Metodologias computacionales para propiedades en disolución de macromoléculas rígidas y flexibles

Abstract

En esta tesis se presenta un estudio de simulación, basado en el desarrollo de metodologías tanto teóricas como computacionales, que nos permiten el cálculo de propiedades dinámicas y conformacionales de macromoléculas biológicas en disolución. El estudio es aplicable a cualquier tipo de estructura (rígida, flexible ó semiflexible), que la partícula adpote en la disolución dependiendo de las condiciones en las que se encuentre. Por otra parte, las estrategias de modelado que se han desarrollado, permiten escoger, de entre los posibles modelos cua l es el más adecuado a cada estructura particular y obtener propiedades hodrodinámicas tales como coeficiente de difusión traslacional, coeficiente de sedimentación, viscosidad intrínseca, tiempos de relajación así como propiedades conformacionales como el radio de giro. Experimentalmente es posible la obtención del valor de cada una de las propiedades mencionadas con técnicas tales como dispersión de luz en sus dos modalidades estática y dinámica, sedimentación, viscosidad, etc... Los sistemas estudiados para la comprobación de nuestra metodología han sido proteinas y ácidos nucleicos principalmente. La investigación se fundamenta en el desarrollo de programas de ordenador, denominados genericamente hydro, desarrollados en el lenguaje de programación fortran y que empezaron a desarrollarse en el grupo de investigación hace unos años. En el caso del programa hydronmr, que permite calcular propiedades relacionadas con la relajación rmn, y que habia sido ya utilizado anteriormente, se ha implementado una mejora considerable en tiempo de cpu, utilizando un método de cálculo aproximado en lugar del riguroso empleado anteriormente, sin que los resultados se vean practicamente afectados. Las aportaciones más relevantes de esta tesis doctoral, han sido el desarrollo e implementación de nuevos programas de la serie hydro. Concretamente multihydro, multisub, y