Distribuição de materiais leves em sistemas virais altamente complexos

• Processo: 23/14353-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2023
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Leandro Martinez
• Beneficiário: Camila Assis Tavares
• 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): Simulação de dinâmica molecular Proteínas Simulação Solventes Vírus Química teórica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Dinâmica Molecular | modelos coarse-grained | Proteinas | Simulações | solventes | Virus | Química Teórica

Resumo

Este projeto tem como objetivo investigar a arquitetura molecular de vírus, com foco na distribuição de solventes, lipídios, íons e outras moléculas pequenas nas estruturas virais. As estruturas virais são conhecidas através da cristalografia macromolecular e da criomicroscopia eletrônica, mas esses métodos experimentais fornecem informações principalmente sobre a distribuição de proteínas e ácidos nucleicos. Componentes mais leves, como membranas lipídicas, água e outras moléculas pequenas, não podem ser discriminados em detalhes atômicos por meio dessas técnicas experimentais. Aqui, começaremos com simulações em larga escala de granulação grosseira de 5 vírus completos (vírus Zika, Dengue tipo 2, Encefalite Japonesa, Nilo Ocidental e encefalite transmitida por carrapatos) realizadas por colaboradores do Instituto Pasteur de Montevidéu, a fim de obter uma imagem detalhada das distribuições de materiais leves e suas especificidades entre diferentes vírus. Cada um desses sistemas representa um desafio para qualquer análise de distribuição molecular devido à sua alta complexidade estrutural e tamanho, geralmente compreendendo mais de um milhão de partículas, mesmo em uma representação de granulação grosseira. Métodos especializados para o cálculo das estruturas moleculares são necessários e foram desenvolvidos no grupo do Prof. Leandro Martínez, supervisor do projeto. Aqui, as estruturas de solvatação serão estudadas usando funções de distribuição de distância mínima, com o auxílio da experiência do grupo, por meio do pacote ComplexMixtures.jl. Essas funções de distribuição permitem a interpretação da estrutura de soluções complexas com muitos componentes, levando automaticamente em consideração as formas dos componentes do sistema. Implementações eficientes do cálculo dessas distribuições e sua decomposição nas contribuições de grupos químicos específicos permitem a visualização e compreensão da solvatação macromolecular em grande detalhe. Este projeto trará uma nova perspectiva das interações moleculares dos componentes leves das estruturas virais, fornecendo insights sobre a função e estrutura desses organismos importantes.