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Desenvolvimento de nanobiossensores utilizando técnicas computacionais avançadas

Processo: 13/09746-5
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de setembro de 2013
Vigência (Término): 31 de agosto de 2017
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
Pesquisador responsável:Fabio de Lima Leite
Beneficiário:Gued Souza
Instituição-sede: Centro de Ciências e Tecnologias para a Sustentabilidade (CCTS). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). Sorocaba , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):14/26369-3 - Potencial eletrostático de biomoléculas imobilizadas em nanosuperfícies, BE.EP.PD
Assunto(s):Triagem   Inibição   Microscopia de força atômica   Enzimas   Simulação por computador   Nanobiotecnologia

Resumo

O objetivo principal deste projeto é certificar, a nível molecular, os experimentos de desenvolvimento de "nanobiossensores" usando avançadas técnicas de simulação computacional. Nanobiossensores são feitos através da funcionalização de pontas de microscópios de força atômica, AFM, do inglês atomic force microscope, com monocamadas orgânicas. Os nanoprotótipos atualmente desenvolvidos no Grupo de Pesquisa em Nanoneurobiofísica (GNN) são capazes de detectar a presença de contaminantes e permitem entender os processos físico-químicos envolvidos nos estudos de doenças autoimunes e neurodegenerativas. Os estudos computacionais irão quantificar as energias de interações da superfície de imobilização com as enzimas e das enzimas com os inibidores. As etapas deste estudo molecular serão: I) estudo da estrutura eletrônica da enzima e localização exata do sítio ativo; II) estudo do efeito da interação específica sobre a estrutura eletrônica da enzima; III) parametrização das moléculas dos inibidores; IV) simulação dos sistema enzimático monômero/dímero + inibidor, visando obter informações sobre a estabilidade mecânica do sistema e do sítio ativo na presença do herbicida e V) cálculo da energia livre de ligação/adesão entre a enzima e herbicidas e enzimas e superfície de imobilização. As enzimas alvo deste projeto serão: Acetil-coA Carboxilase (ACCase), 5-enolpiruvoil-shikimato-3-fosfato sintetase (EPSPs) e AcetolactatoSintase (ALS). As técnicas de Docking Molecular, cálculos de potenciais eletrostáticos, simulações por Dinâmica Molecular e cálculos híbridos utilizando a metodologia mecânica molecular e quântica (QM/MM - Quantum Mechanics/Molecular Mechanics) delinearão as interações específicas do sistema.

Publicações científicas (8)
(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)
MAGALHAES IERICH, JESSICA CRISTIANE; BRUM, DORALINA GUIMARAES; MORAES, ARIANA DE SOUZA; HIGA, AKEMI MARTINS; GARCIA, PAMELA SOTO; MIYAZAKI, CELINA MASSUMI; FERREIRA, MARYSTELA; PERONI, LUIS ANTONIO; DE OLIVEIRA, GUEDMILLER SOUZA; FRANCA, EDUARDO DE FARIA; GOMIDE FREITAS, LUIZ CARLOS; LEITE, FABIO LIMA. Antibody-mediated biorecognition of myelin oligodendrocyte glycoprotein: computational evidence of demyelination-related epitopes. SCIENTIFIC REPORTS, v. 9, FEB 14 2019. Citações Web of Science: 1.
FARIA, ROBERTO R.; DE SOUSA NETO, LOURIVAL R.; GUERRA, RENAN F.; FERREIRA JUNIOR, MOACIR F.; OLIVEIRA, GUEDMILLER S.; FRANCA, EDUARDO F. Parameters for glyphosate in OPLS-AA force field. MOLECULAR SIMULATION, v. 45, n. 1, p. 80-85, JAN 2 2019. Citações Web of Science: 0.
OLIVEIRA, GUEDMILLER S.; IERICH, JESSICA C. M.; MORAES, ARIANA S.; SILVA, GISELA B. R. F.; LIU, YANYUN; NETO, LOURIVAL R. DE S.; FARIA, ROBERTO R.; FRANCA, EDUARDO F.; FREITAS, LUIZ C. G.; BRIGGS, JAMES M.; LEITE, FABIO L. Immobilization and unbinding investigation of the antigen -antibody complex using theoretical and experimental techniques. JOURNAL OF MOLECULAR GRAPHICS & MODELLING, v. 86, p. 219-227, JAN 2019. Citações Web of Science: 0.
IERICH, JESSICA C. M.; OLIVEIRA, GUEDMILLER S.; VIG, ANA C. A.; AMARANTE, ADRIANO M.; FRANCA, EDUARDO F.; LEITE, FABIO L.; MASCARENHAS, YVONNE P. A Computational Protein Structure Refinement of the Yeast Acetohydroxyacid Synthase. Journal of the Brazilian Chemical Society, v. 26, n. 8, p. 1702-1709, AUG 2015. Citações Web of Science: 3.
GARCIA, PAMELA SOTO; DARIO MOREAU, ALBERTO LUIS; MAGALHAES IERICH, JESSICA CRISTIANE; ARAUJO VIG, ANA CAROLINA; HIGA, AKEMI MARTINS; OLIVEIRA, GUEDMILLER S.; ABDALLA, FABIO CAMARGO; HAUSEN, MOEMA; LEITE, FABIO L. A Nanobiosensor Based on 4-Hydroxyphenylpyruvate Dioxygenase Enzyme for Mesotrione Detection. IEEE SENSORS JOURNAL, v. 15, n. 4, p. 2106-2113, APR 2015. Citações Web of Science: 11.
T.O. REIS; E.C. ZIEMATH; G.S. OLIVEIRA; F.L. LEITE. Construção de uma balança simples para determinação da tensão superficial de líquidos. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 37, n. 1, p. -, Mar. 2015.
AMARANTE, ADRIANO M.; OLIVEIRA, GUEDMILLER S.; BUENO, CAROLINA C.; CUNHA, RICHARD A.; IERICH, JESSICA C. M.; FREITAS, LUIZ C. G.; FRANCA, EDUARDO F.; OLIVEIRA, JR., OSVALDO N.; LEITE, FABIO L. Modeling the coverage of an AFM tip by enzymes and its application in nanobiosensors. JOURNAL OF MOLECULAR GRAPHICS & MODELLING, v. 53, p. 100-104, SEP 2014. Citações Web of Science: 14.
BUENO, CAROLINA CASTRO; AMARANTE, ADRIANO MORAES; OLIVEIRA, GUEDMILLER S.; DEDA, DAIANA KOTRA; TESCHKE, OMAR; FRANCA, EDUARDO DE FARIA; LEITE, FABIO L. Nanobiosensor for Diclofop Detection Based on Chemically Modified AFM Probes. IEEE SENSORS JOURNAL, v. 14, n. 5, p. 1467-1475, MAY 2014. Citações Web of Science: 11.

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