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BIO2016-79043-P

Financiado
DINAMICA FUNCIONAL DE PROTEINAS CON MODOS NORMALES NO HARMONICOS
LA DINAMICA DE LAS PROTEINAS PROVEE INFORMACIONES ESENCIALES SOBRE SU FUNCION, EN PARTICULAR SOBRE LOS MECANISMOS CATALITICOS, LA REGULACION ALOSTERICA, EL RECONOCIMIENTO MOLECULAR Y LA UNION DE PEQUEÑAS MOLECULAS, Y AYUDA A MANIP... LA DINAMICA DE LAS PROTEINAS PROVEE INFORMACIONES ESENCIALES SOBRE SU FUNCION, EN PARTICULAR SOBRE LOS MECANISMOS CATALITICOS, LA REGULACION ALOSTERICA, EL RECONOCIMIENTO MOLECULAR Y LA UNION DE PEQUEÑAS MOLECULAS, Y AYUDA A MANIPULARLA. SIN EMBARGO, LA COMPLEJIDAD DE LAS PROTEINAS HACE QUE EL ESTUDIO EXPERIMENTAL DE SU DINAMICA SEA MUY DIFICIL Y ESTIMULA EL DESARROLLO DE METODOS COMPUTACIONALES, QUE HAN SIDO RECONOCIDOS RECIENTEMENTE CON EL PREMIO NOBEL EN QUIMICA DE 2013 OTORGADO A KARPLUS, LEVITT Y WARSHEL. DENTRO DE LOS METODOS COMPUTACIONALES, EL ANALISIS DE MODOS NORMALES (MN) ES UNA HARRAMIENTA EXTREMADAMENTE UTIL EN CUANTO PERMITE CALCULAR TODAS LAS PROPIEDADES ESTADISTICAS DE LA PROTEINA CERCA DE UN MINIMO DE SU ENERGIA LIBRE, SIN PADECER PROBLEMAS DE FALTA DE CONVERGENCIA. RESUMIDAMENTE, LOS MN DEFINEN UN SISTEMA DE COORDENADAS COLECTIVAS QUE SON ESTADISTICAMENTE INDEPENDIENTES ENTRE SI Y EFECTUAN MOVIMIENTOS PERIODICOS.LOS MN ESTAN DEFINIDOS PARA PEQUEÑOS DESPLAZAMIENTOS DESDE LA POSICION DE EQUILIBRIO, PARA LOS CUALES LA ENERGIA LIBRE ES UNA FUNCION APROXIMADAMENTE CUADRATICA (APROXIMACION HARMONICA). SIN EMBARGO, SE HA OBSERVADO QUE LOS MN DE PROTEINAS SE CORRELACIONAN CON GRANDES CAMBIOS DE CONFORMACION, SUGIRIENDO QUE SU VALIDEZ VAYA MAS ALLA DE LA APROXIMACION HARMONICA. UNA GENERALIZACION DE ESTE TIPO HA SIDO BUSCADA POR MUCHO TIEMPO EN LA TEORIA DE LOS SISTEMAS DINAMICOS, PERO ESTA BUSQUEDA SE HA CHOCADO CON EL PROBLEMA DE LOS DIVISORES PEQUEÑOS Y CON LA EMERGENCIA DE LOS MOVIMIENTOS CAOTICOS, HASTA QUE EL TEOREMA KAM NO HA DEMOSTRADO QUE LAS ORBITAS CASI PERIODICAS SON ESTABLES SI LA ANARMONICIDAD ES PEQUEÑA. AMBAS LINEAS DE EVIDENCIA APOYAN LA HIPOTESIS DE QUE ES POSIBLE GENERALIZAR EL FORMALISMO DE MN MAS ALLA DE LA APROXIMACION HARMONICA, COMO PROPONGO AQUI. EN ESTE PROYECTO, PROPONGO DEFINIR MN NO HARMONICOS (MNNH) COMO MOVIMIENTOS PERIODICOS INDEPENDIENTES ENTRE SI. LAS NUEVAS PROPIEDADES CUALITATIVAS DE LOS MNNH RESPECTO A SU VERSION HARMONICA (MNH) PROMETEN MEJORAR SU CAPACIDAD DE PREDECIR LA DINAMICA DE PROTEIANS: (1) LA DIRECCION Y ENERGIA DE LOS MNNH DEPENDEN DE LA TEMPERATURA. CUANTO MAS ALTA LA TEMPERATURA, (2) TANTO MENOS SON LOS MNNH QUE SE PREDICE QUE CONTRIBUYAN A LAS FLUCTUACIONES ATOMICAS Y (3) TANTO MAS DIFIEREN ENTRE SI EN ENERGIA LA DIRECCION POSITIVA Y NEGATIVA DE LOS MNNH, REDUCIENDO EL NUMERO DE COMBINACIONES RELEVANTES QUE HAY QUE CONSIDERAR Y FACILITANDO LA EXPLORACION DEL ESPACIO DE CONFORMACIONES. POR LO TANTO, ME ESPERO QUE EL NUEVO METODO, ADEMAS DE SU INTERES GENERAL EN FISICA, MEJORE EL ESTUDIO COMPUTACIONAL DE LA DINAMICA Y TERMODINAMICA DE LAS PROTEINAS. LOS MNNH SE EVALUARAN CON DATOS INDIRECTOS PERO ABUNDANTES DE LA DINAMICA DE LAS PROTEINAS: LA VARIABILIDAD DE LOS ENSEMBLE DE RMN, LOS FACTORES DE TEMPERATURA NO ISOTROPICOS DE CRISTALES DE PROTEINAS, Y LOS CAMBIOS DE CONFORMACION QUE SE ENCUENTRAN EN EL PROTEIN DATA BANK (PDB). LAS POSIBLES APLICACIONES ABARCAN DESDE SIMULAR Y PREDECIR CAMBIOS DE CONFORMACION, EN PARTICULAR AQUELLOS IMPLICADOS EN LA REGULACION DE LAS PROTEINAS, A PREDECIR LOS EFECTOS ESTRUCTURALES DE LAS MUTACIONES Y PREDECIR LOS PARES DE RESIDUOS ACOPLADOS DINAMICAMENTE PARA INVESTIGAR MECANISMOS ALOSTERICOS. EL METODO SE APLICARA ESPECIFICAMENTE A PROTEINAS FLEXIBLES, COMO QUINASAS, POLIMERASAS, ENCIMAS ALOSTERICOS Y PROTEINAS TRANSPORTADORAS. INÁMICA DE PROTEÍNAS\DESPLEGAMIENTO DE PROTEINAS\ALOSTERIA\ANARMONICIDAD\MODOS NORMALES ver más
01/01/2016
CSIC
61K€
Perfil tecnológico estimado

Línea de financiación: concedida

El organismo AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACIÓN notifico la concesión del proyecto el día 2016-01-01
Presupuesto El presupuesto total del proyecto asciende a 61K€
Líder del proyecto
AGENCIA ESTATAL CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGA... No se ha especificado una descripción o un objeto social para esta compañía.
Perfil tecnológico TRL 2-3 552M