Nueva metodología basada en la operación evolutiva para ingeniería de proteínas in silico

Abstract

Proponemos la adaptación de la metodología operación evolutiva (EVOP), técnica de optimización continúa usada en procesos industriales, la cual permitió identificar sitios de mutación y tipo de aminoácidos en la estructura de proteínas. A partir de modelos estructurales se determinan los efectos de las mutaciones sobre parámetros estructurales como la entropía de vibración, área de acceso al solvente (ASA), volumen, y cambios de fluctuación de los carbonos α, se evaluó la interacción con el sustrato mediante la aproximación de docking molecular. Con estas herramientas se identificaron ocho mutaciones en la xilanasa antártica Xyl-L (GH 10) que condujeron a un desplazamiento de la temperatura óptima de 30ºC a 57ºC, con respecto a la enzima nativa, las mutaciones propuestas modificaron el equilibrio configuracional y conformacional de la estructura enzimática generando una redistribución de las cargas provocando a su vez un cambio en el pH de la actividad máxima desplazándolo de pH 7 a pH 6 con respecto a la enzima nativa, mostrando que la estabilidad térmica es el producto de la acumulación de diferentes factores estructurales, provocados por las mutaciones identificadas, las cuales serian difíciles de encontrar por los métodos tradicionales de mutagénesis al azar o evolución dirigida.