Simulação numérica de conformações nativas de proteínas e modelos de spin

Resumo

Um problema de destaque em biofísica molecular é o chamado problema do enovelamento de proteínas (protein folding). Ele consiste em entender como proteínas se enovelam de forma a conseguir a mesma conformação espacial nativa, correspondendo à sua forma biologicamente ativa. Um modo de compreender o processo do enovelamento é por meio das simulações computacionais. Entretanto, para isso é necessário uma modelagem da cadeia de átomos, quer por meio dos chamados modelos mínimos ou por meio de um campo de forças que leve em conta a interação entre todos os átomos da cadeia. Além disso, por causa da enorme quantidade de mínimos locais, algoritmos eficientes são necessários para que possamos encontrar as conformações nativas. Procuraremos desenvolver uma estrutura computacional aliada ao conhecimento de algoritmos que possam superar em eficiência o algoritmo que temos usado em nossa pesquisa: o algoritmo multicanônico, o qual já se mostra pouco eficiente para cadeias maiores (mais que 30 monômeros). A correta identificação das conformações nativas passa pela adequada formação das estruturas secundárias: hélice alfa e folha beta, o que nos leva a estudar de que forma podemos simular numericamente a formação dessas estruturas em polipeptídeos. Aspectos do enovelamento em termos de uma teoria crítica continuará sendo utilizada por nós para uma compreensão teórica da formação de estados nativos, além de procurarmos verificar que mecanismos levam a essa formação. (AU)