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Modelagem de Monte Carlo de processos de transporte na membrana celular

Processo: 17/16910-7
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Mestrado
Vigência (Início): 01 de dezembro de 2017
Vigência (Término): 30 de junho de 2019
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Geral
Pesquisador responsável:Adriano Mesquita Alencar
Beneficiário:Yan Borges Barreto
Instituição-sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:13/17368-0 - Genômica cardiovascular: mechanismos & novas terapias - CVGen mech2ther, AP.TEM
Bolsa(s) vinculada(s):18/11904-1 - Modelagem de Monte Carlo do transporte de íons no trocador de sódio-cálcio, BE.EP.MS
Assunto(s):Mecânica estatística   Membrana celular   Proteínas de transporte

Resumo

O principal objetivo deste projeto é estudar a dinâmica dos processos de transporte através da membrana celular. Isso será feito através do desenvolvimento de modelos de mecânica estatística para os sistemas compostos pelas proteínas que realizam o transporte de solutos. Nesse projeto, iremos estudar duas dessas proteínas, viz. a \textit{permease de lactose}, que faz o transporte da lactose através da membrana celular; e o trocador de sódio-cálcio cardíaco NCX1, que faz a regulagem intracelular de sódio e cálcio em cardiomiócitos. No caso da permease, nosso modelo poderá responder algumas questões que permanecem abertas na literatura, como por exemplo o porquê da protonação ser importante para a ligação do açúcar. As respostas para essas questões serão passos importantes na direção de compreender completamente o mecanismo de funcionamento da permease. Já no caso da NCX1, o interesse reside no fato de que, em experimentos realizados pelo nosso grupo, células vivas pulsantes de cardiomiócitos reguladas através de um fluxo de cálcio são aderidas a um substrato a fim de medir propriedades mecânicas dessas células. Essas medições fazem parte de um projeto Temático FAPESP (2013/17368-0) cujo objetivo é a regeneração do coração. Nos dois casos, utilizaremos o método de Monte Carlo via Cadeias de Markov para modelar a dinâmica do transporte dos solutos. Esse método se consagrou na modelagem de sistemas biológicos em mecânica estatística, sendo que o nosso grupo já possui experiência com ele. Finalmente, uma vez que modelarmos essas duas proteínas de transporte, esperamos poder extrair algumas informações gerais a respeito dos processos de transporte em membranas.

Publicações científicas
(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)
BARRETO, YAN B.; RODRIGUES, MATHEUS L.; ALENCAR, ADRIANO M. Transport cycle of Escherichia coli lactose permease in a nonhomogeneous random walk model. Physical Review E, v. 99, n. 5 MAY 22 2019. Citações Web of Science: 0.
Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
BARRETO, Yan Borges. Modelagem de mecânica estatística de processos de transporte através da membrana celular. 2019. Dissertação de Mestrado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Física São Paulo.

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