Un anàlisi in silico de determinants de termoestabilitat de les lacases per a la millora del seu disseny racional
Benvinguts a la pàgina web per a aquest treball final de grau!
Les lacases son enzims àmpliament distribuits a la natura, capaços de degradar un gran ventall de substrats. Gràcies a aquesta propietat, poden ser extremadament útils en bioremediació.
Què és la bioremediació?
La bioremediació fa referència al tractament de diferents contaminants mitjançant l’ús de microorganismes o els enzims que produeixen, capaços de degradar aquests contaminants en compostos menys nocius.
Malauradament, moltes lacases no són gaire resistents a la calor, cosa que restringeix la seva aplicació pràctica. Per aquest motiu, aquest projecte es va proposar trobar allò que diferencia les lacases amb aquesta propietat a nivell estructural i fisicoquímic.
Per aconseguir-ho, es van seleccionar lacases termostables i no termostables de diferents bases de dades, es van alinear les seves seqüències i es van comparar mitjançant tests estadístics i la divergència de Kullback-Leibler.
Què és la divergència de Kullback-Leibler?
La divergència de Kullback-Leibler és una mesura matemàtica de com de diferents són dues distribucions de probabilitat entre si. En el context d’aquest projecte, es va utilitzar per comparar la freqüència de cadascun dels 20 aminoàcids en posicions equivalents entre lacases termostables i no termostables. Un valor més elevat de la divergència de Kullback-Leibler en una posició determinada indica que els dos grups de lacases tendeixen a utilitzar aminoàcids diferents en aquella posició, la qual cosa la converteix en una eina útil per identificar les posicions que més difereixen entre enzims termostables i no termostables.
A través d’aquests tests, el projecte va descobrir que les lacases termostables i no termostables són en general molt similars, però les variacions en l’ús d’aminoàcids específics en posicions concretes revelen que la termostabilitat pot estar determinada per un petit nombre de localitzacions clau en l’estructura proteica, més que per diferències generalitzades en la composició. Moltes d’aquestes posicions es troben en regions flexibles de la proteïna, com ara els bucles que connecten elements estructurals més rígids, cosa que suggereix que les lacases termostables poden assolir la seva estabilitat fixant regions que d’altra manera es mourien massa lliurement a temperatures elevades.
La identificació d’aquestes posicions és el primer pas cap a l’enginyeria de lacases més termostables i, per tant, més útils en aplicacions reals de bioremediació.