Cálculos termodinamicos-estructurales en proteínas: predicción de afinidades de union y diseño molecular de ligandos peptídicos

Abstract

Esta tesis se centra en la aplicación de metodologías de cálculo de magnitudes termodinámicas a partir de consideraciones estructurales al desarrollo de estrategias racionales de diseño molecular de ligandos peptídicos. Con objeto de comprobar que la metodología de cálculo es suficientemente sensible para ello se ha aplicado previamente al desarrollo de una escala termodinámico-estructural de propensión helicoidal que se encuentra en excelente concordancia con otras escalas existentes en la literatura. Estos cálculos nos han permitido asimismo llevar a cabo un análisis detallado de los factores determinantes de las diferencias en propensión helicoidal entre los distintos aminoácidos. La metodología de diseño se ha aplicado al desarrollo de inhibidores peptídicos para la proteasa aspártica Endothiapepsina, habiendo sido posible obtener los inhibidores que presentan la afinidad de unión tanto por parte de los restos de la enzima como del inhibidor. Por último, se ha aplicado la metodología desarrollada al análisis de las bases moleculares de la resistencia a fármacos de la proteasa del virus V.I.H. de tipo 1. Para ello ha sido necesario llevar a cabo el análisis termodinámico estructural del proceso de unión de inhibidores no peptídicos, peptídicos y sustratos y comparar sus correspondientes características termodinámicas. Con respecto a los sustratos, ha sido necesario llevar a cabo un proceso previo de modelado de la estructura tridimensional de sus complejos con la enzima. Ha sido posible identificar ciertos rasgos diferenciales en la energética de unión de los distintos tipos de ligandos por lo que se ha podido proponer una hipótesis plausible del origen molecular de la resistencia a fármacos