Relajación y difusión por rotación de agua en lisozima hidratada

Área de la Ciencia:

• La biofísica es la biofísica.
• Química Física es la química física.
• Biología computacional Biología computacional.

Sus antecedentes:

• Comprender las interacciones proteína-hidratación del caparazón es crucial para los procesos biológicos.
• La dinámica del agua cerca de las superficies de las proteínas difiere de la del agua a granel.
• Los estudios de dispersión de relajación magnética nuclear (NMRD) se basan en suposiciones sobre la dinámica del agua.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la dinámica de las moléculas de agua en las inmediaciones de una proteína globular (lizozima).
• Para calcular los tiempos de relajación dipolar de segundo rango y las propiedades de difusión del agua de superficie.
• Para comparar los resultados de la simulación con las estimaciones de NMRD y evaluar diferentes modelos de agua.

Principales métodos:

• Simulaciones extensas de dinámica molecular (DM) de la lisozima en el agua.
• Tiempo de simulación total de 28 nanosegundos.
• Cálculo de la relajación rotacional y las propiedades de difusión traslacional de las moléculas de agua.

Principales resultados:

• La relajación rotacional del agua cerca de la lisozima es 3-7 veces más lenta que en el agua a granel.
• La difusión traslacional de agua cerca de la lisozima muestra retrasos similares.
• Las aguas superficiales exhiben una dinámica de difusión dispersiva o subdifusión.
• Se logró un buen acuerdo entre los tiempos de relajación calculados y las estimaciones de RMND.

Conclusiones:

• La dinámica de las aguas superficiales de las proteínas es significativamente más lenta que la del agua a granel.
• Las simulaciones de MD proporcionan información valiosa sobre la dinámica del agua relevante para los estudios de NMRD.
• El modelo de agua SPC / E ofrece una descripción más realista de la dinámica del agua alrededor de la lisozima en comparación con TIP3P.