DISTÂNICAS DOS RESÍDUOS CATALÍTICOS COM A ARG149 DO INIBIDOR

A média das distâncias entre os resíduos catalíticos das xilanases e do resíduo Arg149 do inibidor XIP-I foi feita para obter parâmetros sobre a proximidade dos ácidos glutâmicos catalíticos que interagem com o inibidor, através do resíduo Arg149, como mostrado na figura 25. Quanto maior a proximidade espacial entre os resíduos, maior será a probabilidade de interação e menor será a energia potencial de interação.

Figura 25 - Distância dos entre os resíduos catalíticos das xilanases e o resíduo Arg149 do inibidor (XIP-1).

Fonte: Autor, 2016.

A figura 25 apresenta as distâncias médias entre os resíduos catalíticos e a Arg149 do inibidor. Em média, tem-se que o resíduo Arg149 do inibidor encontra-se 0.35nm mais próximo dos resíduos catalíticos da XYNC comparado à xilanase NpXyn. Desse modo, o resíduo Arg149 atua bloqueando o sítio catalítico da XYNC, algo que não acontece na mesma intensidade na xilanase NpXyn. Este fenômeno pode ser explicado pela presença dos resíduos “hot-spots” na região dos dedos da NpXyn, capaz de formar uma interface estável com a proteína inibidora antes mesmo do resíduo Arg149 (inibidor), bloqueando a interação com os resíduos catalíticos. No caso da XYNC, a ausência de resíduos “hot-spots”, na região dos dedos, suficientes para formar essa interface protéica permite que o resíduo Arg149 se

0 20000 40000 60000 80000 100000 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 D is tâ n ci a m é d ia ( n m ) Tempo (ns)

NpXyn (Glu113 e Glu201) XYNC (Glu86 e Glu177)

aproxime dos resíduos catalíticos da xilanase bloqueando-os, e provavelmente causando a inibição da mesma. Distâncias menores (Arg149-resíduos catalíticos) geram energias de interação mais atrativas. A análise local dos resíduos catalíticos foi fundamental para a identificação e explicação dos possíveis fatores responsáveis pelas diferentes sensibilidades à inibição exibida por essas xilanases.

6. CONCLUSÕES

O cálculo do RMSD ao longo da DM nos mostrou o quanto os complexos se estabilizaram estruturalmente ao longo do tempo de simulação. Verificaram-se tempos de equilibração distintos para cada proteína dos complexos simulados, devido às diferentes movimentações abre-fecha característicos das xilanases GH11.

As diferenças na movimentação da região/domínios dos dedos e polegar são decisivas para o processo de inibição, pois podem permitir ou não o acesso da XIP-1 ao sítio ativo das xilanases. Foi evidenciado pelos resultados que a NpXyn (não inibida) tinha as regiões/domínios mais travadas em relação a XYNC (inibida), e isso possibilitava à primeira alcançar uma conformação mais fechada, causando impedimento estérico. Os diferentes perfis de flexibilidade apresentados por essas xilanases em contato com o mesmo inibidor é um potencial indicativo que o processo de inibição está sendo governado, essencialmente, pela dinâmica do acoplamento proteína-proteína.

A quantificação do processo de inibição dessas xilanase pela proteína XIP-1 pode ser obtida a partir da energia potencial de interação entre os resíduos catalíticos (conhecidos previamente) e os resíduos mais próximos da XIP-1. A diferença energética de aproximadamente -8 kcal/mol entre a XYNC+XIP-1 e NpXyn+XIP-1 é suficiente para justificar o reconhecimento molecular que ocorre no complexo XYNC+XIP-1.

Alguns resíduos presentes na região/domínio dos dedos da NpXyn, tem o papel de impedir o acesso do inibidor à região catalítica através da formação de uma interface estável com a XIP-1, caracterizada pela identificação de 5 hot-spots. Os “hot-spots” identificados são os primeiros alvos de estudos de mutação sítio dirigida para desestabilizar uma interface proteica.

Uma proximidade maior entre os resíduos catalíticos da XYNC com o resíduo ARG149 do inibidor evidencia que há uma maior interação entre eles. Portanto, quanto menor a distância entre esses 3 resíduos, mais atrativa será a energia potencial de interação e consequentemente maior será a interação.

Com esse estudo foi possível correlacionar todo o aporte que já era conhecido, de bases experimentais, com a aplicação da dinâmica molecular para compreender melhor a nível microscópico, o processo molecular da inibição de xilanases GH11.

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