Potencial eletrostático de biomoléculas imobilizadas em nanosuperfícies

• Processo: 14/26369-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2015
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2016
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
• Pesquisador responsável: Fabio de Lima Leite
• Beneficiário: Guedmiller Souza de Oliveira
• Supervisor: James M. Briggs
• Instituição Sede: Centro de Ciências e Tecnologias para a Sustentabilidade (CCTS). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). Sorocaba , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Houston (UH), Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 13/09746-5 - Desenvolvimento de nanobiossensores utilizando técnicas computacionais avançadas, BP.PD
• Assunto(s): Microscopia de força atômica Simulação de dinâmica molecular Simulação por computador Nanobiotecnologia Triagem Enzimas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: atomic force microscope | charge distribution | computer programming | electrostatic potential | molecular dynamics simulation | molecular orientation | Simulação computacional de processos biológicos

Resumo

As medições feitas com o microscópio de força atômica (MFA) para o reconhecimento molecular baseiam-se na interação entre duas moléculas: uma ligada à ponta do MFA e outra ligada à superfície de interesse. A imobilização experimental destes sistemas nos nanocomponentes do MFA é um grande desafio para os pesquisadores em todo o mundo. No entanto, o procedimento experimental pode ser assistido por simulações computacionais que proporcionam uma visão preliminar da interação molecular alvo. O principal objetivo deste projeto é investigar os mecanismos reacionais que acometem doenças neurodegenerativas, incluindo esclerose múltipla e neuromielite óptica. Hipóteses da literatura evidenciam um papel significativo de anticorpos autorreativos no desenvolvimento de doenças neurodegenerativas. Neste contexto, a imobilização de anticorpos nos nanocomponentes do MFA pode revelar os mecanismos químicos envolvidos na propagação destas doenças. Métodos de simulação computacional avançadas tais como a Modelagem Molecular, Docking Molecular, Dinâmica Molecular e Mecânica Quântica serão aplicados para a determinação da orientação molecular, energia de interação e da interação entre antígenos e anticorpos na ponta do MFA e superfície da amostra respectivamente. As interações eletrostáticas desempenham um papel importante na imobilização biomolecular (adsorção). Estas interações poderão ser calculadas em colaboração com o pesquisador Prof. Dr. James M. Briggs do Departamento de Biologia e Bioquímica da Universidade de Houston (TX, EUA) por intermédio do programa University of Houston Brownian Dynamics (UHBD). Este fornece resultados sobre a distribuição de carga e potencial eletrostático por meio da resolução numérica da equação de Poisson-Boltzmann usando o método de diferenças finitas. Ademais, dados advindos das simulações por dinâmica Browniana, utilizando o mesmo programa irão propiciar a estimativa da orientação de biomoléculas e da dinâmica interna da interação antígeno-anticorpo. (AU)

Publicações científicas

(4)

(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)

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.; et al. 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. (12/50839-4, 15/05283-6, 13/09746-5, 14/21530-0, 14/12082-4, 14/26369-3, 15/06847-0)

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)

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. (14/26369-3, 13/09746-5)

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)