Dinámica molecular de grano grueso de la proteína tau

Abstract

Actualmente, a nivel mundial, alrededor de 48 millones de personas padecen la enfermedad de Alzheimer, la forma más común de demencia, para la cual no hay cura. La enfermedad se debe, parcialmente, a las alteraciones postraduccionales que experimenta la proteína tau y que favorecen su polimerización anormal formando fibrillas y marañas neurofibrilares. La tau es una proteína intrínsecamente desordenada, es decir, no posee una estructura bien definida. Una técnica eficaz en el estudio de este tipo de proteínas es la dinámica molecular. En este trabajo se utilizó dinámica molecular empleando el campo de fuerza SIRAH (del inglés: Southamerican Initiative for a Rapid and Accurate Hamiltonian) para modelar dos sistemas distintos de tau, cada uno con dos moléculas de proteína. En el primer sistema las dos proteínas están inmersas únicamente en agua (representada como solvente explícito) y en el segundo sistema, además del solvente, se agregaron iones para investigar la influencia de cargas en la posible agregación de tau. A partir de la trayectoria de 1 µs a una temperatura de 310 K, se analizaron los cambios estructurales que experimentaron los monómeros de tau. En ambos sistemas, las proteínas presentaron cambios importantes respecto a la configuración inicial; existiendo algunas diferencias en la estructura secundaria acorde a la presencia o ausencia de iones. Identificamos que, en ambos sistemas, no hay evidencia de un proceso agregativo. Los resultados validaron el uso del campo de fuerza SIRAH para estudiar proteínas de gran tamaño y la factibilidad de alcanzar escalas temporales y espaciales cercanas a las experimentales. Además, el análisis conformacional de las trayectorias obtenidas ofrece, por primera vez, una perspectiva desde la dinámica molecular de la forma en que interactúan dos proteínas tau completas, lo cual contribuye a la comprensión del fenómeno y a la identificación de las regiones de interacción proteína-proteína.