Simulações computacionais de citocromo bc1 e de Cdc25B fosfatase com validação espectroscópica

• Processo: 12/17833-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de maio de 2013
• Vigência (Término): 30 de abril de 2016
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Química de Macromoléculas
• Pesquisador responsável: Guilherme Menegon Arantes
• Beneficiário: Vanesa Viviana Galassi
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Cdc25b Phosphatase | Cytochrome bc1 | Hybrid computer simulations QC | Intrinsecally unfolded protein domain spectroscopy | Mm | molecular simulations of partially unfolded protein domains | protein intrinsic flexibility in molecular recognition | bioquímica computacional

Resumo

A relevância de simulação computacional em bioquímica e biofísica molecular está aumentando. Consequentemente, a proposta descrita aqui é parte de uma projeto de pesquisa regular já financiado pela FAPESP para consolidar um laboratório de Bioquímica e Biofísica Computacionais recentemente instalado no Instituto de Química da Universidade de São Paulo (IQ-USP).Aqui nós aproveitaremos a experiência previamente adquirida pela proponente durante seu doutorado com simulações computacionais e métodos espectroscópicos de proteínas de membrana para desenvolver duas linhas de pesquisa que fazem parte do projeto mencionado acima.Na primeira linha, nós propomos estudar a metaloproteína citocromo bc1, essencial para processos de fotossíntese e de respiração celular, e os fenômenos eletrônicos associados com um dos seus grupos prostéticos, o agregado de ferro-enxofre [2Fe-2S] do tipo Rieske. Nós empregaremos primeiro computações de mecânica molecular para construir um modelo realístico da citocromo bc1 embebida em membranas lipídicas e para testar a difusão do seu substrato natural, a ubiquinona. Então, simularemos o passo limitante de velocidade do ciclo-Q catalisado com um potencial híbrido de química quântica e mecânica molecular (QC/MM). Estes estudos explicarão detalhadamente o mecanismo catalisado pela citocromo bc1.Na segunda linha, nós propomos investigar o papel da flexibilidade proteica intrínseca no reconhecimento molecular. Em particular, a fosfatase Cdc25B será estudada. Esta proteína possuí um C-terminal parcialmente desenovelado. A Cdc25B também é um alvo para o desenho de drogas anti-neoplasícas. Uma combinação de vários dados espectroscópicos incluindo dicroísmo circular, infravermelho, fluorescência e espalhamento de raios-X será adquirida. Estes dados serão comparados para validar e guiar simulações computacionais já em desenvolvimento em nosso laboratório para descrever quantitativamente os estados conformacionais da Cdc25B e seus processos de reconhecimento molecular.Embora relacionadas a assuntos diferentes, as duas linhas de pesquisa propostas estão ligadas pelo nosso contínuo desenvolvimento de novas metodologias de simulação computacional e o uso complementar de medidas experimentais quantitativas para teste e calibração.

Publicações científicas

(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)

CAMILO, SOFIA R. G.; CURTOLO, FELIPE; GALASSI, VANESA V.; ARANTES, GUILHERME M.. Tunneling and Nonadiabatic Effects on a Proton-Coupled Electron Transfer Model for the Q(0) Site in Cytochrome bc(1). JOURNAL OF CHEMICAL INFORMATION AND MODELING, v. 61, n. 4, p. 10-pg., 2021-04-01. (17/26109-0, 19/05531-0, 12/17833-2, 19/21856-7)