Aplicação de Monte Carlo em um algoritmo de docking para a geração de ensembles e cálculos de energia livre

• Processo: 14/01751-2
• Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Vigência (Início): 01 de junho de 2014
• Vigência (Término): 30 de junho de 2016
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
• Convênio/Acordo: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
• Pesquisador responsável: Alessandro Silva Nascimento
• Beneficiário: João Victor de Souza Cunha
• Instituição-sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 15/01709-9 - Cálculos de energia livre para medidas computacionais da entalpia e entropia em interações proteína-ligante, BE.EP.MS
• Assunto(s): Energia livre termodinâmica Método de Monte Carlo Mecânica estatística Simulação de acoplamento molecular Muramidase

Resumo

As interações moleculares, em especial as de caráter não covalente, são processos-chave em vários aspectos da Biologia Celular e Molecular, desde a comunicação entre as células ou da velocidade e especificidade das reações enzimáticas. Portanto, há a necessidade de estudar e criar métodos preditivos para calcular a afinidade entre moléculas nos processos de interação, os quais encontram uma gama de aplicações, incluindo a modelagem de novos fármacos. No geral, entre esses valores de afinidade, o mais importante é a energia livre de ligação, que normalmente é determinada por modos computacionalmente rápidos, porém sem uma forte base teórica, ou por cálculos muito complexos, utilizando dinâmica molecular, onde mesmo com um grande poder de determinação da afinidade, é muito custoso computacionalmente. O objetivo desse trabalho é apresentar um terceiro modelo, o qual se encontra mais fortemente embasado na termodinâmica estatística, e não é tão custoso computacionalmente, promovendo um aprofundamento dos dados obtidos a partir de simulações de docking molecular, utilizando métodos computacionais de Monte-Carlo, para obtenção dos valores de energia livre de ligação. Após a implementação desse algoritmo e testá-lo perante dados experimentais concisos, neste caso aos valores das energias de ligação proteína mutante da lisozima L99A do vírus T4, espera-se a obtenção uma nova ferramenta poderosa e eficaz para cálculos de energias livres entre proteínas e ligantes de interesse médicos e biotecnológicos. (AU)