Per estudiar reaccions enzimàtiques fent ús de la química computacional a nivell quàntic, sovint, ens veiem forçats a treballar amb petits models dels centres actius. Treballem amb models de, com a màxim, 150-200 àtoms, en front els milers que hi ha en una proteïna sencera. Al treballar a nivell quàntic, els requeriments de computació són més elevats com més alt sigui el nombre d’àtoms del sistema.

Fent això, passem per alt l’efecte que pot tenir l’entorn proteïc sobre el centre actiu i la reacció que s’hi realitza. Aquest efecte sol ser estèric, és a dir, espaial, i electrostàtic (càrregues positives i negatives). Quan es construeix un model ja es mira de tenir en compte aquests factors però, les limitacions que he esmentat abans són, sovint, les que manen.

Fer créixer un model per tenir més en compte els efectes estèrics implica, si es vol cert realisme, augmentar el nombre d’àtoms del sistema i, per tant, alentir o impossibilitar el càlcul. Ben diferent és el cas de l’efecte electrostàtic, ja que una possible solució pot ser fixar càrregues puntuals a l’espai.

Això és quelcom que, tot i que no sé si algú ho ha provat abans, fa dies que estic posant a prova. La idea és ben senzilla: la proteïna està feta d’aminoàcids, aquests tenen moltes funcions i, una d’elles és aportar una càrrega al sistema. Una càrrega negativa, per exemple, ens estabilitzaria un substrat positiu, i una positiva un de negatiu. Doncs bé, el que faig és, primer buscar els aminoàcids que poden tenir algun tipus de càrrega i que sigui prop del centre actiu, ubico el centre de la càrrega a l’espai i se li donen unes coordenades (xyz). Després hi sobreposo el meu model (amb l’estructura optimitzada prèviament) i faig un càlcul puntual de l’energia del sistema. Aquesta energia és molt irreal ja que sobreposo dues coses fixes que a la realitat es mouen, però, en un cicle catal·lític, tots els punts es comparen entre ells i tenim cancel·lació d’errors.

Sé que això no és cap solució ni he descobert la sopa d’all, però em permet, com a mínim en els meus sistemes, estudiar amb una mica més de realisme què passa dins els meus enzims.