47E_MIN y violeta, MUT_MIN )
A
B
Tiempo (ns)
145
La convergencia de la DCM observada en todos los sistemas demuestra conservación de la estructura inicial. En todos los casos se continuó el análisis de la DCM aún después de generado el primer contacto FABP-membrana. De esta manera se observa que, para los primeros ns de interacción, todas las proteínas conservan su estructura.
1IFB WT en posición de mínima energía.
La DM de la interacción de IFABP de rata con la membrana POPC1-SOPS1 muestra que los aminoácidos ARG29 y LYS30 no solo dirigen el posicionamiento en los instantes previos al contacto entre proteína y membrana, sino que también son los residuos que toman contacto con los fosfolípidos en primer lugar. Se aprecia la interacción directa entre ambos aminoácidos positivos con átomos de oxígeno de densidad de carga negativa de ambos lípidos.
En segunda instancia, aminoácidos positivos de la hélice αI contactan la proteína, cerrando el contacto los aminoácidos que conforman la región del portal (Figura 67 A – C).
Fig.67: A. Posición inicial de la DM, con 1IFB en posición de mínima energía. B. ARG29 (cyan) y LYS30 (azul) son los primeros residuos en tomar contacto con cabezas polares de lípidos de la membrana. C. La hélice αII y demás componentes de la región portal toman contacto con la bicapa lipídica, cerrando la cavidad de la proteína contra la membrana.
A B
146 1IFB WT en posición de máxima energía.
La DM de la IFABP de rata en posición de máxima energía vs POPC1-SOPS1, nos muestra que la interacción en esta orientación es tan energéticamente desfavorable, que el contacto no se lleva a cabo. Se observa incluso un alejamiento de la proteína con respecto a la membrana (Figura 68 A – C).
Fig.68: A. Posición inicial de la DM, con 1IFB en posición de máxima energía. B. GLU 44, (rojo) señalado como el residuo responsable del incremento energético para esta posición , se aleja de la membrana al girar la FABP sobre el eje Z del sistema. C. IFABP mutada incrementa la distancia con la bicapa. Durante toda la simulación, no se registró contacto entre las macromoléculas.
A B
147 2JU3 WT en posición de mínima energía.
La orientación de mínima energía de la proteína salvaje LFABP de rata es la inversa de la de la IFABP de la misma especie. Como se observa en la figura 69, los residuos LYS46 y LYS47 orientan la interacción, sin embargo solo LYS46 toma contacto con la membrana durante la DM y no es el primer aminoácido en hacerlo. Probablemente la diferencia entre los mecanismo difusionales y colisionales no se dé solo por la orientación, sino también por la forma en que los residuos involucrados participan.
Fig.69: A. Posición inicial de la DM, con 2JU3 en posición de mínima energía. B. LYS46 (cyan) y LYS47 (azul) se orientan hacia la membrana, pero solo LYS46 toma contacto. C.
LYS47 no tomó contacto durante la DM.
A B
148 2JU3 WT en posición de máxima energía.
La interacción POPC1-SOPS1 con LFABP de rata en su orientación de máxima energía resulta en la ausencia de contacto entre las macromoléculas, semejando el resultado a 1IFB en posición de máxima energía (Figura 70 A – C).
De este resultado se desprende que la interacción entre membrana y FABP sucede sólo en los confórmeros energéticamente favorables.
Fig.70: A. Posición inicial de la DM, con 2JU3 en posición de máxima energía. B. GLU26 y GLU27 (rojo) rotan la proteína 180°. LYS46 (cyan) y LYS47 (azul) se orientan hacia la membrana, pero solo LYS46 toma contacto. C. No se registra contacto entre membrana y FABP durante la DM.
A B
149
4.2. ESTUDIO DE LA INTERACCIÓN DE FABP INTESTINAL Y HEPÁTICA
MUTADAS DE RATA CON UNA MEMBRANA ANIÓNICA
Con el objetivo de evaluar la relevancia de los aminoácidos cargados altamente conservados, las mutaciones realizadas para los cálculos electrostáticos también se evaluaron por dinámica molecular. Los sistemas se modelaron y corrieron en idénticas condiciones que los anteriores.
4.2.1. Consistencia de los modelos de las proteínas mutadas
Dado que las mutaciones podrían alterar la estructura secundaria y terciaria de la proteína, además de la posible superposición de átomos, se realizó una minimización energética de las proteínas mutadas. Luego, se corrieron 15 ns de dinámica en condiciones idénticas a IFAB y LFABP WT.
Los resultados arrojan una perfil energético y una conservación de la estructura similares a los de las proteínas wild type (Figura 63 A –D).
4.2.2. Análisis del sistema FABP-Membrana en la interacción
Siguiendo los mismos parámetros que para el análisis de la interacción de FABPs WT con membranas, se estudió la interacción de FABPs mutadas con membranas.
El estudio energético y de DCM, plasmado en las figuras 65 y 66 respectivamente, muestran la convergencia energética del sistema y una consrvación de la estructura similar para las proteínas WT y sus mutantes.
A continuación se describe el análisis estructural de la interacción modelada.
4.2.2.1. Análisis estructural
1IFB Mutada en posición de mínima energía.
El reemplazo de los aminoácidos cargados altamente conservados ARG29 y LYS30 de la hélice αII, por residuos negativos, genera una orientación energéticamente desfavorable. La
150
energía electrostática de interacción se incrementa notablemente, de manera que la proteína rota sobre su eje para no exponer la hélice que en su estado WT favorecería la interacción (Figura 71 A – C).
En la duración de la DM no se presenta contacto entre proteína y membrana. Las imágenes se capturaron a distinta distancia para que se aprecie la superficie de la membrana y la FABP. De esta forma se percibe el incremento de distancia entre ellas
Fig.71: A. Posición inicial de la DM, con 1IFB en posición de mínima energía para la proteína WT. B. GLU29 (amarillo) y GLU30 (rojo) provocan alejamiento de la membrana
C. No se registra contacto entre membrana y