Cristales, difracción y desplazamientos atómicos: ¿Es posible usar datos cristalográficos para extraer movimientos moleculares en proteínas?



Document title: Cristales, difracción y desplazamientos atómicos: ¿Es posible usar datos cristalográficos para extraer movimientos moleculares en proteínas?
Journal: Mensaje bioquímico
Database: PERIÓDICA
System number: 000320786
ISSN: 0188-137X
Authors: 1
1
Institutions: 1Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto de Biotecnología, Cuernavaca, Morelos. México
Year:
Season: Ago
Volumen: 32
Pages: 135-148
Country: México
Language: Español
Document type: Conferencia o discurso
Approach: Experimental
Spanish abstract La cristalografía de proteínas es la técnica líder para la determinación de estructuras tridimensionales a nivel molecular; sin embargo, la extrapolación de la función de la proteína a partir de las coordenadas atómicas dista de ser sencilla. Las características del cristal como el contenido de solvente, el pH, la fuerza iónica, los contactos cristalinos, la dosis absorbida, la resolución, etc., deben ser meticulosamente analizados para poder sustentar hipótesis con implicaciones biológicas y/o funcionales. Tradicionalmente, se ha considerado que las coordenadas atómicas generadas después de resolver el problema de las fases y de construir un modelo sobre la densidad electrónica, es la única información generada a partir de los datos cristalográficos. No obstante, estas coordenadas son un promedio espacial y temporal de todas las moléculas que conforman al cristal; de manera que, el modelo final contiene también información sobre la variabilidad conformacional dentro del cristal (representada o contenida en los parámetros de desplazamiento atómico). Diferentes métodos de refinamiento toman en consideración esta variabilidad (e.g. modelos isotrópicos, anisotrópicos y TLS). Esta información conformacional puede ser extraída, analizada y transformada en “movimientos” (información dinámica) de la estructura proteica. El análisis de los parámetros de desplazamiento atómico se ha aplicado, en otros trabajos, a estructuras cristalográficas de enzimas que exhiben comportamientos cinéticos cooperativos. Los resultados muestran que los movimientos de las proteínas están claramente relacionados con el mecanismo catalítico o la transición alostérica de ciertas enzimas
English abstract Protein crystallography is the leading technique in the determination of molecular threedimensional structures; however, extrapolation from atomic coordinates to the protein function is far from straightforward. Crystal determinants such as the solvent content, pH, ionic strength, crystalline contacts, absorbed dose, resolution, etc; should be carefully observed and analyzed in order to generate biological and functional sound hypothesis. Traditionally, it has been considered that the atomic coordinates generated after solving the phase problem (and building a model over the electron density), is the only information available in the crystallographic data. Nevertheless, these coordinates are a spatial and temporal consensus of all the molecules comprising the crystal over the data collection time; thus, the final model is also an average of the conformational variability inside the crystal. Different refinement approaches take in consideration such variability (e.g. isotropic, anisotropic and TLS models), and these can be used to extract, analyze and extrapolate these differences into "movements" of the protein structure. The analysis of the atomic displacements parameters has been applied to crystallographic structures of enzymes that display hyperbolic or cooperative behavior; results show that protein movements are clearly related to the catalytic mechanism or the allosteric transition of the enzymes
Disciplines: Química
Keyword: Bioquímica,
Química analítica,
Proteínas,
Cristalografía,
Dinámica estructural,
Modelos isotrópicos,
Modelos anisotrópicos
Keyword: Chemistry,
Analytical chemistry,
Biochemistry,
Proteins,
Crystallography,
Structural dynamics,
Isotropic models,
Anisotropic models
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