Page 195 - 80_02
P. 195
J.
R.
Lacadena,
J.
A.
Esteban,
B.
de
Pascual
Existen
numerosos
programas
que
permiten
realizar
este
tipo
de
cálculos,
uno
de
los
más
utilizados
es
el
programa
ONIOM
(OurownN--LayeredIntegrated
molecular
Orbital
and
molecular
Mechanics),
que
en
su
nombre
hace
alusión
precisamente
a
la
construcción
en
capas,
como
la
cebolla.
El
desarrollo
de
las
primeras
versiones
de
este
programa
se
debe
a
un
Español,
Feliu
Masera,
que
la
Academia
Sueca
de
Ciencias
menciona
en
su
comunicado
tras
la
concesión
del
Premio
Nobel
de
este
año(29).
4.1.
La
primera
simulación
QM/MM
aplicada
a
una
enzima
Una
vez
más
los
galardonados
fueron
pioneros
en
la
utilización
de
esta
metodología
para
el
estudio
de
sistemas
biológicos.
Consideraron
que
el
estudio
detallado
del
mecanismo
de
una
reacción
enzimática
era
un
problema
importante.
Seleccionaron
para
este
primer
estudio
la
lisozima,
una
conocida
enzima,
sobre
la
que
se
habían
realizado
ya
numerosos
estudios
sobre
su
posible
mecanismo
de
reacción(30)
y
había
diversas
estructuras
tridimensionales
del
complejo
entre
la
lisozima
y
un
inhibidor
tri--N--acetyl
glucosamina
(tri--NAG)
y
en
el
modelo
de
hexa--NAG,
sustrato
natural
dentro
del
sitio
activo
de
la
enzima(31).
En
concreto
estudiaron
la
estabilidad
del
ion
carbonio
intermedio
formado
en
la
ruptura
por
la
lisozima
de
un
enlace
glucosídico.
Se
encontró
que
la
estabilización
electrostática
constituía
un
factor
importante
que
podría
justificar
el
incremento
en
la
velocidad
de
la
reacción
que
conduce
a
la
formación
de
este
intermedio.
Los
factores
estéricos,
tales
como
la
tensión
del
sustrato
al
unirse
a
la
lisozima,
no
parecen
contribuir
significativamente.
El
método
descrito
en
este
trabajo
considera
todo
el
sistema
enzima--
sustrato.
La
energía
y
la
distribución
de
carga
de
los
átomos
directamente
involucrados
en
la
reacción
se
evaluaron
mediante
química
cuántica,
mientras
que
la
superficie
de
energía
potencial
del
resto
del
sistema,
incluyendo
el
disolvente
se
evaluó
con
métodos
clásicos.
Un
detalle
importante
del
método
es
que
el
tratamiento
del
efecto
dieléctrico
debido
tanto
a
los
átomos
de
la
proteína,
como
al
disolvente
(agua).
Su
modelo
dieléctrico
se
basó
en
un
cálculo
directo
del
campo
electrostático
debido
a
los
dipolos
inducidos
al
polarizar
los
átomos
de
la
proteína
y
los
dipolos
inducidos
al
orientar
las
moléculas
de
agua
del
entorno(1).
4.2.
Otras
aplicaciones
de
QM/MM
Durante
mucho
tiempo
los
cálculos
QM/MM
estuvieron
dominados
por
el
estudio
de
reactividad
enzimática.
Sin
lugar
a
duda
este
es
uno
de
los
principales
campos
de
aplicación,
pero
no
sólo
la
formación
y
ruptura
de
enlaces
requiere
QM/MM,
sino
también
otros
procesos
asociados
a
reorganización
de
la
estructura
electrónica.
Por
ejemplo
las
propiedades
espectroscópicas.
428
