Estudio de la reactividad de hemoproteínas y modelos hémicos con ligandos pequeños

• Autores: Martí, Marcelo Adrián
• Año de publicación: 2006
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Estrin, Darío Ariel; Doctorovich, Fabio Ariel
• Materia: HEMOPROTEINA; PORFIRINA; NO; O2; CO; HNO; QM; DFT; QM-MM; DINAMICA MOLECULAR; CINETICA; AFINIDAD; HEME-PROTEIN; PORPHYIRIN; MOLECULAR DYNAMICS; KINETICS AFFINITY
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Las hemoproteínas (HPs) son un conjunto extenso de enorme relevancia biológica debido a su ubicuidad y diversidad funcional, íntimamente relacionada con la reactividad del grupo hemo. Las características físico-químicas del entorno del hemo dependen de la identidad, orientación y dinámica de los aminoácidos del mismo. La presente tesis tiene como objetivo comprender la relación entre las características del entorno del hemo y la función de la HP. En particular, nos concentraremos en el estudio de la interacción de las HPs con ligandos pequeños como O2, NO, CO, y HNO. Para comprender el funcionamiento de las HPs es necesario conocer primero la reactividad intrínseca del grupo hemo. En esta tesis se aborda este tema a través del estudio experimental de la reactividad de porfirinas aisladas. El segundo tema de esta tesis comprende el estudio, a través de técnicas de simulación computacional (clásicas, cuánticas e híbridas), de la reactividad de diferentes hemoproteínas frente a las especies mencionadas anteriormente. En este contexto, hemos estudiado los siguientes problemas: i) el mecanismo de reacción de diferentes metalo-porfirinas frente al HNO/NO-; ii) la reactividad de una proteína detectora de NO en un medio aerobio; iii) los mecanismos de regulación de la afinidad por oxígeno.
Heme proteins are the widely distributed, biologically relevant, functional diverse proteins that contain a heme moiety as a prosthetic group. The function is mainly determined by the heme s chemical reactivity. The physico-chemical characteristics of the heme environment depend on the nature, position and dynamics of its residues. The main goal of this work is to understand the connection between a heme protein function and its heme environment. We will focus on the heme proteins interaction with small ligands, namely O2, CO, NO and HNO. To understand a heme protein function, it is necessary to know the intrinsic reactivity of the heme group. We treat this issue by performing experimental studies of heme models reactivity. In the second place, we face the study of several heme proteins reactivity through computer simulation techniques based on Quantum (QM) or Classical mechanics (MM) or even hybrid approaches (QM-MM). Specifically, in this work we have studied: i) the reaction mechanism of HNO with several heme models; ii) the chemical reactivity of an NO sensor protein in an aerobic environment, iii) the mechanisms of oxygen affinity regulation.
Fil: Martí, Marcelo Adrián. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.