Relevo de superfícies de energia de macromoléculas biológicas com aplicações em biotecnologia e em biomedicina

• Processo: 16/19766-1
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2017
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2019
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física
• Pesquisador responsável: Vitor Barbanti Pereira Leite
• Beneficiário: Vitor Barbanti Pereira Leite
• Instituição Sede: Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas (IBILCE). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de São José do Rio Preto. São José do Rio Preto , SP, Brasil
• Assunto(s): Simulação de dinâmica molecular Dobramento de proteína Física biológica Inferência estatística
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Dinâmica Molecular | Enovelamento de proteínas | Funil de Enovelamento | Inferência Estatística | modelos simplificados | termoestabilidade de enzimas | Física Biológica

Resumo

A compreensão das relações entre estrutura, energética e dinâmica funcional em proteínas é um dos maiores desafios em biofísica molecular.A abordagem de 'energy landscape' tem contribuído significativamente para o entendimento de sistemas moleculares complexos, tais como o problema do enovelamento de proteína, em que modelos minimalistas/simplificados têm desempenhado um papel fundamental.Utilizando modelos computacionais simplificados (coarse-grained models) e abordagens de física estatística, os problemas abordados neste projeto podem ser divididos em três grupos: (1) Enovelamento de proteínas, com foco em questões fundamentais da área. Os tópicos tratados serão: a compreensão do coeficiente de difusão na representação do enovelamento, estudo dos efeitos de frustração e interações não-nativas no processo de enovelamento, e a visualização do funil de enovelamento. Estas metologias serão aplicadas no estudos de transições conformacionais associados a funções protéicas. (2) Abordagens estatísticas em bioinformática e em processamento de informação, que complementam as abordagens mecanísticas computacionais.(3) Todo o ferramental desenvolvido será integrado e aplicado em problemas de biotecnologia e biomedicina. A aplicação tecnológica será no estudo de enzimas envolvidas na geração de bioetanol em uma colaboração teórico-experimental. Utilizaremos modelos 'coarse-grained' no estudo da termoestabilidade de enzimas, focando na otimização 'in silico' da estabilidade de enzimas e propondo mutações sítio dirigidas que serão testadas experimentalmente.A aplicação imediata, já em desenvolvimento, visa a avaliação e otimização de coquetéis enzimáticos utilizados na produção de bioetanol de segunda geração. Em biomedicina, o conjunto destas técnicas tem aplicações em vários sistemas biológicos. Investigaremos questões associadas às proteínas do vírus Zika, ao receptor de estrogênio e prospecção de vacinas. (AU)

Publicações científicas

(20)

(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)

CONTESSOTO, VINICIUS DE GODOI; RAMOS, FELIPE CARDOSO; DE MELO, RICARDO RODRIGUES; DE OLIVEIRA, VINICIUS MARTINS; SCARPASSA, JOSIANE ANIELE; DE SOUSA, AMANDA SILVA; ZANPHORLIN, LETICIA MARIA; SLADE, GABRIEL GOUVEA; PEREIRA LEITE, VITOR BARBANTI; RULLER, ROBERTO. lectrostatic interaction optimization improves catalytic rates and thermotolerance on xylanase. BIOPHYSICAL JOURNAL, v. 120, n. 11, p. 2172-2180, JUN 1 2021. (17/09662-7, 17/14253-9, 16/19766-1, 19/22540-3, 18/11614-3, 16/13998-8, 14/06862-7)

OLIVEIRA, JR., ANTONIO B.; YANG, HUAN; WHITFORD, PAUL C.; LEITE, VITOR B. P.. Distinguishing Biomolecular Pathways and Metastable States. JOURNAL OF CHEMICAL THEORY AND COMPUTATION, v. 15, n. 11, p. 6482-6490, NOV 2019. (16/19766-1, 14/50739-5, 18/18668-1)

NGO, KHOA; DA SILVA, FERNANDO BRUNO; LEITE, VITOR B. P.; CONTESSOTO, VINICIUS G.; ONUCHIC, JOSE N.. Improving the Thermostability of Xylanase A from Bacillus subtilis by Combining Bioinformatics and Electrostatic Interactions Optimization. Journal of Physical Chemistry B, v. 125, n. 17, p. 4359-4367, MAY 6 2021. (16/19766-1, 19/22540-3, 14/06862-7, 16/13998-8, 17/09662-7)

