Investigando o mecanismo de ação do peptídeo sintético E-MP1 sobre modelos de membranas celulares bacteriana e cancerígena por simulações de Dinâmica Molecular no equilíbrio e a pH constante

• Processo: 24/23092-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2025
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Alexandre Suman de Araujo
• Beneficiário: Pedro Henrique Favaro Fuzari
• Instituição Sede: Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas (IBILCE). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de São José do Rio Preto. São José do Rio Preto , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 22/07231-7 - Plasticidade e modulação funcional de proteínas intrinsecamente desordenadas, AP.TEM
• Assunto(s): Simulação de dinâmica molecular Peptídeos catiônicos antimicrobianos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Ação antibiótica e anti cancerígena | CpHMD | Dinâmica Molecular | modelos de membrana celular | peptídeos antimicrobianos | Biofísica Molecular Computacional

Resumo

O presente projeto propõe a investigação do mecanismo de ação do peptídeo antimicrobiano sintético E-MP1 em modelos de membranas celulares bacterianas e cancerígenas, utilizando simulações de Dinâmica Molecular (DM) no equilíbrio e a pH constante. O E-MP1 é um análogo sintético do peptídeo Polybia-MP1 (MP1), obtido do sistema imune da vespa Polybia paulista, com potencial terapêutico antibiótico e antitumoral. A substituição de resíduos de ácido aspártico por ácido glutâmico no MP1 visa aumentar a estabilidade das pontes salinas intra-cadeia e, consequentemente, da estrutura helicoidal do peptídeo, o que influencia em sua ação lítica, especialmente em microambientes ácidos. Simulações de DM serão realizadas para comparar a adsorção e o enovelamento do E-MP1 em membranas modelo, buscando entender a influência da mutação na interação peptídeo-membrana. A formação de pontes salinas intra-cadeia e o espaço conformacional explorado pelo peptídeo no processo também serão analisados. Além disso, simulações a pH constante (CpHMD) serão empregadas para investigar os estados de protonação do E-MP1 em diferentes ambientes (em solução, na presença da bicamada lipídica e adsorvido à bicamada), comparando os resultados com os obtidos para MP1 em publicações recentes do grupo. A correlação entre os resultados das diferentes simulações será avaliada para determinar o potencial terapêutico do E-MP1. Os resultados obtidos contribuirão para a compreensão dos mecanismos de ação de peptídeos antimicrobianos em membranas celulares, com potencial aplicação no desenvolvimento de novas terapias para infecções bacterianas e câncer. Caso o E-MP1 se mostre promissor nas simulações, a sequência primária será encaminhada para testes experimentais em colaboração com grupos parceiros. Este projeto se insere na linha de pesquisa do nosso grupo, que utiliza métodos computacionais para estudar a interação de peptídeos com membranas biológicas, visando o desenvolvimento de novas moléculas terapêuticas.