 3 Angstroms pero se distancia mucho más de los puentes de H mal protegidos o dehidrones (alrededor de unos 5 Angstroms), lo cual resulta a priori inesperado, pero es obviamente necesario para la subsistencia de la estructura local de la proteína. Mostramos que un sello eficiente para estas estructuras desarropadas se obtiene mediante la modulación de la rugosidad local de la superficie de la proteína que debe estar finamente sintonizada de modo de aprovechar la reticencia propia del agua a perder a su esfera de coordinación (y por consiguiente los puentes de H agua-agua). Es precisamente esta protección geométrica la que permite la existencia de dehidrones en la superficie, los que de otro modo serían vulnerables y atentarían contra la estabilidad estructural local de la proteína Dicho nivel de rugosidad local para permanecer “seco” en el agua representa evidentemente un costo adicional para la proteína, pues no se verifica en regiones carentes de dehidrones donde el contenido hidrofóbico local es suficiente para mantener “seca” la interacción intramolecular sin necesidad de recurrir a la geometría local. La estadística del estudio de la rugosidad superficial de proteínas se generó sobre una base de 2661 proteínas.