Heterogeneidade conformacional e estados de transição baseados em mapas Cryo-EM e métodos híbridos

• Processo: 24/18588-9
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2028
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
• Pesquisador responsável: Ana Lígia Barbour Scott
• Beneficiário: Ana Lígia Barbour Scott
• Instituição Sede: Centro de Matemática, Computação e Cognição (CMCC). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
• Assunto(s): Dinâmica das estruturas Métodos híbridos Modelagem molecular
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Amostragem Conformacional | Cryo-EM | Dinâmica estrutural | mdenm | métodos híbridos | modos normais | Modelagem Molecular

Resumo

O papel da dinâmica estrutural ou dinâmica intrínseca, nas interações e no funcionamento dos sistemas biomoleculares na célula, tem atraído considerável interesse em estudos experimentais e computacionais recentes. As macromoléculas frequentemente transitam entre conformações estáveis, passíveis de determinação experimental, e essas mudanças conformacionais desempenham papéis funcionais e regulatórios importantes. Por exemplo, enzimas, canais, transportadores e bombas precisam alterar suas formas e visitar muitos estados conformacionais para desempenhar suas funções. A dinâmica estrutural tem papéis essenciais na sinalização, catálise e outras atividades fundamentais nas células. Portanto, caracterizar o conjunto completo de conformações visitadas por um dado sistema macromolecular é essencial para a sua compreensão. Nossa hipótese de pesquisa é que as mudanças conformacionais, dinâmicas e conformações transitórias são de importância crítica para a função das proteínas. No entanto, os métodos para mapear esses caminhos e identificar estruturas transitórias ainda estão atrás dos métodos usados para determinar estruturas de estados estáveis bem povoados. Usamos as informações estruturais obtidas pela combinação de dados computacionais e experimentais em simulações numéricas para construir modelos de estado de Markov, com o objetivo de caracterizar os caminhos de transição conformacional. As questões de pesquisa e o tema escolhido, que envolvem um projeto em nível fundamental com instrumentação-chave como a criomicroscopia eletrônica (cryo-EM), integradas a simulações teóricas de dinâmica molecular, abordam o desafio do tema de trabalho. Os desenvolvimentos previstos aqui também têm o potencial de se tornar uma ferramenta essencial para a caracterização da dinâmica estrutural de grandes complexos biomoleculares. (AU)