Diseño in silico de un biorreceptor péptido para el reconocimiento de serotonina como biomarcador y determinación de las condiciones de transducción para su cuantificación
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2022
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Resumen
La serotonina (5-HT) es un neurotransmisor de monoamina conservado filogenéticamente que ocupa una gran relevancia en su papel en los tejidos periféricos, incluido el sistema inmunológico. Las principales patologías relacionadas con la variación de los niveles de serotonina son la depresión, los tumores carcinoides del intestino delgado y el trastorno del espectro autista, por ello es de gran importancia y un desafío realizar una cuantificación in situ de la 5-HT. No obstante, ya se han desarrollado biosensores para el reconocimiento y cuantificación de serotonina que hacen uso de biorreceptores enzimáticos, sin embargo, presentan limitantes como la inestabilidad de las enzimas cuando se someten a altas temperaturas y cambios de pH. Por esta razón, en este estudio, se diseñaron veintitres biorreceptores peptídicos in silico con el fin de lograr superar la afinidad por la serotonina de las proteínas involucradas en los procesos serotoninérgicos, este diseño se fundamentó en los sitios activos de las estructuras cristalizadas de las proteínas mencionadas. Las afinidades entre los biorreceptores y la serotonina fueron calculadas mediante AutoDock Vina y ayudaron a determinar tres posibles candidatos de los cuales uno de ellos obtuvo una energía de interacción por la serotonina de -6.5 kcal/mol, una alta selectividad por cada uno de los sustratos evaluados y distancias de interacción de los puentes de hidrógeno de 2.20 Å en promedio.
Descripción
Abstract
Serotonin (5-HT) is a phylogenetically conserved monoamine neurotransmitter that is highly relevant to its role in peripheral tissues, including the immune system. The main pathologies related to the variation in serotonin levels are depression, carcinoid tumors of the small intestine and autism spectrum disorder, therefore it is of great importance and a challenge to perform an in situ quantification of 5-HT. However, biosensors have already been developed for the recognition and quantification of serotonin that make use of enzymatic bioreceptors, nevertheless, they have limitations such as the instability of the enzymes when subjected to high temperatures and changes in pH. For this reason, in this study, twenty-three peptide bioreceptors were designed in silico in order to overcome the affinity for serotonin of the proteins involved in serotonergic processes, this design was based on the active sites of the crystallized structures of the mentioned proteins. The affinities between the bioreceptors and serotonin were calculated using AutoDock Vina and helped to determine three possible candidates, one of which obtained an interaction energy for serotonin of -6.5 kcal/mol, a high selectivity for each of the substrates evaluated and interaction distances of hydrogen bridges of 2.20 Å on average.
Palabras clave
Biorreceptor, Docking molecular, Depresión clínica, Serotonina, Afinidad química
Keywords
Bioreceptor, Molecular docking, Clinical depression, Serotonin, Chemical affinity