Cavidades Internas y Flexibilidad Dinámica en Proteasas: Un Análisis Teórico-Computacional de su Arquitectura Volumétrica

Las cavidades internas en proteasas son elementos estructurales dinámicos que modulan la estabilidad, el empaquetamiento y la flexibilidad conformacional, aspectos esenciales para su función catalítica y regulación alostérica. En este estudio, se analizaron la proteasa principal del SARS-CoV-2 (MPRO), la papaína y la lisozima mediante simulaciones de dinámica molecular de 100 ns bajo condiciones fisiológicas, evaluando la evolución temporal de cavidades internas, volúmenes moleculares y vacíos, factores de empaquetamiento y compresibilidades isotérmicas derivadas de fluctuaciones de volumen. MPRO presentó la mayor variabilidad en número y volumen de cavidades (4–9 por trayectoria, 360–880 ų), reflejando una red interna flexible; la papaína mostró valores intermedios y la lisozima cavidades pequeñas y estables, coherentes con su empaquetamiento compacto. La compresibilidad interna fue 3,6–3,7 veces superior a la efectiva, indicando que las cavidades aportan más del 70 % de la deformabilidad volumétrica. Estas actúan como amortiguadores estructurales que redistribuyen tensiones locales y facilitan movimientos conformacionales. Se observó una correlación directa entre número de cavidades, volumen vacío y factor de empaquetamiento, definiendo un acoplamiento funcional entre topología interna y flexibilidad global. Los resultados demuestran que las cavidades internas son moduladores volumétricos intrínsecos, determinantes en la dinámica estructural de las proteasas y potenciales blancos alostéricos para el diseño racional de inhibidores basados en propiedades dinámicas.