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dc.contributor.author
Issoglio, Federico Matías
dc.contributor.author
Campolo, Nicolas
dc.contributor.author
Zeida Camacho, Ari Fernando
dc.contributor.author
Grune, Tilman
dc.contributor.author
Radi, Rafael
dc.contributor.author
Estrin, Dario Ariel
dc.contributor.author
Bartesaghi Hierro, Silvina María
dc.date.available
2018-09-11T16:55:03Z
dc.date.issued
2016-10
dc.identifier.citation
Issoglio, Federico Matías; Campolo, Nicolas; Zeida Camacho, Ari Fernando; Grune, Tilman; Radi, Rafael; et al.; Exploring the Catalytic Mechanism of Human Glutamine Synthetase by Computer Simulations; American Chemical Society; Biochemistry; 55; 42; 10-2016; 5907-5916
dc.identifier.issn
0006-2960
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/11336/59088
dc.description.abstract
Glutamine synthetase is an important enzyme that catalyzes the ATP-dependent formation of glutamine from glutamate and ammonia. In mammals, it plays a key role in preventing excitotoxicity in the brain and detoxifying ammonia in the liver. In plants and bacteria, it is fundamental for nitrogen metabolism, being critical for the survival of the organism. In this work, we show how the use of classical molecular dynamics simulations and multiscale quantum mechanics/molecular mechanics simulations allowed us to examine the structural properties and dynamics of human glutamine synthetase (HsGS), as well as the reaction mechanisms involved in the catalytic process with atomic level detail. Our results suggest that glutamine formation proceeds through a two-step mechanism that includes a first step in which the γ-glutamyl phosphate intermediate forms, with a 5 kcal/mol free energy barrier and a -8 kcal/mol reaction free energy, and then a second rate-limiting step involving the ammonia nucleophilic attack, with a free energy barrier of 19 kcal/mol and a reaction free energy of almost zero. A detailed analysis of structural features within each step exposed the relevance of the acid-base equilibrium related to protein residues and substrates in the thermodynamics and kinetics of the reactions. These results provide a comprehensive study of HsGS dynamics and establish the groundwork for further analysis regarding changes in HsGS activity, as occur in natural variants and post-translational modifications.
dc.format
application/pdf
dc.language.iso
eng
dc.publisher
American Chemical Society
dc.rights
info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.uri
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.subject
Glutamine Synthase
dc.subject
Qm-Mm
dc.subject.classification
Otras Ciencias Químicas
dc.subject.classification
Ciencias Químicas
dc.subject.classification
CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
dc.title
Exploring the Catalytic Mechanism of Human Glutamine Synthetase by Computer Simulations
dc.type
info:eu-repo/semantics/article
dc.type
info:ar-repo/semantics/artículo
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.date.updated
2018-09-04T19:09:45Z
dc.journal.volume
55
dc.journal.number
42
dc.journal.pagination
5907-5916
dc.journal.pais
Estados Unidos
dc.journal.ciudad
Washington
dc.description.fil
Fil: Issoglio, Federico Matías. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentina
dc.description.fil
Fil: Campolo, Nicolas. Universidad de la República; Uruguay
dc.description.fil
Fil: Zeida Camacho, Ari Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentina
dc.description.fil
Fil: Grune, Tilman. German Institute of Human Nutrition; Alemania
dc.description.fil
Fil: Radi, Rafael. Universidad de la República; Uruguay
dc.description.fil
Fil: Estrin, Dario Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentina
dc.description.fil
Fil: Bartesaghi Hierro, Silvina María. Universidad de la República; Uruguay
dc.journal.title
Biochemistry
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/https://dx.doi.org/10.1021/acs.biochem.6b00822
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.biochem.6b00822
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