Jueves, 14 de Diciembre de 2017

Virología y microbiología

    Grupo de modelado molecular

 

 

 GMM atom

 


Paulino Gómez-Puertas

Bcompogrupo

Blistado

 

Más información sobre el grupo y nuestra investigación:     http://www.cbm.csic.es/bioweb

Investigadores: Paulino Gómez-Puertas (PI), Jesús Mendieta Gómez, Jesús I. Mendieta Moreno, Íñigo Marcos Alcalde, Silvia Lusa Bernal.

Resumen de Investigación:

Integración de información evolutiva y estructural para el estudio de la función de las proteínas. Simulación de procesos dinámicos de interacción proteína-proteína y proteína-ligando. Aproximaciones mediante interfaz híbrida Mecánica Molecular/Mecánica Cuántica (QM/MM). Desarrollo de nuevos sistemas de diseño de fármacos "in silico". Análisis de datos de Secuenciación Masiva (NGS).

Proyectos en marcha:

Desarrollo de un nuevo sistema más eficiente y preciso de aproximación QM/MM (FIREBALL/AMBER) para la simulación computacional de reacciones enzimáticas. El uso de interfaces Mecánica Cuántica / Mecánica Molecular (QM/MM) permite el uso simultáneo de ambos modos de simulación en el estudio de reacciones complejas, como las que ocurren en el centro activo de moléculas de interés biológico (biomoléculas). Desde los años 70 hasta la actualidad, los métodos de simulación QM/MM han tenido la necesidad de elegir entre precisión (utilizando sistemas ab-initio para la parte QM muy costosos computacionalmente) o eficiencia computacional (utilizando hamiltonianos semiempíricos que permiten un cálculo más rápido). En colaboración con el grupo del Dr. José Ortega Mateo (Departmento of Física Teórica de la Materia Condensada, UAM), hemos desarrollado un nuevo método de simulación QM/MM, llamado FIREBALL/AMBER, con un nivel de teoría parecido al de Gaussian pero con una eficiencia computacional cientos de veces mayor, lo que supone un auténtico salto cualitativo en la simulación computacional de bioprocesos. El proyecto incluye tanto el desarrollo y refinamiento del sistema como su aplicación al estudio de reacciones enzimáticas de interés en biomedicina: Cohesinas SMC1A-SMC3, HIV-RT, FoF1-ATPasa, Carnitina aciltransferasas, la proteína bacteriana FtsZ, etc.

Simulación mediante dinámica molecular de los procesos de polimerización y despolimerización de la proteína de septo bacteriano FtsZ. Diseño de inhibidores específicos que puedan utilizarse como antibacterianos usando sistemas "in silico" de diseño de fármacos basados en las propiedades de la molécula receptora. Proyecto desarrollado en el marco de un contrato de I+D entre Biomol-Informatics y la Fundación "Severo Ochoa".

 

Más información en:   http://www.cbm.csic.es/bioweb


Publicaciones relevantes, últimos años (lista completa aquí):

  • Marcos-Alcalde, I., Mendieta-Moreno, J.I., Puisac, B., Gil-Rodríguez, M.C., Hernández-Marcos, M., Soler-Polo, D., Ramos, F.J., Ortega, J., Pié, J., Mendieta, J. & Gómez-Puertas, P. (2017). Two-step ATP-driven opening of cohesin head. Scientific Reports 7, 3266. http://dx.doi.org/10.1038/s41598-017-03118-9
  • Marcos-Alcalde, I., Setoain, J., Mendieta-Moreno, J.I., Mendieta, J. & Gómez-Puertas, P. (2015). MEPSA: minimum energy pathway analysis for energy landscapes. Bioinformatics 31, 3853-3855. http://dx.doi.org/10.1093/bioinformatics/btv453

  • Mendieta-Moreno, J., Walker, R., Lewis, J., *Gómez-Puertas, P., Mendieta, J. & *Ortega, J. (*Corresponding authors) (2014). FIREBALL/AMBER: An efficient local-orbital DFT QM/MM method for biomolecular systems. Journal of Chemical Theory and Computation 10, 2185–2193. http://dx.doi.org/10.1021/ct500033w

  • Martín-García, F., Mendieta-Moreno, J.I., Marcos-Alcalde, I, *Gómez-Puertas, P. & Mendieta, J. (*Corresponding author). (2013). Simulation of catalytic water activation in mitochondrial F1-ATPase using a hybrid quantum mechanics/molecular mechanics approach: An alternative role for ß-Glu 188. Biochemistry 52, 959-966. http://dx.doi.org/10.1021/bi301109x