Propiedades dinámicas y estructurales de las proteínas: efectos de la presión

Abstract

En la presente tesis se abordan los efectos de la presión sobre la estructura y movilidad de las proteínas, poniendo especial atención sobre todos aquellos parámetros relacionados directa o indirectamente con el efecto hidrofóbico y su comportamiento frente a dicha variable termodinámica. Asimismo se aborda el complejo problema de los cambios conformacionales sufridos por las proteínas sometidas a presiones elevadas. La herramienta elegida para dicho estudio es la simulación por dinámica molecular, debido a que ofrece una perspectiva molecular con resolución a escala atómica, además de brindar información sobre la movilidad estructural de las proteínas y la dinámica de los procesos. Los datos aquí presentados han sido exitosamente validados, tanto contra la información experimental disponible, como contra los datos computacionales previamente publicados. A pesar de que en el presente estudio se ratifican las observaciones computacionales previas presentes en la literatura para sistemas de proteínas solvatadas bajo presión, se han podido observar resultados inéditos hasta el momento. Concretamente se muestra aquí el primer desplegamiento parcial de una proteína bajo presión por dinámica molecular clásica publicado hasta el momento. Los resultados aquí presentados muestran una penetración colectiva de las moléculas de agua hacia el interior de la proteína, producto de la marcada separación de dos regiones específicas de la misma, con el consecuente aumento en la exposición de zonas hidrofóbicas normalmente alejadas del solvente. Por otro lado, también se observan importantes cambios en las superficies hidrofóbica e hidrofílica expuestas, las cuales no resultan de penetración alguna, ni singular ni colectiva, por parte de las moléculas de agua hacia el interior proteico. Por último, a partir de éstos resultados se discuten las diversas interpretaciones microscópicas existentes para el problema del desplegamiento de las proteínas en solución bajo presión, ofreciéndose una explicación cualitativa que abarca tanto a las observaciones experimentales, a los datos computacionales previos de literatura, como así también a los presentados aquí.