Prediccion de propiedades dinamicas de macromoleculas en disolucion y biomembranas mediante modelos estructuralmente detallados

Abstract

En esta Tesis se ha llevado a cabo la predicción de propiedades dinámicas de macromoléculas en disolución y biomembranas mediante modelos estructuralmente detallados. Para ello se ha utilizado la simulación de dinámica Browniana al estudio del ADN y biomembranas (sistemas de cierta flexibilidad), y el cálculo hidrodinámico a proteínas globulares compactas (quasirígidas). Los modelos constan de gran nivel de detalle en la mayoría de los casos. En las biomembranas, se han estudiado sistemas de distinto nivel descriptivo, comenzando por modelos muy sencillos para una molécula que se mueve en el interior de una membrana, tanto hidrofóbica como anfipática, para acabar proponiendo un modelo con nivel de detalle de átomo extendido para el estudio de una cadena alifática inmersa en una membrana de fosfolípidos. Comparando los resultados de simulación con valores teóricos o experimentales, se llega a conclusiones muy interesantes en los distintos casos considerados. Para el ADN el modelo propuesto (de doble hélice semiflexible en la que cada elemento representa a un nucleótido) es estructuralmente detallado, lo que nos permite el estudio de los movimientos internos de la molécula. Se incorpora flexibilidad al modelo a través de potenciales hookeanos rígidos. Los resultados obtenidos con el modelo de doble hélice flexible concuerdan mucho mejor con los experimentales que los que predecía un modelo similar pero rígido que fue utilizado anteriormente en el grupo de investigación. Por último, en el tercer sistema, referido a proteínas globulares, el detalle estructural alcanza un nivel atómico. En este apartado, se lleva a cabo la predicción de propiedades hidrodinámicas y relacionadas con la relajación de RMN dinámica. El procedimiento de modelado y cálculo utilizado da lugar a predicciones adecuadas de las distintas propiedades para un conjunto variado de proteínas globulares.