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Mecanismos moleculares de origem eletrostática responsáveis pela complexação de proteínas

Resumo

As interações eletrostáticas em e entre biomoléculas desempenham um importante papel no entendimento e no controle do comportamento de proteínas e de misturas de biopolímeros, incluindo vários sistemas de considerável relevância, tanto nas ciências da vida, como em (bio)tecnologia. Nesta proposta, pretendemos estudar o efeito do mecanismo da regulação de cargas no aumento das demais interações eletrostáticas responsáveis pela complexação de proteínas com ácidos nucleicos. Para isso, será necessário o desenvolvimento de novos modelos mesoscópicos e ferramentas computacionais. Os principais sistemas a serem estudados são complexos regulatórios 7SK, que é um protótipo da atividade regulatória de ncRNAs na expressão gênica, e, por sua elevada carga elétrica, deve amplificar os efeitos do mecanismo de regulação de cargas. Nossa ferramenta básica de trabalho será a Mecânica Estatística (simulações moleculares). O principal resultado final será a energia livre das interações (e suas derivadas). A modelagem dos sistemas será baseada em modelos contínuos anteriormente desenvolvidos por nós, cujas Hamiltonianas efetivas serão solucionadas por simulações com o método Monte Carlo em conjunto com técnicas de perturbação termodinâmicas e algoritmos que serão desenvolvidos para facilitar a amostragem do espaço de fases. Esses cálculos serão complementados com simulações por dinâmica molecular. Pretende-se também revisar aspectos metodológicos, aprimorar e desenvolver novas ferramentas computacionais. (AU)

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Publicações científicas (13)
(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)
PASQUALI, S.; FREZZA, E.; BARROSO DA SILVA, F. L.. Coarse-grained dynamic RNA titration simulations. INTERFACE FOCUS, v. 9, n. 3, . (15/16116-3)
BARROSO DA SILVA, FERNANDO LUIS; MACKERNAN, DONAL. Benchmarking a Fast Proton Titration Scheme in Implicit Solvent for Biomolecular Simulations. JOURNAL OF CHEMICAL THEORY AND COMPUTATION, v. 13, n. 6, p. 2915-2929, . (15/16116-3)
BARROSO DA SILVA, FERNANDO LUIS; STERPONE, FABIO; DERREUMAUX, PHILIPPE. OPEP6: A New Constant-pH Molecular Dynamics Simulation Scheme with OPEP Coarse-Grained Force Field. JOURNAL OF CHEMICAL THEORY AND COMPUTATION, v. 15, n. 6, p. 3875-3888, . (15/16116-3)
POVEDA-CUEVAS, SERGIO A.; ETCHEBEST, CATHERINE; BARROSO DA SILVA, FERNANDO L.. Insights into the ZIKV NS1 Virology from Different Strains through a Fine Analysis of Physicochemical Properties. ACS OMEGA, v. 3, n. 11, p. 16212-16229, . (15/16116-3)
POVEDA-CUEVAS, SERGIO A.; ETCHEBEST, CATHERINE; BARROSO DA SILVA, FERNANDO L.. Identification of Electrostatic Epitopes in Flavivirus by Computer Simulations: The PROCEEDpKa Method. JOURNAL OF CHEMICAL INFORMATION AND MODELING, v. 60, n. 2, p. 944-963, . (15/16116-3, 19/06139-7)
BARROSO DA SILVA, FERNANDO LUIS; DERREUMAUX, PHILIPPE; PASQUALI, SAMUELA. Protein-RNA complexation driven by the charge regulation mechanism. Biochemical and Biophysical Research Communications, v. 498, n. 2, SI, p. 264-273, . (15/16116-3)
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POVEDA-CUEVAS, SERGIO A.; BARROSO DA SILVA, FERNANDO LUIS; ETCHEBEST, CATHERINE. How the Strain Origin of Zika Virus NS1 Protein Impacts Its Dynamics and Implications to Their Differential Virulence. JOURNAL OF CHEMICAL INFORMATION AND MODELING, v. 61, n. 3, p. 1516-1530, . (15/16116-3, 20/07158-2)
MENDONCA, DEBORAH C.; MACEDO, JOCI N.; GUIMARAES, SAMUEL L.; BARROSO DA SILVA, FERNANDO L.; CASSAGO, ALEXANDRE; GARRATT, RICHARD C.; PORTUGAL, RODRIGO V.; ARAUJO, ANA P. U.. A revised order of subunits in mammalian septin complexes. CYTOSKELETON, v. 76, n. 9-10, p. 457-466, . (15/16116-3, 14/15546-1, 17/15340-2)
MONTELLANO DURAN, NATALIA; SPELZINI, DARIO; WAYLLACE, NATAEL; BOERIS, VALERIA; BARROSO DA SILVA, FERNANDO L.. A combined experimental and molecular simulation study of factors influencing interaction of quinoa proteins-carrageenan. International Journal of Biological Macromolecules, v. 107, n. A, p. 949-956, . (15/16116-3)
CARVALHO, PATRICIA P. D.; ALVES, NELSON A.. Featuring ACE2 binding SARS-CoV and SARS-CoV-2 through a conserved evolutionary pattern of amino acid residues. JOURNAL OF BIOMOLECULAR STRUCTURE & DYNAMICS, . (15/16116-3)
GIRON, CAROLINA CORREA; LAAKSONEN, AATTO; BARROSO DA SILVA, FERNANDO L.. On the interactions of the receptor-binding domain of SARS-CoV-1 and SARS-CoV-2 spike proteins with monoclonal antibodies and the receptor ACE2. VIRUS RESEARCH, v. 285, . (15/16116-3)
FRIGORI, RAFAEL B.; BARROSO DA SILVA, FERNANDO L.; CARVALHO, PATRICIA P. D.; ALVES, NELSON A.. Occurrence of Biased Conformations as Precursors of Assembly States in Fibril Elongation of Amyloid-beta Fibril Variants: An In Silico Study. Journal of Physical Chemistry B, v. 124, n. 14, p. 2798-2805, . (15/16116-3, 16/04176-4)

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