EJERCICIO 9

 Calcular el RMSD correspondiente a las tres primeras cisteínas de la proteína asignada y elabore un informe en que se interpreten en términos estructurales los resultados obtenidos. Sugerencia: para agilizar el elevado número de cálculos repetitivos que supone esta actividad, es altamente recomendable el empleo de una hoja de cálculo o una aplicación auxiliar equivalente.

Para comparar estructuras entre distintos residuos se pueden superponer y ver las diferencias entre ellas. RMSD (Rout Mean Square Desviation) nos va a facilitar este proceso, de forma que medirá las diferencias de las distancias entre los distintos puntos equivalentes y, a mayor sumatorio de estas diferencias, más dispares serán las estructuras.

Antes de nada hay que tener en cuenta para el estudio de las cisteínas que debido a que el C del grupo CH2 de estos residuos tiene geometría sp3, el azufre podrá rotar libremente sin impedimentos estéricos, por lo que la cadena lateral de este aminoácido podrá encontrarse con distintas orientaciones. Vamos a comparar las 3 primeras cisteínas de la proteína ACE2 y ver las diferencias entre ellas.

Para el cálculo de RMSD hemos de elevar las diferencias de las distancias al cuadrado para evitar posibles infraestimas por los signos negativos de algunas de ellas. Debemos dividir esta diferencia entre el número de distancias que tomo de forma que la longitud no afecte al comparar entre ellos, y finalmente hacer la raíz de todo ello:

Para realizar este ejercicio he utilizado una hoja de cálculo de Excel (ver Hoja de Cálculo adjunta). En ella en primer lugar he realizado 3 matrices distancia, correspondientes a las 3 cisteínas, que son matrices simétricas en las que se muestra todas las distancias entre todos los átomos de cada aminoácido. Para este cálculo he empleado la fórmula:

Y a continuación con las Dij halladas, he calculado RMSD de la Cys1 frente a la 2 y frente a la 3 y la Cys 2 frente a la 3. Los resultados obtenidos fueron:

donde Cys1 corresponde con el residuo 133 de ACE2, Cys2 con el 141 y Cys3 con el 261.

De esta forma concluiremos que las cisteínas más semejantes serán la 1 y la 2 (las de menor RMSD) y las más dispares la 2 y la 3.

A continuación en las Fig. 1, 2 y 3 observamos las 3 cisteínas mencionadas con el visualizador RasMol:

Fig. 1. Cys133.

Fig. 2. Cys 141.

Fig. 3. Cys 261.