Estudio del mecanismo de reacción de hemoproteínas con moléculas pequeñas de relevancia biológica - Alvarez, Lucía (2017)
Las hemoproteínas son un conjunto ubicuo y extenso de proteínas, con una enorme diversidad funcional relacionada con la versátil reactividad del ion de hierro del grupo hemo. La gran mayoría de sus funciones biológicas involucran la unión de ligandos pequeños al metal, regulada por la identidad y dinámica de los aminoácidos de su entorno. La presente tesis tiene como objetivo aportar información microscópica acerca de los mecanismos de reacción de distintas hemoproteínas con moléculas pequeñas de relevancia biológica, como ser O2, H2 O2, NH2OH e hidropersulfuros, utilizando una combinación de técnicas de simulación computacional y experimentales, que incluyen, por un lado, dinámica molecular clásica (que abarca técnicas de muestreo demúltiples réplicas) e híbridas cuántico-clásicas (para el estudio de fenómenos reactivos), y por otro espectroscopía UV-visible, cinética de reacción utilizando un equipo flujo detenido y un electrodo sensible a HNO, recientemente desarrollado por el grupo donde fue realizada la presente tesis, para el seguimiento de su producción. En primer lugar fue estudiada —por técnicas de simulación—la unión de sustrato y el mecanismo de reacción de dos dioxigenasas hémicas, la indolamino 2,3-dioxigenasa y triptófano 2,3-dioxigenasa, mostrando cómo la dinámica de un loop flexible modula la actividad enzimática al regular la entrada/salida de sustrato. En segundo lugar, se estudió la producción de HNO debido a la peroxidación de hidroxilamina catalizada por mioglobina. Se utilizaron técnicas experimentales para caracterizar la cinética de reacción, y luego se analizó el mecanismo de reacción a través de métodos computacionales. Por último, se estudió experimentalmente la reacción de hidropersulfuros con mioglobina,mostrando la capacidad de los mismos de regular la reactividad del grupo hemo.