Modelación molecular de rodopsinas humanas mutantes asociadas a retinosis pigmentaria

En este trabajo, se realiza una nueva aplicación combinada de modelación por homología, dinámica molecular clásica, teoría de funcionales de la densidad, deformaciones de la densidad electrónica y el método híbrido mecánica cuántica/mecánica molecular para evaluar propiedades geométricas, electrónicas y fotoquímicas en rodopsinas mutantes portadoras de las sustituciones M207R y S186W asociadas a Retinosis Pigmentaria (RP). Nuestros resultados para las rodopsinas bovina y humana normales, usadas como referencia, concuerdan adecuadamente con los resultados experimentales. En los mutantes, se encontró una geometría inadecuada del retinal para la reacción de fotoisomerización, una red puentes de hidrógeno del núcleo proteínico perturbada, y un corrimiento espectral hipsocrómico; esto último debido a características estructurales de la cadena del retinal, efectos del contraión e influencia del estado de protonación de la base de Schiff. Se describe, también por primera vez para el cromóforo retinal, el sistema electrónico π conjugado y sus perturbaciones en mutantes de manera explícita, una función cuadrática para la dependencia directa de las energías verticales de excitación con la alternancia de longitud de enlace, y se propone una vía para la generación fotosensibilizada de oxígeno singlete en rodopsinas que pudiera estar relacionada con la etiopatogenia de la RP y el daño fotoquímico retiniano