Elucidação dos determinantes estruturais para a existência de seletividade em endoglucanases através de abordagens computacionais

• Processo: 25/06407-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
• Pesquisador responsável: Mariana Abrahão Bueno de Morais
• Beneficiário: Rafaela Beatriz Silva Luz
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Simulação de dinâmica molecular Enzimas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Dinâmica Molecular | enzimas | hidrolases glicosídicas | Dinâmica de enzimas

Resumo

Os carboidratos possuem grande variedade química e estrutural e, para promover a quebra das diversas ligações químicas presentes nos polissacarídeos, existem cerca de 190 famílias de hidrolases glicosídicas (GHs) de diferentes arquiteturas. Considerando a flexibilidade intrínseca do sacarídeo e o processo dinâmico de catálise enzimática, as interações entre substrato e resíduos chave da enzima são decisivas para a seletividade da reação de quebra de ligação glicosídica. Além da celulose (composta por resíduos de glicose ligados através de ligações ¿-1,4), os glucanos com ligação ¿-1,3 e ligação mista (¿-1,3, ¿-1,4) são abundantes em diversos contextos biológicos e apresentam relevantes aplicações biotecnológicas, e compreender seu processo de despolimerização é fundamental. Este projeto objetiva estudar, por métodos computacionais, os determinantes moleculares para a seletividade de glucanases às diferentes ligações químicas dos ¿-glucanos. Para isso, selecionamos, do banco de dados das enzimas ativas em carboidratos, GHs de diversas famílias (incluindo recém-fundadas) com atividades já reportadas. A partir da aplicação de uma estratégia otimizada de docagem molecular com oligossacarídeos, a ser desenvolvida neste projeto, e realização de simulações de dinâmica molecular com os complexos selecionados, pretendemos mapear as interações relevantes para cada tipo de ligação química presente nos ¿-glucanos e obter estruturas enzima-substrato produtivas para catálise. Com tais informações, podemos contribuir para o desenvolvimento de enzimas engenheiradas que visem a poli especificidade ou que sejam mais seletivas, visando o aumento da atividade catalítica. Além disso, os complexos gerados poderão, futuramente, servir como ponto de partida para simulações do processo de catálise, utilizando mecânica quântica e mecânica clássica. (AU)