Abstract

Las proteínas quinasas se han convertido en uno de los principales grupos blanco en el desarrollo de drogas en muchas empresas farmacéuticas, debido a que estas juegan un papel fundamental en el sistema de señalización intracelular. En respuesta a factores de crecimiento, las proteínas quinasas activan numerosas vías metabólicas que generan respuesta celular tales como mitogénesis, proliferación, diferenciación, migración, prevención o inducción de apoptosis. Las proteínas quinasas han sido identificadas como enzimas claves en numerosas enfermedades. Muchos de los estudios han sido enfocados en el cáncer, porque la sobreexpresión de estas proteínas quinasas es frecuentemente asociado con numerosos tipos de cáncer en humanos como el de cólon, páncreas, riñon, el cáncer ovárico entre otros. Una de las primeras proteínas quinasas en ser identificada, aislada y cristalizada fue la Proteína quinasa A (PKA). Esta enzima fosforila sustratos peptídicos, en residuos de serina y treonina6. Existe mucha información en la literatura sobre la estructura de la PKA. Esta información, se ha utilizada fundamentalmente para estudiar el mecanismo de catálisis enzimática. Los estudios teóricos más empleados, han sido los métodos híbridos que combinan la mecánica cuántica (QM) y la mecánica molecular (MM). Estos se han enfocado fundamentalmente en estudiar el mecanismo de fosforilación de la PKA. Los métodos para la identificación experimental de sustratos y caracterización de la especificidad, son muy caros y laboriosos, por tanto, los estudios computacionales están siendo desarrollados para reducir la cantidad de trabajo experimental17, 18, en los cuales, sustratos de diferente tamaño han sido usados para determinar su influencia en la fosforilación. Sin embargo, no existen en la literatura consultada estudios teóricos encaminados a explicar la diferencia en la afinidad por la PKA entre el péptido de referencia Leu-Arg-Arg-Ala-Ser-Leu-Gly (LRRASLG) y varios de sus mutantes17–19 es por esta razón que nos motivamos a la realización de este proyecto, el cual pretende calcular la eficiencia catalitica de la PKA con diferentes tipos de sustratos peptídicos, comparándo estos con resultados experimentales, analizar el papel que juegan los aminoácidos del centro activo y los sustratos peptídicos a nivel molecular, además de establecer que tipo de interacciones son las que favorecen la formación del complejo enzima-sustrato a través de la descomposición de la energía mediante el método Molecular Mechanics-Generalized Born Surface Area (MM-GBSA). Se pretende además identificar la región sobre la cual están ocurriendo la mayor parte de estas interacciones, para establecer un modelo reduccionista del centro activo, en aras de calcular diferentes descriptores de reactividad local como la función de Fukui y el Potencial electrostático, que nos sirva de complemento de los resultados obtenidos de la Dinámica Molecular, el método de Perturbación de la Energía Libre (FEP) y MM-GBSA.