Mechanistic insights into substrate-assisted catalysis in glycosidases by means of qm/mm molecular dynamics

• Autores: Juan Coines Lopez Nieto
• Directores de la Tesis: Carme Rovira Virgili (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2021
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Magda Faijes Simona (presid.), Miguel González Perez (secret.), Emiliano Ippoliti (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Química Orgánica por la Universidad de Barcelona
• Materias:
  • Química
    • Bioquímica
      • Coenzimas
      • Biología molecular
• Texto completo no disponible (Saber más ...)
• Resumen

  • Els carbohidrats són molècules primordials tant en l’àmbit biotecnològic com en el bon funcionament de tot organisme. Es troben implicats en el l’emmagatzematge d’energia, són elements estructurals o participen en processos biològics crucials pels éssers vius com ara la senyalització cel·lular o el desenvolupament de situacions patològiques. Per aquest motiu, els carbohidrats han atret l’atenció de la comunitat científica. Els “enzims actius en carbohidrats” són la maquinària catalítica que degrada, sintetitza i modifica els carbohidrats, tot i la gran varietat de configuracions, conformacions i estereoquímiques que aquests presenten. Aquesta present tesi doctoral s’ha dedicat a l’estudi de glicosidases, enzims encarregats d’hidrolitzar enllaços glicosídics. En concret, glicosidases que empren un mecanisme d’assistència de substrat, en el qual el substituent acetil del carbohidrat participa activament en la reacció enzimàtica. Aquest mecanisme de reacció encara amaga incògnites com la naturalesa del intermedi de reacció, la disposició dels residus catalítics o l’itinerari conformacional. Aquesta última característica correspon a les conformacions que adopta un anell de sucre en el centre actiu de l’enzim al llarg de la reacció enzimàtica. Desxifrar aquests itineraris, així com el mecanisme de reacció, permet assistir en el disseny d’inhibidors específics per glicosidases i empènyer més enllà el coneixement sobre aquests enzims. Per realitzar aquesta tasca, s’han usat mètodes computacionals basats en dinàmica molecular, tot descrivint els sistemes estudiats amb mecànica molecular, mecànica quàntica o mètodes híbrids que combinen els avantatges de les anteriors. S’ha investigat la quitinasa B de la família GH18 que degrada el polisacàrid quitina, així com β-N-acetilglicosaminidases de les famílies GH84 i GH85, que tallen O- i N¬-glicans, respectivament. Així mateix, s’han estudiat les propietats conformacionals de carbohidrats i inhibidors de glicosidases basats en aquests últims per tal de comprendre la inhibició en diverses glicosidases que segueixen el mecanisme d’assistència de substrat. D’aquesta manera, s’ha obtingut una visió general d’aquest mecanisme.