Problemi energetici quando le proteine si legano insieme
La mutazione potrebbe essere il risultato di un cambiamento nella struttura proteica in un sito critico, che influisce sul legame con un’altra proteina. Questo potrebbe accadere, ad esempio, sotto forma di aggiunta o eliminazione di gruppi che stabilizzano la reazione. Il cambiamento risultante nell’energia di legame potrebbe comportare delle significative modifiche nei prodotti e nei conseguenti pathway successivi. Il progetto EEPPIBM (Exploring the evolution of protein-protein interactions and their networks using biophysical models) ha studiato in che modo l’energia cambia subito dopo la mutazione nel contesto dell’evoluzione. Usando un set di dati relativi a 1 949 mutazioni da un complesso di cristalli proteici di tipo spontaneo, i ricercatori hanno modellato le interazioni mutanti e hanno valutato i cambiamenti nei contatti intermolecolari. Il lavoro sulla funzione di scoring delle pose nell’accoppiamento proteina-proteina è stato pubblicato nel Journal of Chemical Theory and Computation. Sono state inoltre valutate oltre 100 funzioni di scoring in relazione alla loro importanza nelle interazioni proteina-proteina. Le funzioni hanno incluso nella modellazione dei metodi di meccanica molecolare, in aggiunta a legami a idrogeno e solubilità relativi all’elettrostatica. Le funzioni sono state rese disponibili alla comunità scientifica attraverso il CCharPPI Server e il conseguente ordinamento delle pose di legame è disponibile sul SwarmDock Server. Il SwarmDock Server è un servizio in rete che consente la generazione di strutture 3D di complessi proteina-proteina. Per la spettroscopia di massa, queste funzioni sono state usate per progettare inibitori proteici di una metalloproteasi che non ha inibitori naturali conosciuti. Le progettazioni si trovano attualmente in fase di convalida. La ricerca di EEPPIBM è stata inoltre applicata nella scansione dell’amminoacido alanina alla ricerca di punti caldi di legame, allo scopo di determinare come questi sono cambiati nell’ambito di scale temporali evolutive. Stanno emergendo nuove conoscenze sul modo in cui la natura modella l’organizzazione spaziale dell’energia che influenza i contatti ad un’interfaccia di legame.
Parole chiave
Energia, proteine, legame, evoluzione, accoppiamento proteina-proteina, modellazione
