Las enzimas tienen sitios activos claramente definidos para permitir que la molécula del sustrato encaje intrincadamente. Esto a menudo se combina con un cambio conformacional enzimático antes de que ocurra la reacción de catálisis. Para Ago, la etapa de catálisis requiere la inserción de un "dedo de glutamato" paraforman la conformación catalítica enchufada, que se puede estabilizar a través de redes de enlace de hidrógeno proporcionadas por dos residuos simétricos con carga positiva.
Para Ago en eucariotas, estos dos residuos simétricos cargados positivamente desempeñan el papel idéntico que es crítico para la escisión. Por lo tanto, se especuló durante mucho tiempo que los dos residencias análogas en Ago procariota desempeñan el mismo papel crítico en la función de escisión. Sorprendentemente, estoEl estudio demostró que en pAgo, solo uno Arginina 545 de los dos residuos está involucrado en la función de escisión. Cuando el otro Arginina 486 fue sustituido con otros aminoácidos, la enzima todavía pudo mantener su actividad de escisión.Estos resultados, el estudio sugirió además que R486 puede desempeñar otros roles, como ayudar a la inserción del dedo de glutamato. El descubrimiento de tales diferencias notables en los roles de estas residencias simétricas entre eAgos y pAgos proporciona nuevas ideas sobre cómo evolucionan las funciones de escisión duranteEl viaje de evolución de procariota a eucariota.
Para lograr estos resultados, se aplicaron métodos computacionales que combinan Mecánica Cuántica, Mecánica Molecular y Dinámica Molecular QM / MM para dilucidar el mecanismo de reacción de escisión e identificar las funciones funcionales de los residuos de aminoácidos. Esta investigación fue posible gracias aescalar recursos informáticos de alto rendimiento, que se calcularon equivalentes a 10.000 núcleos de CPU durante 25 semanas en la Supercomputadora Shaheen II en KAUST en colaboración con el grupo del Prof. Xin GAO.
"Esta investigación fue posible debido a las capacidades informáticas actuales y la precisión que permite el modelado QM / MM", dijo el profesor HUANG Xuhui. "Comparar qué residuos de aminoácidos juegan un papel clave en el paso de escisión de ADN / ARN objetivo"en pAgo y eAgo arrojan luz sobre cómo evoluciona la proteína Ago de procariotas a eucariotas para escindir ADN / ARN. Esta información puede ser útil para modificar en última instancia la proteína Ago para usarla como una herramienta mejorada de edición de genes en el futuro ", explicó el profesor Huang.
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Materiales proporcionados por Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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