Desenvolvimento de nanobiossensores utilizando técnicas computacionais avançadas

• Processo: 13/09746-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2013
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2017
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
• Pesquisador responsável: Fabio de Lima Leite
• Beneficiário: Guedmiller Souza de Oliveira
• 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
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Dinâmica Clássica | enzimas | Inibição | microscopia de força atomica | nanobiotecnologia | triagem | Simulação Computacional

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)

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. (11/17840-6, 13/09746-5, 14/12082-4, 10/04599-6, 07/05089-9, 13/21958-8, 08/57859-5, 10/00463-2)

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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. (09/09120-3, 07/05089-9, 13/09746-5)

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; et al. Antibody-mediated biorecognition of myelin oligodendrocyte glycoprotein: computational evidence of demyelination-related epitopes. SCIENTIFIC REPORTS, v. 9, FEB 14 2019. (13/09746-5, 14/12082-4, 14/15093-7, 14/21530-0, 12/50839-4, 15/05283-6, 14/26369-3, 14/50869-6, 15/06847-0, 16/19387-0)

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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. (13/09746-5, 10/04599-6, 07/05089-9, 08/57859-5, 10/00463-2)

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. (13/09746-5, 14/12082-4, 10/04599-6, 07/05089-9, 13/21958-8, 14/26369-3, 14/12466-7, 08/57859-5, 10/00463-2)