Efecto de mutaciones sobre la conservación de la diversidad conformacional de proteínas
Abstract
El estado nativo de una proteína puede ser representado como una distribución no
uniforme de poblaciones de confórmeros en equilibrio dinámico. La coexistencia de
estos confórmeros, con diferentes afinidades por el ligando y/o roles en la función
biológica, es la base del modelo de selección conformacional o pre-equilibrio. Las
barreras energéticas que separan estos confórmeros son comúnmente superadas por
las fluctuaciones térmicas. La flexibilidad de la proteína modula la altura de estas
barreras y la extensión del conjunto de conformaciones. Bajo este modelo, la
diversidad conformacional de proteínas está íntimamente ligada a la función
biológica y las diferencias en las propiedades estructurales y dinámicas de los
confórmeros pueden tener importantes consecuencias funcionales. La dinámica
vibracional específica de cada confórmero garantiza los cambios conformacionales y,
por este motivo, se asocia con determinados rasgos de conservación evolutiva. Es así
que las vibraciones asociadas a cambios conformacionales se encuentran conservadas
evolutivamente y es posible identificar posiciones claves dentro de la proteína cuyas
mutaciones afecten significativamente estas vibraciones. En este marco, el presente
proyecto propone analizar el efecto de mutaciones sobre la diversidad
conformacional evaluando su impacto sobre las vibraciones involucradas en los
cambios conformacionales. The native state of a protein can be represented as a non-uniform distribution of
conformer populations in dynamic equilibrium. The coexistence of these conformers,
with different affinities for the ligand and/or roles in biological function, is the basis
of the conformational selection or pre-equilibrium model. The energetic barriers
separating these conformers are commonly overcome by thermal fluctuations. Protein
flexibility modulates the height of these barriers and the extent of the conformation
set. Under this model, protein conformational diversity is closely linked to biological
function and differences in the structural and dynamic properties of conformers can
have important functional consequences. The specific vibrational dynamics of each
conformer guarantees conformational changes and, for this reason, is associated with
certain evolutionary conservation traits. Thus, the vibrations associated with
conformational changes are evolutionarily conserved and it is possible to identify key
positions within the protein whose mutations significantly affect these vibrations. In
this framework, the present project analyzes the effect of mutations on
conformational diversity by evaluating their impact on the vibrations involved in
conformational changes.