Estudio teórico de las propiedades dinámicas y electrónicas del criptocromo de Drosophila melanogaster (dCRY), mediante un método multi-escala de Mecánica Cuántica/Mecánica Molecular (QM/MM))

Abstract

La magnetorrecepción es la capacidad que presentan ciertos organismos para percibir y responder al campo magnético terrestre. Entre las hipótesis propuestas para explicar este fenómeno, una de las más estudiadas es el mecanismo de pares radicales asociado a proteínas del tipo criptocromo. En este modelo, la absorción de luz desencadena la formación de un par radical cuyas propiedades de espín pueden ser influenciadas por el campo geomagnético. Esta interacción puede generar estados de coherencia cuántica entre los espines de los radicales, lo que a su vez modula las vías de reacción del sistema y podría constituir la base física de la sensibilidad magnética observada en algunos organismos. En este contexto, el presente trabajo se centra en el estudio del criptocromo de Drosophila melanogaster (dCRY), con el objetivo de analizar tanto sus propiedades estructurales como electrónicas. A pesar de que Drosophila melanogaster no migra, se ha reporta do que si existen una respuesta conductual de orientación local a campos magnéticos externos a través de su criptocromo. Con el fin de comprender los los fundamentos moleculares de este fenómeno, realizamos simulaciones de dinámica molecular (DM) y cálculos de estructura electrónica. Si bien, las dinámicas moleculares no aportan información a nivel de spin, está es indispensable para explorar la estabilidad estructural de la proteína y caracterizar su comportamiento conformacional a lo largo del tiempo. Así, a partir de la estructura de mínima energía obtenida de la trayectoria de DM, se seleccionaron las geometrías óptimas para los cálculos cuánticos posteriores, permitiendo capturar y evaluar las propiedades electrónicas del sistema.