La relajación de la geometría de los enlaces de la cadena principal mejora la modelación del paisaje energético de las proteínas

Un problema clave en la modelación de estructuras macromoleculares es la granularidad de la representación molecular. Una representación de alta resolución puede aproximar la estructura real con mayor precisión, pero puede requerir muchos más grados de libertad que una representación de baja resolución, lo que hace que la búsqueda conformacional sea más desafiante. Investigamos este compromiso entre la precisión y el tamaño del espacio de búsqueda conformacional de la proteína para dos representaciones de uso frecuente: una con ángulos y longitudes de enlace fijos y otra que tiene flexibilidad total. Realizamos exploraciones a gran escala de los paisajes energéticos de 82 dominios de proteínas bajo cada modelo, y encontramos que la introducción de flexibilidad en los ángulos de enlace incrementa significativamente la brecha de energía promedio entre estructuras nativas y no nativas. También encontramos que incorporar flexibilidad en la geometría de enlace mejora el refinamiento cristalográfico de rayos X de baja resolución. Estos resultados sugieren que la relajación de los ángulos de enlace de la cadena principal hace una contribución importante a la energética de la estructura nativa, que las funciones energéticas actuales son suficientemente precisas para capturar la ganancia energética asociada con deformaciones sutiles de la idealidad de la cadena, y más especulativamente, que las distorsiones de la geometría de la cadena principal ocurren tarde en el plegamiento de la proteína para optimizar el empaque en el estado nativo.