Dinâmica de solvatação de proteínas em misturas de água e glicerol, e comparação com experimentos de anisotropia de fluorescência resolvida no tempo

• Processo: 13/02566-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2013
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2014
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Leandro Martinez
• Beneficiário: Emília Pécora de Barros
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Proteínas Anisotropia Solvatação Fluorescência Simulação de dinâmica molecular
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Dinamica de Solvatacao | Dinâmica Molecular | Proteinas | Simulações | Dinâmica Molecular

Resumo

Enzimas são muito usadas para catalisar reações de interesse para a indústria. A grande maioria das reações em que enzimas são utilizadas se dá em meio aquoso, já que soluções aquosas são o meio natural no qual as enzimas são estáveis e ativas. No entanto, como as reações de interesse industrial ocorrem muitas vezes em condições nas quais as enzimas não são comumente estáveis, há um interesse real e aplicado na compreensão dos mecanismos pelos quais enzimas podem adquirir estabilidade em ambientes de maior diversidade. Aplicações industriais podem requerer altas ou baixas temperaturas, solventes orgânicos, ou mesmo solventes supercríticos. Há enzimas naturais e desenhadas que são capazes de manter atividade nestes ambientes inusuais. A compreensão dos fundamentos moleculares da estabilidade das enzimas nestes ambientes é de grande interesse fundamental e aplicado, podendo ser usada para a sugestão de mutações sítio-dirigidas visando a modulação da estabilidade no meio desejado. Neste trabalho estudaremos a dinâmica molecular da enzima subtilisina Calsberg em soluções de água e glicerol. O glicerol, atuando como anti-congelante, permite potencial manutenção da estabilidade enzimática em condições super-frias. Seu efeito sobre a dinâmica da água é bastante estudado experimentalmente e, em particular, há estudos de anisotropia fluorescência resolvida no tempo da enzima nesta solução. Simulações de dinâmica molecular podem potencialmente reproduzir estes experimentos quantitativamente, provendo uma imagem microscópica dos movimentos moleculares que levam à resposta experimental observada. Este projeto busca introduzir a aluna, que já tem uma formação básica em simulações de dinâmica molecular, à construção e simulação de um sistema de maior complexidade e à análise das trajetórias da simulação visando a reprodução de um resultado experimental. Neste sentido, o projeto permitirá à aluna seu aprofundamento conceitual em simulações e, ao mesmo tempo, sua introdução aos conceitos teóricos e práticos dos experimentos de anisotropia de fluorescência, que podem lhe fornecer subsídios tanto para um futuro desenvolvimento de estudos computacionais como experimentais. (AU)