Mecanismos de dimerização e efeitos de solvatação na proteína não-estrutural 9 (NSP9) de coronavirus

• Processo: 23/13899-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Leandro Martinez
• Beneficiário: Jéssica de Oliveira Araújo
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/08293-7 - CECC - Centro de Engenharia e Ciências Computacionais, AP.CEPID
• Assunto(s): Dimerização Simulação de dinâmica molecular Proteínas Simulação Solventes Química teórica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: cossolventes | dimerização | Dinâmica Molecular | Proteinas | Simulações | solventes | Química Teórica

Resumo

Neste projeto de pesquisa, estudaremos o efeito da solvatação na associação de proteínas, usando como exemplo a formação do dímero da proteína não-estrutural 9 (NSP9) do SARS-CoV-2. A NSP9 tem sido considerada importante para a replicação do vírus enquanto as células humanas estão sendo infectadas. Observou-se que essa dimerização em solução ocorre por meio de um motivo ±-helicoidal preservado chamado "GxxxG". A mudança em resíduos-chave dentro desse motivo reduz a ligação ao RNA e a proliferação viral. O padrão preservado de interação proteína-proteína proporciona interações de van der Waals entre os resíduos de glicina na interface que compõem a ±-hélice C-terminal. Simulações de dinâmica molecular fornecem uma maneira de estudar processos como a dissociação ou associação dessas proteínas, onde é possível estudar a formação de interações que estabilizam o dímero, produzindo dados estruturais e termodinâmicos detalhados. O principal objetivo do projeto é fornecer informações sobre a transformação estrutural sofrida pela proteína ao dissociar os dímeros e estudar como os solventes, seja água pura ou na presença de íons ou outros co-solventes, atuam nesse processo. A pesquisa será realizada utilizando métodos de dinâmica molecular orientada (SMD) combinados com técnicas de amostragem por guarda-chuva (US) em soluções aquosas com diferentes solventes de relevância bioquímica. Assim, envolverá o estudo estrutural de como esses monômeros se comportam, além do perfil de energia associado a esse processo, sua solvatação e um estudo detalhado das interações soluto-solvente e da termodinâmica. As estruturas de solvatação serão estudadas usando funções de distribuição de distância mínima, utilizando a experiência do grupo, por meio do pacote ComplexMixtures.jl. O projeto possui grande relevância científica, pois fornece informações sobre esse mecanismo de dimerização que ajudariam a entender como esse dímero se estabiliza na água e em ambientes mais semelhantes aos encontrados nas células.