The Role of Selenium in Glutathione Peroxidase: Insights from Molecular Modeling

Il ruolo del selenio come antiossidante, in particolare come componente chiave dell’attività enzimatica della glutatione perossidasi, è stato descritto e analizzato attraverso una metologia computazionale che utilizza tecniche quantomeccani- che allo stato dell’arte combinate a calcoli di meccanica classica. Il principale approccio utilizzato per ottenere informazioni di tipo strutturale, energetico e meccanicistico sfrutta metodi basati sulla teoria del funzionale di densità (DFT). Per includere l’e etto della parte del sistema che è stata esclusa dai calcoli quan- tomeccanici, simulazioni di dinamica molecolare classica sono state condotte utilizzando un campo di forza sviluppato di recente e progettato per riprodurre e cacemente le strutture proteiche. In ne, l’applicazione di modelli quantitativi per la decomposizione dell’energia (il modello dell’activation strain e l’energy de- composition analysis) ha permesso un’analisi approfondita delle cause sottostanti alla formazione delle barriere di reazione. Queste tecniche in silico hanno reso possibile lo studio delle proprietà intrinseche del selenio e degli altri calcogeni. Tre scenari sono stati selezionati ed esaminati: l’abilità dei calcogenuri di formare interazioni deboli di tipo non covalente (Capitolo 3), la loro termodina- mica e reattività in sostituzioni SN2 (Capitolo 5) e la loro reattività verso H2O2 in reazioni di ossidoriduzione (Capitoli 4 e 6).