Simulação computacional e análise espectroscópica de proteínas envolvidas em bioenergética e em reconhecimento molecular

• Processo: 12/02501-4
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Vigência: 01 de maio de 2012 - 30 de abril de 2014
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Química de Macromoléculas
• Pesquisador responsável: Guilherme Menegon Arantes
• Beneficiário: Guilherme Menegon Arantes
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Metaloproteínas Biofísica Bioenergética Simulação por computador Mecânica estatística Mecânica quântica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biofísica Molecular | flexibilidade proteica | Mecânica Estatística | Mecânica Quântica | Metaloproteínas | potenciais híbridos | bioquímica computacional

Resumo

A importância de simulação computacional nas áreas de bioquímica e biofísica molecular é crescente. Esta proposta busca consolidar um laboratório de Bioquímica e Biofísica Computacionais recentemente aberto no Instituto de Química da USP (IQ-USP) e é uma continuação natural do Auxílio a Jovens Pesquisadores concedido anteriormente. Assim, este projeto também está dividido em duas linhas de pesquisa distintas, incluindo o desenvolvimento e a aplicação de métodos inovadores em simulação molecular. Na primeira linha de pesquisa, propomos estudar as metaloproteínas Citocromo bc1, Rubredoxina eMitoNEET envolvidas em processos bioenergéticos, e os fenômenos eletrônicos associados aos seus grupos prostéticos, agregados metálicos polinucleares de ferro-enxofre. Utilizaremos simulações moleculares com descrições de potencial híbrido de química quântica e mecânica molecular (QC/MM) assim como aproximações anteriormente propostas e implementadas por nós e colaboradores para o estudo de metaloproteínas. Na segunda linha, propomos investigar o papel da flexibilidade intrínseca de biomoléculas no reconhecimento molecular, em particular na complexação entre pequenas moléculas inibidoras e proteínas flexíveis ou parcialmente desenoveladas. Propomos a aquisição de espectros de ressonância magnética nuclear (RMN) para guiar as simulações computacionais e a geração de ensembles configuracionais, capazes de descrever quantitativamente o processo de reconhecimento biomolecular. O sistema estudado será a fosfatase Cdc25B que possue uma região C-terminal bastante flexível e é um alvo para o desenho de drogas anti-neoplásicas. Este projeto envolve mais três alunos bolsistas que já trabalham no laboratório, um de doutorado, um de mestrado e outro de iniciação científica, além de colaboradores no IQ-USP e no exterior. Esperamos no futuro próximo contar com pelo menos um pós-doutor envolvido na primeira linha de pesquisa proposta. (AU)

Publicações científicas

(6)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

GALASSI, VANESA VIVIANA; ARANTES, GUILHERME MENEGON. Partition, orientation and mobility of ubiquinones in a lipid bilayer. BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-BIOENERGETICS, v. 1847, n. 12, p. 1560-1573, DEC 2015. (14/21900-2, 12/17833-2, 12/02501-4)

ARANTES, GUILHERME MENEGON; FIELD, MARTIN J.. Ferric-Thiolate Bond Dissociation Studied with Electronic Structure Calculations. Journal of Physical Chemistry A, v. 119, n. 39, p. 10084-10090, OCT 1 2015. (14/21900-2, 12/02501-4)

ZHENG, PENG; ARANTES, GUILHERME M.; FIELD, MARTIN J.; LI, HONGBIN. Force-induced chemical reactions on the metal centre in a single metalloprotein molecule. NATURE COMMUNICATIONS, v. 6, JUN 2015. (14/21900-2, 12/02501-4)

NUNES-ALVES, ARIANE; ARANTES, GUILHERME MENEGON. Ligand-Receptor Affinities Computed by an Adapted Linear Interaction Model for Continuum Electrostatics and by Protein Conformational Averaging. JOURNAL OF CHEMICAL INFORMATION AND MODELING, v. 54, n. 8, p. 2309-2319, AUG 2014. (11/04354-6, 12/02501-4)

BHATTACHARJEE, ANIRBAN; CHAVAROT-KERLIDOU, MURIELLE; DEMPSEY, JILLIAN L.; GRAY, HARRY B.; FUJITA, ETSUKO; MUCKERMAN, JAMES T.; FONTECAVE, MARC; ARTERO, VINCENT; ARANTES, GUILHERME M.; FIELD, MARTIN J.. Theoretical Modeling of Low-Energy Electronic Absorption Bands in Reduced Cobaloximes. ChemPhysChem, v. 15, n. 14, p. 2951-2958, OCT 6 2014. (12/02501-4)

ARANTES, GUILHERME M.; BHATTACHARJEE, ANIRBAN; FIELD, MARTIN J.. Homolytic Cleavage of FeS Bonds in Rubredoxin under Mechanical Stress. ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION, v. 52, n. 31, p. 8144-8146, JUL 29 2013. (12/02501-4, 07/52772-6)