Estudios y desarrollos computacionales en química glicobiológica

Las moléculas orgánicas más abundantes en la Tierra son los glucanos (carbohidratos y sus conjugados).Los glucanos participan en gran cantidad de procesos biológicos, entre los que destacan elreconocimiento molecular y celular, donde los glucanos se unen de forma muy específica a proteínas. Porello, los glucanos y de las proteínas que los reconocen (e.j. anticuerpos, lectinas) son el objeto de estudiopara desarrollar nuevas herramientas de diagnóstico o terapia.Por otro lado, la biomasa contiene biopolímeros como la celulosa o la lignina que se utilizan comoalternativa a los combustibles fósiles para la obtención de biofuels y de moléculas químicas básicas parala posterior síntesis de otros compuestos o polímeros.En este proyecto, por un lado, se han estudiado las interacciones carbohidrato-proteínas en doscontextos distintos: la interacción de enzimas con sus sustratos de naturaleza sacárida y la interacción deinhibidores derivados de carbohidratos con proteínas dianas para el tratamiento de enfermedades.Además, se han implementado herramientas específicas para modelizar carbohidratos (en particular lafunción de puntuación en cálculos de docking VinaCarb, pero también la de Smina) en la plataformaGaudiMM desarrollada por nuestro colaborador de la UAB, el Dr. Maréchal. En esta dirección, nos hemosunido también al desarrollo de la nueva versión Gaudi2 que nos permitirá en el futuro modelizar de formamás eficiente nuestros sistemas.Por otro lado, hemos estudiado dos sistemas enzimáticos relacionados con los azúcares y uno con lalignina. Para HvoExoI, y en colaboración con Dra. Hrmova, hemos mostrado la ventaja evolutiva que unresiduo tipo Trp en la posición 434 representa para la enzima. Para GgCGT, hemos modelizado losdistintos intermedios de las reacciones de mono y di-glicosidación e identificado los residuos catalíticos.Ahora estoamos estudiado el mecanismo catalítico con métodos QM/MM. Y para la oxidoreductasa McoAy su variante obtenida por evolución dirigida (Dra. L. Martins), y en colaboración con la empresa Zymvol,hemos mostrado como mutaciones distales modifican las poblaciones conformacionales y puedenmodular la unión del sustrato de tal modo que la actividad de la enzima sea vea claramente mejorada.