Metallopeptides and metalloproteins in biocatalysis: computational insights for rational design
Aquesta tesi explora la relació entre l'estructura biomolecular i la funció catalítica en el context de la biocatàlisi mediada per metalls, combinant modelatge computacional multiescala amb validació experimental. L’objectiu general és desenvolupar eines predictives i coneixements mecanístics q...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2025 |
| País: | España |
| Institución: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/695973 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10803/695973 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Modelització Molecular Molecular Modelling Modelización Molecular Biocatàlisi Biocatalysis Biocatálisis Disseny racional Rational design Diseño racional Ciències Experimentals 54 |
| Sumario: | Aquesta tesi explora la relació entre l'estructura biomolecular i la funció catalítica en el context de la biocatàlisi mediada per metalls, combinant modelatge computacional multiescala amb validació experimental. L’objectiu general és desenvolupar eines predictives i coneixements mecanístics que donin suport al disseny racional tant de metal·lopèptids artificials com de metalloenzims naturals. La integració sinèrgica del modelatge teòric amb l’experimentació permet una iteració eficient en el desenvolupament i perfeccionament de metodologies de disseny. S’aborden dues línies de recerca complementàries: el disseny de novo de metal·lopèptids bioortogonals capaços de catalitzar reaccions abiòtiques en entorns biològics, i l’estudi mecanístic en profunditat d’enzims que contenen hemo i que duen a terme transformacions oxidatives naturals. En concret, es van dissenyar amb èxit dos esquelets peptídics basats en estructures de làmines β per coordinar complexos metàl·lics i catalitzar reaccions bioortogonals de despropargilació tan in vitro com in cellulo. La importància de la dinàmica conformacional en la funció enzimàtica es destaca mitjançant estudis detallats que aborden l’especificitat del substrat, l’alliberament del producte i la regeneració del cicle catalític. Aquestes estratègies de disseny racional també s’estenen a sistemes biomoleculars complexos, incloent-hi conjunts ADN–metal·lopèptid, contribuint al desenvolupament de marcs computacionals efectius per al modelatge d’interaccions metàl·liques. En conjunt, aquest treball fa avançar el camp del disseny computacional de biocatalitzadors i demostra el potencial dels enfocaments multiescala per afrontar reptes fonamentals en la metal·lobioquímica. |
|---|