User:Carlos Vázquez García/TFG/Parte4

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6.2.3. Guanosín 5'-trifosfato (GTP)

Análogo del GTP (GNP) en el bolsillo de K-RAS. PDB ID 3GFT

Image:GNPreducido.png

Figura 4. Interacciones del GNP con el bolsillo de K-RAS [12]. Vista ampliada

El GTP es un nucleótido ampliamente utilizado en el metabolismo. Su estructura es similar al ATP, teniendo un especial valor energético por sus enlaces fosfodiester. Durante el análisis de los modelos tridimensionales no se encontró ninguna estructura cristalizada con GTP. Para explicar las interacciones de este ligando se hará uso del GNP, un análogo estructural. La diferencia entre ambos radica en un átomo de nitrógeno que sustituye al oxígeno entre el grupo fosfato terminal y el inmediatamente anterior. En la figura 4 se puede observar cómo GNP presenta numerosas interacciones con los aminoácidos de la proteína, lo cual dota de complejidad a la interacción ligando-bolsillo.

La existencia de enlaces sencillos entre los átomos que forman la estructura del GTP permiten que la molécula pueda tener cierta libertad de rotación. Por este motivo el GTP tiene cierta flexibilidad y puede acomodarse fácilmente en el bolsillo. Los enlaces fosfodiester pueden ejemplificar esta afirmación, pues se puede observar cómo las uniones entre fósforo (P) y oxígeno (O) permiten esa rotación característica de un enlace sencillo. Al permitir esta libertad geométrica los átomos de oxígeno, mediante su nube electrónica, pueden establecer interacciones con otros átomos como el cofactor de la proteína, el catión Mg2+.

Sabiendo que la molécula de GTP favorece el cambio de conformación de la proteína hacia su forma activa, y teniendo en cuenta la figura anterior, se puede abordar de forma más cómoda el siguiente ligando, que es el responsable de su conformación inactiva, el GDP.


6.2.4. Guanosín 5'-difosfato (GDP)

La estructura de este nucleótido es semejante a la del GTP. La diferencia más notoria que se hace patente con respecto a la figura anterior es la carencia de uno de los tres grupos fosfato. Las interacciones entre las cadenas laterales de los residuos de la proteína y los dos grupos fosfato son menores en comparación con el ligando anterior. Por otro lado se puede observar cómo el número, ángulo y disposición espacial de los residuos ha cambiado. Del mismo modo, se puede apreciar cómo el resto de la estructura del nucleótido establece diferentes interacciones. Esto tiene una repercusión cuanto menos a nivel local de la estructura terciaria.

En las siguientes figuras se pueden apreciar de mejor manera las interacciones entre el GDP y los residuos que forman el bolsillo.

Image:GDP2reducida.png

Figura 5. Interacciones del GDP con el bolsillo de K-RAS [13]. Vista ampliada

Image:GDP3reducida2.png

Figura 6. Interacciones del GDP con el bolsillo de K-RAS en forma esquemática [14]. Líneas verdes: interacciones hidrofóbicas. Líneas discontinuas negras: puentes de hidrógeno e interacciones con Mg2+. Vista ampliada
























El hecho de haber focalizado la atención, líneas más arriba, sobre los enlaces fosfodiéster tiene una justificación didáctica, pues el resto de la molécula es similar y es más difícil apreciar los cambios. Con estas variaciones llamativas es posible ejemplificar lo mencionado desde el comienzo del trabajo: el resultado tridimensional de una estructura tiene su base a nivel atómico.

6.2.5. Catión magnesio2+

Catión Mg²⁺ actuando como cofactor en K-RAS. PDB ID 4DSO

Image:MG2reducida.png

Figura 7. Interacciones del catión Mg2+ con el bolsillo de K-RAS [15]. Vista ampliada

Antes de comentar este subapartado cabe destacar que el magnesio 2+ no es un ligando estrictamente, sino un cofactor. Los cofactores suelen ser iones metálicos como el Fe, Mg, Mn, Zn o Co [6]. Estos componentes favorecen el correcto alineamiento del enzima y el sustrato, y tal afirmación se puede observar a continuación.

Considerando la carga del catión Mg2+ es esperable que las interacciones electrostáticas que establezca sean con estructuras cuya carga sea de signo opuesto. En la figura 7 se puede ver con quién se establecen dichas interacciones. Por una parte se puede ver cómo existe una interacción con un oxígeno del grupo fosfato terminal así como con el oxígeno del grupo OH de la serina. Teniendo en cuenta el detalle de que Mg2+ está interaccionando con la proteína a través de la serina 17 y también con el GDP, lo más lógico es pensar que está favoreciendo la correcta alineación, lo cual estaría en consonancia con la definición anterior de cofactor.

En la misma figura también se puede ver cómo Mg2+ establece interacciones con moléculas de agua, y al igual que en el caso anterior, es la nube electrónica de oxígeno la que está participando.




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