El grup de Biofísica Computacional del Grup de Recerca en Informàtica Biomèdica (GRIB/UPF-IMIM), dirigit per Gianni De Fabritiis, ha estat capaç de reproduir i reconstruir del tot el procés d'unió proteïna-lligand a través de simulacions moleculars. El treball es publica el 7 de juny, a l'edició en línia de la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

En la recerca farmacològica comprendre el tipus d'unió que estableixen les proteïnes amb els seus lligands és de crucial importància en el disseny racional de medicaments per combatre les afeccions. Per tant, conèixer-ne els mecanismes subjacents és cabdal per avançar en la recerca biomèdica.

Fins ara, el principal impediment alhora de conèixer aquests mecanismes era la dificultat d'estudiar-los detingudament, atesa la intrínseca naturalesa dinàmica del procés. Com ha comentat Ignasi Buch, primer signant del treball "són processos que tenen lloc tant ràpidament que no som capaços de capturar-los encara".

El treball dut a terme per Ignasi Buch, Toni Giorgino i Gianni De Fabritiis, tots ells investigadors del GRIB i que s'ha publicat al PNAS té el mèrit d'haver estat capaç de reconstruir quantitativament la unió d'una proteïna i un inhibidor, concretament la unió de la proteïna tripsina i la molècula inhibidora benzamidina, a través de 495 simulacions computacionals de dinàmica molecular.

Degut al cost computacional associat, és la primera publicació d'un experiment d'aquestes característiques. L'estudi, mostra com la unió del lligand a la proteïna succeeix a través d'una sèrie de passos complexos, que són previs a interaccions més o menys dèbils que defineixen la via d'unió. Poder esbrinar aquestes vies d'unió de lligands a proteïnes té un interès directe per a la recerca biomèdica i farmacològica.

Gianni de Fabritiis ha afirmat que el mètode que han emprat en aquest treball "proporciona no només l'afinitat i la cinètica de la proteïna amb el seu lligand sinó també la informació de la resolució a nivell d'àtoms durant el procés: lloc de la unió, estats de transició i estats metastables, informació tota ella rellevant per al disseny de fàrmacs".

Ignasi Buch , primer signant del treball, és biotecnòleg i màster en Bioinformàtica pel Departament de Ciències de la Salut i de la Vida de la UPF. Està fent el seu doctorat sobre aquest mateix tema al Laboratori de Bioquímica i Biofísica Computacional a la Unitat de Recerca en Informàtica Biomèdica (GRIB), sota la direcció de Gianni de Fabritiis, co-autor de l'estudi.

Toni Giorgino és físic per la Universitat de Pisa (Itàlia) i doctor en Bioenginyeria i Bioinformàtica per la Universitat de Pavia (Itàlia) (2005). Actualment és investigador UPF al GRIB i treballa en arquitectures computacionals distribuïdes i, anteriorment ho ha fet en telemedicina i en sistemes adaptats interactius computador-pacient.

Gianni de Fabritiis , director del treball, és coordinador del Laboratori de Biofísica Computacional dins el Programa de Recerca en Informàtica Biomèdica del GRIB (UPF-IMIM). És professor visitant en el Màster en Bioinformàtica del Departament de Ciències Experimentals i de la Salut (CEXS) de la UPF i treballa amb la metodologia de dinàmica molecular (MD), una metodologia que li permet fer simulacions de proteïnes en el seu propi entorn d'una manera dinàmica,  més d'acord amb les condicions que es donen a la naturalesa.

Article de referència:

Buch, T. Giorgino, G. De Fabritiis (2011), " Complete reconstruction of an enzyme-inhibitor binding process by molecular dynamics simulations" (2011), Proceedings of the National Academy of Sciences.