Estudio del impacto de la polarización electrónica en interacciones biomoleculares
Esta tesis doctoral tiene como objetivo profundizar en el impacto que tiene la polarización electrónica en interacciones en sistemas biológicos. La inclusión explícita de estos efectos en campos de fuerzas es uno de los grandes retos de las técnicas de modelización molecular típicamente usadas para...
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2017 |
| País: | España |
| Institución: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/403493 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10803/403493 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Formació de models (Biologia) Formación de modelos (Biología) Pattern formation (Biology) Biomolècules Biomoléculas Biomolecules Dinàmica molecular Dinámica molecular Molecular dynamics Fluorescència Fluorescencia Fluorescence Ciències de la Salut 577 |
| Sumario: | Esta tesis doctoral tiene como objetivo profundizar en el impacto que tiene la polarización electrónica en interacciones en sistemas biológicos. La inclusión explícita de estos efectos en campos de fuerzas es uno de los grandes retos de las técnicas de modelización molecular típicamente usadas para el estudio de biomoléculas, donde tales efectos solo se incluyen de forma implícita. La investigación desarrollada se centra en dos casos de interacciones moleculares, tanto a nivel de estado fundamental (interacciones catión-π-catión) como de estados electrónicos excitados (acoplamientos excitónicos), donde se espera que el impacto de la polarización electrónica sea particularmente importante. La tesis demuestra, en este sentido, que los efectos de polarización no aditivos son muy significativos en interacciones catión-π-catión a tres cuerpos, además de demostrar que estas interacciones poco estudiadas son comunes en proteínas y pueden contribuir en la estabilización de su estructura terciaria. Los resultados obtenidos muestran pues que los campos de fuerzas aditivos habitualmente usados en simulaciones no pueden describir correctamente estos contactos, y presenta un conjunto de energías de interacción de referencia que pueden ser usadas en futuros desarrollos de campos de fuerzas polarizables. Respecto a interacciones a nivel de estados excitados, la tesis revela que el entorno heterogéneo polarizable modula de forma significativa procesos de transferencia de energía electrónica que involucran al ligando en complejos proteína-ligando, y que tal impacto depende del modo de unión correspondiente. Esto indica que la interpretación de datos de fluorescencia que relacionan la eficiencia de la transferencia únicamente con la distancia intercromofórica, como se asume la teoría de Förster típicamente usada en este contexto, supone una aproximación importante. En este sentido, la tesis demuestra el potencial de simulaciones basadas en estructura a fin de interpretar los cambios de fluorescencia asociados a eventos de unión de ligandos a proteínas y ayudar de esta forma a caracterizar nuevos sitios de unión. |
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