Introducción al plegamiento y cambio conformacional de proteínas mediante dinámica molecular con potenciales simplificados

Introducción al plegamiento y cambio conformacional de proteínas mediante dinámica molecular con potenciales simplificados

Descripción breve: Se realizará una revisión básica del uso de dinámica molecular con potenciales empíricos en proteínas para estudiar fenómenos en la escala de tiempo de ns-us, para luego concebir la introducción de aproximaciones de grano grueso y de potenciales energéticos simplificados con el fin de extender la escala de tiempo hacia los us-ms, en la cual ocurren las reacciones de plegamiento proteico, asociación proteína-proteína y cambios conformacionales asociados al desempeño biológico. Durante el trabajo práctico se realizarán dos ejercicios de preparación, ejecución y análisis de simulaciones de plegamiento proteico y cambio conformacional, utilizando el software libre GROMACS.

Tutor: Dr. César A. Ramírez-Sarmiento

César A. Ramírez-Sarmiento es Licenciado en Ciencias con mención en Biología y Doctor en Ciencias con mención en Biología Molecular, Celular y Neurociencias de la Universidad de Chile. Realizó su post-doctorado bajo el alero del Dr. Jorge Babul en la Universidad de Chile. Actualmente es investigador de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile.

Área: Biofísica, Bioquímica, Biología Computacional

Nivel: Usuario Medio/Pregrado/Posgrado

Fecha: Sábado 05 de Diciembre

Requerimientos: Conocimientos básicos de bioquímica, biofísica y biología computacional. Conocimientos básicos de la utilización de GROMACS es recomendada.

Lugar: Facultad de ciencias Biológicas, Universidad de Concepción. Ciudad Universitaria. 

Horario: 9:00 – 18:00

Cupos: 15

Descripción Extendida:

El curso dará una pincelada a los conceptos básicos que rigen la utilización de la dinámica molecular basada en potenciales empíricos para el estudio de la dinámica estructural de proteínas a nivel atómico. Luego, tomando estos conceptos como base, se describirá en detalle la contribución de la utilización de modelos de grano grueso, en los cuales se reduce la resolución de la descripción de biomoléculas a niveles subatómicos, y de la complementación con potenciales cuya función energética es simplificada, para extender la escala de tiempo de las reacciones exploradas a través de la dinámica molecular a la escala de us-ms.

En extendido, nos referiremos a potenciales pseudo-empíricos, cuyas funciones energéticas siguen siendo sustentadas por parámetros fisicoquímicos, y potenciales nativo-céntricos los cuales utilizan una descripción de las distancias entre átomos en la estructura nativa de una proteína para definir de manera explícita a este ensamble como el mínimo energético de la función de energía potencial. Además, discutiremos brevemente la combinación de varios mínimos energéticos y la adición de otras funciones energéticas sobre el potencial nativo-céntrico para explorar el rol de interacciones electrostáticas, hidrofóbicas y la desolvatación.

Finalmente, durante el trabajo práctico realizaremos simulaciones moleculares con modelos de grano grueso y potenciales nativo-céntricos para determinar el paisaje energético explorado durante el plegamiento del dominio SH3 de la quinasa de tirosina humana (1FMK) y el cambio conformacional realizado por la quinasa de adenilato de Escherichia coli (1AKE, 4AKE).

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