Simulação computacional de reatividade e transferência de elétrons no complexo II respiratório

• Processo: 17/26109-0
• Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Vigência (Início): 01 de maio de 2018
• Vigência (Término): 31 de julho de 2020
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Enzimologia
• Pesquisador responsável: Guilherme Menegon Arantes
• Beneficiário: Felipe Curtolo
• Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Química quântica Simulação por computador Oxirredução Succinatos Fumaratos

Resumo

O complexo II respiratório acopla a reação de oxidação de succinato à redução de quinona na cadeia transportadora de elétrons. Na oxidação de succinato, uma molécula de FAD é reduzida e, então, os elétrons são passados via três centros ferro-enxofre até reduzir uma quinona. O mecanismo de oxirredução de succinato em fumarato já é objeto de estudo no mestrado do candidato. Aqui, propomos estender os estudos no complexo II para também investigar os mecanismos moleculares da transferência eletrônica do FADH2 ao centro 2Fe-2S usando métodos híbridos de Química Quântica e Mecânica Molecular (QC/MM). A determinação da estrutura eletrônica de cofatores organometálicos como centros ferro-enxofre é uma tarefa desafiadora devido à correlação forte entre os elétrons da camada aberta dos metais. Assim, propomos o uso de métodos de cálculo avançados como renormalização de grupo da matriz de densidade (DMRG). Os resultados obtidos ajudarão a compreensão em nível molecular de questões em aberto sobre os mecanismos de reação e transferência eletrônica no complexo II e em enzimas homólogas. (AU)