Unveiling protein-substrate interactions and conformations that influence catalysis in carbohydrate-active enzymes
- Autores: Lluís Raich Armendáriz
- Directores de la Tesis: Carme Rovira Virgili (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2018
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Bernd Ensing (presid.), Jordi Poater Teixidor (secret.), Omar Boutureira Martin (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Química Teórica y Modelización Computacional/Theoretical Chemistry and Computational Modelling por la Universidad Autónoma de Madrid; la Universidad Complutense de Madrid; la Universidad de Barcelona; la Universidad de Cantabria; la Universidad de Extremadura; la Universidad de las Illes Balears; la Universidad de Murcia; la Universidad de Oviedo; la Universidad de Sevilla; la Universidad de Vigo; la Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea; la Universidad Jaume I de Castellón y la Universitat de València (Estudi General)
- Materias:
- Texto completo no disponible (Saber más ...)
- Resumen
Desde los primeros descubrimientos en el campo de la enzimología, las enzimas han atraído la atención de numerosos químicos y biólogos debido a su gran complejidad molecular y su elevada eficiencia. Estas macromoléculas son catalizadores altamente específicos que hacen posible reacciones químicas en condiciones suaves y a velocidades asombrosas. Por esta razón se han destinado muchos esfuerzos en tratar de comprender su funcionamiento, intentando descubrir los factores fundamentales que influyen en su actividad.
En la presente tesis doctoral hemos ahondado en la comprensión de una clase de enzimas llamadas “glicosil hidrolasas” y “glicosil transferasas”, englobadas bajo la denominación de “enzimas activas en carbohidratos”. Estas enzimas están encargadas de la degradación y de la síntesis de carbohidratos, moléculas que debido a su diversidad y flexibilidad añaden un grado de complejidad adicional en su estudio. Aún a pesar de los grandes avances en la comprensión general de estas enzimas, habiéndose destacado distintos factores involucrados en su rendimiento catalítico (e.g. ciertas conformaciones del sustrato, interacciones enzima-sustrato o la flexibilidad de la estructura enzimática), la falta de información a nivel molecular dificulta la racionalización de muchas de estas evidencias. Debido a ello, en esta tesis hemos hecho uso de técnicas computacionales de vanguardia, incluyendo simulaciones atomísticas de dinámica molecular, enfoques híbridos de mecánica cuántica / mecánica molecular y técnicas de exploración avanzada del espacio de fases, para revelar el origen molecular de ciertas interacciones y conformaciones esenciales para la catálisis de enzimas activas en carbohidratos. Con estas técnicas hemos proporcionando pruebas que refuerzan concepciones generalmente asumidas, así como detalles específicos para cada una de las enzimas que hemos estudiado. En particular, hemos analizado la contribución de las conformaciones del sustrato en la catálisis de β-xilanasas, la contribución de puentes de hidrógeno en la catálisis de β-glucosidasas, la importancia de residuos que enlazan agua en β-mananasas y la flexibilidad estructural de una enzima humana llamada glicogenina.
