La importància de les eines computacionals en el disseny d’enzims d’interès industrial

EnglishThe enzyme design field pursues the development of new modified enzyme variants to target new synthetically useful reactions and/or substrates. Although many advances have been made, the routine design of enzymes has not yet been achieved. Directed evolution (DE) is one of the most powerful strategies that exist to that end but its high cost and the fact that it is not rational limit its application. The understanding of how DE is able to provide highly active variants is crucial to the future development of robust computational protocols capable of accurately predicting which amino acid changes are required for high enzymatic activity. In this paper, we show the important role of computational methods, in particular molecular dynamics (MD) simulations, for elucidating the effect of distal and active site mutations that lead to enhanced enzymatic activity and selectivity.Keywords: Biocatalysis, enzyme design, molecular dynamics simulations. catalaEl camp del disseny d’enzims te com a principal objectiu el desenvolupament d’enzims modificats per tal d’accelerar noves reaccions o d’acceptar substrats no naturals. Tot i els avencos en el camp, encara no s’ha assolit el disseny rutinari d’enzims. L’evolucio dirigida (DE) es una de les estrategies mes poderoses que existeixen, pero el seu alt cost i el fet de ser una estrategia no racional en limita l’aplicacio. La comprensio de com l’evolucio dirigida es capac d’obtenir variants altament actives es crucial per al futur desenvolupament de protocols computacionals robusts capacos de predir amb precisio quins canvis d’aminoacids son necessaris per a tenir alta activitat enzimatica. En aquest treball, es demostra la importancia dels metodes computacionals, en particular, els basats en simulacions de dinamica molecular, per a elucidar l’efecte de mutacions al centre actiu i a posicions llunyanes en l’activitat i selectivitat enzimatica.Paraules clau: Biocatalisi, disseny d’enzims, simulacions de dinamica molecular.