Contribuciones ambientales a la participación de protones en las proteínas de baja barrera en los enlaces de...

Área de la Ciencia:

• La bioquímica es la bioquímica.
• Biología Estructural Biología estructural.
• Biología computacional Biología computacional.

Sus antecedentes:

• Los enlaces de hidrógeno (enlaces H) son cruciales para la estructura y función biomolecular.
• Se supone que la deslocalización de protones en enlaces H ayuda a la catálisis enzimática y la alostería.
• Determinar experimentalmente las posiciones de los protones en los enlaces H es un desafío.

Objetivo del estudio:

• Caracterizar el protón/deuteron compartido en un enlace de hidrógeno de baja barrera Glu-Asp (LBHB) en las proteínas YajL y DJ-1.
• Investigar el efecto de las mutaciones en la deslocalización de protones y las características del enlace H.
• Explorar la relación entre la movilidad de los protones y la dinámica de las proteínas.

Principales métodos:

• La cristalografía de neutrones es una técnica de cristalografía de neutrones.
• Análisis de longitud de enlace de rayos X de resolución atómica Análisis de longitud de enlace de rayos X.
• La mecánica cuántica / mecánica molecular-Born-Oppenheimer dinámica molecular (QM / MM-BOMD) las simulaciones de mecánica cuántica / mecánica molecular-Born-Oppenheimer dinámica molecular (QM / MM-BOMD) las simulaciones

Principales resultados:

• La sustitución de Deuteron tuvo un efecto mínimo en los enlaces H de ácido carboxílico-carboxilato, pero afectó el ácido glutámico del sitio activo cerca del tiolato de cisteína.
• Los residuos de mutación en una red extendida de enlaces H modulan las barreras de transferencia de protones en el enlace H Glu-Asp.
• La movilidad de los protones en los enlaces H está correlacionada con los movimientos de diámetro de los dímeros en las simulaciones.

Conclusiones:

• La deslocalización de protones en enlaces H se puede ajustar utilizando enfoques bioinformáticos, estructurales y computacionales integrados.
• La deslocalización de protones diseñada puede servir como una sonda para entornos de enlace H.
• Este enfoque se puede utilizar para probar hipótesis con respecto a la función LBHB.