CONTESSOTO, VINICIUS G.; DE OLIVEIRA, VINICIUS M.; FERNANDES, BRUNO R.; SLADE, GABRIEL G.; LEITE, VITOR B. P.. TKSA-MC: A web server for rational mutation through the optimization of protein charge interactions. PROTEINS-STRUCTURE FUNCTION AND BIOINFORMATICS, v. 86, n. 11, p. 1184-1188, NOV 2018. (16/13998-8, 16/19766-1, 14/06862-7, 17/09662-7)

YANG, HUAN; BANDARKAR, PRASAD; HORNE, RANSOM; LEITE, VITOR B. P.; CHAHINE, JORGE; WHITFORD, PAUL C.. Diffusion of tRNA inside the ribosome is position-dependent. Journal of Chemical Physics, v. 151, n. 8, AUG 28 2019. (16/19766-1, 14/50739-5, 18/18668-1)

DE OLIVEIRA, VINICIUS M.; CAETANO, DANIEL L. Z.; DA SILVA, FERNANDO B.; MOURO, PAULO R.; DE OLIVEIRA, JR., ANTONIO B.; DE CARVALHO, SIDNEY J.; LEITE, VITOR B. P.. pH and Charged Mutations Modulate Cold Shock Protein Folding and Stability: A Constant pH Monte Carlo Study. JOURNAL OF CHEMICAL THEORY AND COMPUTATION, v. 16, n. 1, p. 765-772, JAN 2020. (16/19766-1, 18/18668-1, 18/11614-3, 18/01841-2)

VINÍCIUS DE GODOI CONTESSOTO; ANTONIO BENTO DE OLIVEIRA JUNIOR; JORGE CHAHINE; RONALDO JUNIO DE OLIVEIRA; VITOR BARBANTI PEREIRA LEITE. Introdução ao problema de enovelamento de proteínas: uma abordagem utilizando modelos computacionais simplificados. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 40, n. 4, 2018-06-18. (16/13998-8, 17/09662-7, 14/06862-7, 16/19766-1)

DE OLIVEIRA, VINICIUS MARTINS; CONTESSOTO, VINICIUS DE GODOI; DA SILVA, FERNANDO BRUNO; ZAGO CAETANO, DANIEL LUCAS; DE CARVALHO, SIDNEY JURADO; PEREIRA LEITE, VITOR BARBANTI. Effects of pH and Salt Concentration on Stability of a Protein G Variant Using Coarse-Grained Models. BIOPHYSICAL JOURNAL, v. 114, n. 1, p. 65-75, JAN 9 2018. (13/13151-7, 16/19766-1, 16/13998-8, 17/09662-7, 14/06862-7)

MOURO, PAULO R.; POVINELLI, ANA P. R.; LEITE, VITOR B. P.; CHAHINE, JORGE. Exploring Folding Aspects of Monomeric Superoxide Dismutase. Journal of Physical Chemistry B, v. 124, n. 4, p. 650-661, JAN 30 2020. (16/19766-1, 18/18668-1)

DA SILVA, FERNANDO B.; DE OLIVEIRA, VINICIUS M.; SANCHES, MURILO N.; CONTESSOTO, VINICIUS G.; LEITE, VITOR B. P.. Rational Design of Chymotrypsin Inhibitor 2 by Optimizing Non-Native Interactions. JOURNAL OF CHEMICAL INFORMATION AND MODELING, v. 60, n. 2, p. 982-988, FEB 2020. (16/19766-1, 16/13998-8, 17/09662-7, 17/25130-5, 18/11614-3, 18/18668-1)

TAMBONIS, TIAGO; BOARETO, MARCELO; LEITE, VITOR B. P.. Differential Expression Analysis in RNA-seq Data Using a Geometric Approach. JOURNAL OF COMPUTATIONAL BIOLOGY, v. 25, n. 11, p. 1257-1265, NOV 2018. (16/19766-1, 14/06862-7)

SINHORINI, LUIZ F. C.; RODRIGUES, CAIO H. P.; LEITE, VITOR B. P.; BRUNI, ALINE T.. Synthetic fentanyls evaluation and characterization by infrared spectroscopy employing in silico methods. COMPUTATIONAL AND THEORETICAL CHEMISTRY, v. 1204, OCT 2021. (16/19766-1, 19/22540-3)

