Estudio estructural y dinámico de macromoléculas biológicas mediante métodos de resonancia magnética nuclear

Resumen

Durante las últimas décadas la resonancia magnética nuclear ha adquirido una gran importancia como técnica para la determinación estructural de proteínas y ácidos nucleicos. No obstante, para aprovechar plenamente su potencial es importante superar u na de sus principales limitaciones, conseguir una asignación lo más completa posible de los desplazamientos químicos de la molécula, que constituye el principal ¿cuello de botella¿ en el proceso de obtención de la estructura [1]. Para superar esta et apa limitante se han planteado dos estrategias diferentes: a) resolver la estructura sin realizar la asignación de desplazamientos químicos, utilizando para ello listas de picos del espectro 2D-NOESY; b) automatizar este proceso de asignación, emplea ndo algoritmos matemáticos que manejen las listas de picos de espectros bidimensionales y tridimensionales obtenidos a partir de proteínas marcadas isotópicamente en 13C y 15N. Uno de los objetivos que se planteó en esta tesis fue la implementación y mejora de la llamada estrategia CLOUDS [2], intentando utilizar la mínima cantidad posible de información para obtener mapas de densidad protónica de calidad aceptable que pudieran usarse para la determinación estructural de proteínas en combinació n con métodos de cálculo de estructuras ab-initio [3]. Empleando datos simulados del inhibidor carboxipeptidasa A de patata (39 residuos) [4] y del factor ácido de crecimiento de fibroblasto (150 residuos) [5] se ha optimizado el programa CLOUDS para obtener mapas de densidad protónica para los núcleos HN, H?, protones aromáticos y metilos. Además, se han realizado cálculos de mapas de densidad a partir de los datos experimentales de la primera de estas proteínas, obtenidos del espectro 2D-NOESY . Los resultados han mostrado la importancia del empleo de los protones aromáticos y metilos en la calidad de las nubes resultantes, y el efecto nocivo de la similitud de los desplazamientos químicos y de la introducción de distancias erróneas en los cálculos en la obtención de nubes de protones correctas y precisas. El segundo objetivo de esta tesis ha sido poner a punto y emplear la metodología GARANT [6] para la asignación automática de desplazamientos químicos. Se han llevado a cabo difere ntes cálculos siguiendo esta metodología, combinando en cada uno de ellos de diferente forma la información procedente de los espectros empleados en el método tradicional de asignación de desplazamientos químicos. Se han realizado también cálculos in