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

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)

Matéria(s) publicada(s) na Agência FAPESP sobre o auxílio:

Publicações científicas (15)
(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. Electrostatic interaction optimization improves catalytic rates and thermotolerance on xylanases. BIOPHYSICAL JOURNAL, v. 120, n. 11, p. 2172-2180, JUN 1 2021. Citações Web of Science: 0.
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. Citações Web of Science: 0.
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. Citações Web of Science: 0.
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. Citações Web of Science: 0.
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. Citações Web of Science: 1.
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. Citações Web of Science: 0.
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: 8.
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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