Sesión científicaPremiosNobel 2013
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Refinamientodeestructuras.
Una aplicación especialmente interesante es su combinación con datos
experimentales como el refinamiento de la estructura. Una técnica prometedora
utilizada por primera vez por Ryde y colaboradores(32) aplica elmétodoQM/MM
para refinar los datos estructurales a partir de un solo cristal de difracción de
rayosX(33) , RMN(34) oEXAFS(35). La ideabásicaesusarunQM/MM, en lugarde
sólo MM, y el modelo obtenido se refina teniendo en cuenta los datos
experimentales. Estaaplicaciónaliviael problemaquesurgecon la fiabilidadde los
datos experimentales alrededor del sitio activo, porque losmétodosMMhan sido
cuidadosamentedesarrolladosparadescribir lasproteínas, perosonmenos fiables
para los sustratosocofactores.
Reactividad
Las reacciones enzimáticas han sido el objetivo principal de los métodos
QM/MM. Dentro de la gran variedad de sistemas estudiados uno de los más
representativosesel de lacorismatomutasa.
La corismatomutasa es una enzima que cataliza la transposición de Claisen
de corismato a prefenato (Figura 10), un paso clave en la vía del ácido siquímico
que da lugar a la síntesis de aminoácidos aromáticos en plantas, hongos y
bacterias. Esta reacción constituye un raro ejemplo de una reacción pericíclica en
unsistemabiológicoyhasidoel objetodenumerososestudios teóricos.
Figura 10.-‐
Reordenamiento de claisen de ácido corísmico a prefénico por medio de la
corismatomutasa.
Lyne, MulhollandyRichards publicaron en1995 el primer estudioQM/MM
(AM1/CHARMM) de la corismatomutasa(36). Optimizaron la estructura del
reactivo y el perfil de la reacción e identificaron residuos esenciales dentro del
sitio activo de la enzima. Observaron que el complejo enzima sustrato está
distorsionado comparado con los cálculos previos en fase gaseosa, pareciéndose
más al estado de transición, de forma que un residuo de arginina y otro de
glutámico estabilizan esta disposición. Llegaron a la conclusión de que la
estabilización electrostática del estado de transición es la contribución más
importanteal procesodecatálisis, enestecaso.
