Desenvolvimento e Aplicação de Métodos de Reponderação de Amostragem para Estudos da Termodinâmica de Proteínas na Presença de Cossolventes

• Processo: 24/21000-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2029
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Leandro Martinez
• Beneficiário: Lucas Verona de Araujo
• 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): Biofísica Simulação de dinâmica molecular Dobramento de proteína
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biofísica | cossolventes | Dinâmica Molecular | Enovelamento de proteínas | interações intermoleculares | Reponderação de Amostragem | Biofísica de Proteínas

Resumo

Entender como cossolventes afetam o equilíbrio de enovelamento de proteínas se mostra um desafio, em virtude da complexidade do equilíbrio de interações que ocorrem no meio. Simulações de dinâmica molecular, combinadas a experimentos, têm auxiliado nessa investigação, revelando as principais interações entre solvente, cossolvente e proteína e propondo mecanismos diretos e indiretos para a modulação do enovelamento protéico. No entanto, a realização de simulações com modificações na composição da mistura, mutações proteicas ou transformações artificiais de interações químicas revelam aspectos microscópicos limitados a respeito das contribuições individuais de interações para o fenômeno global, além de serem processos custosos. Em vista dessa problemática, neste projeto, propomos o desenvolvimento de uma metodologia de reponderação de amostragem para detalhar essas contribuições a partir de um número reduzido de simulações.Vamos simular peptídeos helicoidais e a proteína HEWL em soluções de cossolventes, caracterizando a solvatação dessas biomoléculas pelos componentes da mistura e perturbando as principais interações intermoleculares observadas nas funções de distribuição de distâncias mínimas. Com isso, avaliaremos como propriedades estruturais das proteínas e macroscópicas do sistema dependem de cada interação observada. Esperamos, com isso, desenvolver um método rápido e versátil que permita trazer novos detalhes teóricos e aprofundar aspectos já discutidos na literatura a respeito dos efeitos da solvatação de cossolvente sobre a estrutura de proteínas.