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

Processo: 12/17833-2
Linha de fomento: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

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. Citações Web of Science: 14.

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