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

Processo: 16/19766-1
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de março de 2017 - 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  Inferência estatística 

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 (9)
(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)
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. Citações Web of Science: 0.
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. Citações Web of Science: 1.
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. Citações Web of Science: 0.
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. Citações Web of Science: 3.
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. Citações Web of Science: 2.
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. Citações Web of Science: 0.
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. Citações Web of Science: 2.
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. Citações Web of Science: 7.
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, p. -, 2018.

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