|
Autor/a
Montsant Fina, Albert
|
Abstract
BindScan és una eina CAPDE (Computer-aided protein directed evolution) desenvolupada per la Unitat de Bioinformàtica i Modelatge Molecular del Laboratori de Bioquímica (IQS). El propòsit principal per al desenvolupament d’aquest software és ajudar en experiments d’enginyeria de proteïnes. BindScan és capaç de predir posicions sensibles a la unió de substrats no naturals d’una seqüència proteica. Aquest software s’ha utilitzat satisfactòriament per al disseny de funcions sintètiques d’enzims actius en carbohidrats (CAZYmes) donant resultats prometedors. Per exemple, el disseny de la Lacto-N-biosidasa per a la síntesi d’oligosacàrids de la llet materna (HMOs), el tercer component més abundant de la llet amb moltes funcions beneficials per als nounats.
En aquest treball s’explorarà la possibilitat d’utilitzar BindScan en altres famílies d’enzims. Es pensa que aquesta eina té un gran potencial per predir spots d’una seqüència proteica sensibles a una propietat concreta, el que pot ser informació molt valuosa a tenir en compte a l'hora de dissenyar un experiment d’evolució dirigida. En aquest projecte es vol validar l’ús de BindScan en altres famílies d’enzims contrastant resultats experimentals publicats amb aquells resultats de simulacions obtinguts utilitzant BindScan. Per fer-ho, s’ha creat una base de dades d'enzims amb mutants que conté dades cinètiques experimentals. De les entrades presents, la methyl parathion hydrolase (MPH), un enzim capaç de degradar pesticides s’ha triat per validar BindScan perquè té paràmetres cinètics definits per un bon nombre de substrats per als quals la MPH nativa presenta poca activitat catalítica. En aquest punt un altre objectiu es va incorporar i consistia en utilitzar BindScan per modificar l’especificitat per substrat de la MPH cap a tres lligands no naturals a banda del methyl parathion. Dissenyar una MPH millorada amb rang d’especificitat per substrat més extens és interessant des d’un punt de vista ambiental ja que els lligands explorats són organofosfats (OPs), components tòxics utilitzats en molts insecticides i que causen malalties. Els modes d’unió entre la MPH i quatre substrats diferents es van predir amb AutoDock. Després, BindScan es va utilitzar per fer el cribatge de llibreries de mutants per MPH i per analitzar les millores en l’afinitat d’unió. BindScan ha pogut predir hot-spots i coldspots en la seqüència de la MPH per al docking amb quatre substrats. Aquests resultats s’han comparat amb la bibliografia, mostrant certa correlació entre l’score d’afinitat de BindScan i la constant de Michaelis KM, fet que sembla raonable ja que aquest paràmetre cinètic aporta informació sobre l’afinitat en una interacció enzim-substrat. Els resultats obtinguts de les simulacions no són contradictoris amb els de la bibliografia però es creu que es necessitaven més dades experimentals de més mutants per establir correlacions ben definides i fiables que validarien BindScan.
|
|
