INFLUENCIA DE LA ORIENTACIÓN EN LA TRANSLOCACIÓN DE PROTEÍNAS A TRAVÉS DE NANOPOROS MODIFICADOS CON POLÍMEROS

Resumen

Actualmente son diversos los esfuerzos por desarrollar nanoporos modificados con polímeros que permitan lograr un transporte de macromoléculas selectivo y que responda a estímulos específicos del entorno. El presente trabajo explora la translocación de proteínas a través de nanoporos modificados con polímeros ácidos, utilizando un modelado computacional desarrollado para considerar los detalles moleculares y rotacionales de la proteína y las interacciones que tienen lugar en la interfase [1]. Se estudiaron distintas proteínas (lisozima, GFP del inglés green fluorescent protein, β-lactoglobulina, RNAsa), analizando el efecto de la orientación de las mismas, las condiciones de pH y concentración de sal.

Los resultados de los cálculos permitieron calcular la energía libre del sistema para distintas posiciones de la proteína (ver Figura 1). Pudimos correlacionar el valor y dirección del momento dipolar de la proteína dentro del poro con el estado de carga de los polímeros en la superficie. Observamos que el efecto de la orientación de la proteína es importante en la entrada del poro, depende del pH, de la fuerza iónica, así como del punto isoeléctrico (pI), tamaño y distribución de cargas de la proteína. 

Los perfiles de energía libre siguen una tendencia no monótona con el pH y dependen de la relación entre el pI de la proteína y el pKa de los monómeros ácidos. La orientación de la proteína es importante para optimizar las interacciones con los polímeros.

Figura 1: perfiles de energía libre para la translocación de GFP lo largo del eje del poro a distintos valores de pH. Las barras verticales dan cuenta de la diferencia de energía para las rotaciones de la proteína. La zona sombreada corresponde al exterior del poro. Se indican esquemas representativos de la proteína (verde) en el poro modificado.