Desenvolvimento de nanobiossensores utilizando técnicas computacionais avançadas

Resumo

O objetivo principal deste projeto é certificar, a nível molecular, os experimentos de desenvolvimento de "nanobiossensores" usando avançadas técnicas de simulação computacional. Nanobiossensores são feitos através da funcionalização de pontas de microscópios de força atômica, AFM, do inglês atomic force microscope, com monocamadas orgânicas. Os nanoprotótipos atualmente desenvolvidos no Grupo de Pesquisa em Nanoneurobiofísica (GNN) são capazes de detectar a presença de contaminantes e permitem entender os processos físico-químicos envolvidos nos estudos de doenças autoimunes e neurodegenerativas. Os estudos computacionais irão quantificar as energias de interações da superfície de imobilização com as enzimas e das enzimas com os inibidores. As etapas deste estudo molecular serão: I) estudo da estrutura eletrônica da enzima e localização exata do sítio ativo; II) estudo do efeito da interação específica sobre a estrutura eletrônica da enzima; III) parametrização das moléculas dos inibidores; IV) simulação dos sistema enzimático monômero/dímero + inibidor, visando obter informações sobre a estabilidade mecânica do sistema e do sítio ativo na presença do herbicida e V) cálculo da energia livre de ligação/adesão entre a enzima e herbicidas e enzimas e superfície de imobilização. As enzimas alvo deste projeto serão: Acetil-coA Carboxilase (ACCase), 5-enolpiruvoil-shikimato-3-fosfato sintetase (EPSPs) e AcetolactatoSintase (ALS). As técnicas de Docking Molecular, cálculos de potenciais eletrostáticos, simulações por Dinâmica Molecular e cálculos híbridos utilizando a metodologia mecânica molecular e quântica (QM/MM - Quantum Mechanics/Molecular Mechanics) delinearão as interações específicas do sistema.