BRUNI, ALINE THAIS; MARIZ DE CARVALHO, PEDRO OLIVEIRA; PINKE RODRIGUES, CAIO HENRIQUE; PEREIRA LEITE, VITOR BARBANTI. In silico methods in forensic science: Quantum chemistry and multivariate analysis applied to infrared spectra of new amphetamine- and cathinone-derived psychoactive substances. FORENSIC CHEMISTRY, v. 9, p. 21-34, JUN 2018. (16/19766-1)

DA SILVA, FERNANDO BRUNO; CONTESSOTO, VINICIUS G.; DE OLIVEIRA, VINICIUS M.; CLARKE, JANE; LEITE, VITOR B. P.. Non-Native Cooperative Interactions Modulate Protein Folding Rates. Journal of Physical Chemistry B, v. 122, n. 48, p. 10817-10824, DEC 6 2018. (16/19766-1, 16/13998-8, 17/09662-7, 14/06862-7, 18/11614-3)

CONTESSOTO, VINICIUS G.; FERREIRA, PAULO H. B.; CHAHINE, JORGE; LEITE, VITOR B. P.; OLIVEIRA, RONALDO J.. Small Neutral Crowding Solute Effects on Protein Folding Thermodynamic Stability and Kinetics. Journal of Physical Chemistry B, v. 125, n. 42, p. 11673-11686, OCT 28 2021. (16/13998-8, 19/22540-3, 16/19766-1)

RODRIGUES, CAIO H. P.; LEITE, VITOR B. P.; BRUNI, ALINE T.. Can NMR spectroscopy discriminate between NPS amphetamines and cathinones? An evaluation by in silico studies and chemometrics. CHEMOMETRICS AND INTELLIGENT LABORATORY SYSTEMS, v. 210, MAR 15 2021. (19/22540-3, 16/19766-1)

DE OLIVEIRA, VINICIUS M.; DIAS, MARIELI M. G.; AVELINO, THAYNA M.; VIDEIRA, NATALIA B.; DA SILVA, FERNANDO B.; DORATIOTO, TABATA R.; WHITFORD, PAUL C.; LEITE, VITOR B. P.; FIGUEIRA, ANA CAROLINA M.. pH and the Breast Cancer Recurrent Mutation D538G Affect the Process of Activation of Estrogen Receptor alpha. BIOCHEMISTRY, v. 61, n. 6, p. 9-pg., 2022-02-21. (18/11614-3, 19/10274-7, 14/50739-5, 16/02348-2, 19/22540-3, 16/19766-1, 19/14465-1)

HERNANDEZ GONZALEZ, JORGE ENRIQUE; SALAS-SARDUY, EMIR; HERNANDEZ ALVAREZ, LILIAN; BARRETO GOMES, DIEGO ENRY; PASCUTTI, PEDRO GERALDO; OOSTENBRINK, CHRIS; LEITE, VITOR B. P.. In silico identification of noncompetitive inhibitors targeting an uncharacterized allosteric site of falcipain-2. Journal of Computer-Aided Molecular Design, v. 35, n. 10, p. 1067-1079, OCT 2021. (16/24587-9, 20/10214-1, 16/19766-1, 18/03911-8, 19/22540-3)

RODRIGUES, CAIO H. P.; HERNANDEZ-GONZALEZ, JORGE E.; PEDRINA, NATALIA J.; LEITE, VITOR B. P.; BRUNI, ALINE T.. In silico Evaluation of Cucurbit[6]uril as a Potential Detector for Cocaine and Its Adulterants Lidocaine, Caffeine, and Procaine. Journal of the Brazilian Chemical Society, v. 32, n. 4, p. 800-810, APR 2021. (16/19766-1, 16/24587-9)

CONTESSOTO, VINICIUS DE GODOI; RAMOS, FELIPE CARDOSO; DE MELO, RICARDO RODRIGUES; DE OLIVEIRA, VINICIUS MARTINS; SCARPASSA, JOSIANE ANIELE; DE SOUSA, AMANDA SILVA; ZANPHORLIN, LETICIA MARIA; SLADE, GABRIEL GOUVEA; PEREIRA LEITE, VITOR BARBANTI; RULLER, ROBERTO. Electrostatic interaction optimization improves catalytic rates and thermotolerance on xylanases. BIOPHYSICAL JOURNAL, v. 120, n. 11, p. 9-pg., 2021-06-01. (16/19766-1, 16/13998-8, 17/14253-9, 18/11614-3, 14/06862-7, 19/22540-3, 17/09662-7)