Aspectos dinámicos del reconocimiento de ligandos y regulación funcional de dominios sh3hidratación, cooperatividad y equilibrio conformacional

Resumen

Uno de los principales objetivos de esta tesis ha sido profundizar en los mecanismos que gobiernan la especificidad y afinidad de los ligandos para los dominios modulares de reconocimiento de secuencias ricas en prolina, presentando especial atención a las moléculas de agua que median interacciones entre el ligando y el dominio, así como los efectos sobre la cooperatividad, y finalmente su papel en el contexto de proteínas completas. Todo ello principalmente mediante herramientas computacionales, lo que nos permitirá obtener información valiosa , difícilmente accesible por otras vías, para el desarrollo de ligandos de alta afinidad para modular la actividad de estos dominios implicados en numerosas patologías Para el estudio de las moléculas de agua enterradas en el sitio de unión de los dominios se desarrolló y validó un algoritmo para caracterizar las propiedades dinámicas de las moléculas de agua durante simulaciones de dinámica molecular. Esta herramienta nos permitirá analizar todas las estructuras disponibles de dominios para inferir las normas generales que determinan la posición y propiedades de dichas moléculas de agua. Seguidamente, en esta tesis se analizó el efecto de mutaciones alejadas del sitio de unión en los dominios SH3 sobre la interacción con el ligando. El estudio de la dinámica conformacional del dominio SH3 mediante el análisis de las interacciones intramoleculares, en especial los puentes de hidrogeno, permitió detectar una reconfiguración de interacciones, tanto intermoleculares como intramoleculares. Dicha reorganización está gobernada y es específica del residuo que es mutado. Además, los cambios detectados mediante el análisis computacional correlacionan muy bien con datos obtenidos experimentalmente por calorimetría de titulación. Finalmente mediante simulaciones de dinámica molecular clásicas y simulaciones de metadinámicas se analizo el equilibrio conformacional del tándem de dominios modulares (SH3 y SH2) de la quinasa de tirosina c-Abl, principal causante de la Leucemia Crónica Mieloide. Estos dominios están implicados no sólo en el reconocimiento del substrato de este importante proto-oncogén, sino que ademas juegan un papel importante en el mecanismo de regulación de la actividad de la quinasa. Los diferentes estudios realizados en este sistema nos han permitido aportar información novedosa y valiosa sobre el papel regulador que tienen las diferentes partes de la quinasa de tirosina. Esta información permite comprender mejor como funciona el complejo mecanismo alosterico que gobierna la actividad de esta esencial quinasa de tirosina .