Mecanismos moleculares de origem eletrostática responsáveis pela complexação de proteínas

Resumo

As interações eletrostáticas em e entre biomoléculas desempenham um importante papel no entendimento e no controle do comportamento de proteínas e de misturas de biopolímeros, incluindo vários sistemas de considerável relevância, tanto nas ciências da vida, como em (bio)tecnologia. Nesta proposta, pretendemos estudar o efeito do mecanismo da regulação de cargas no aumento das demais interações eletrostáticas responsáveis pela complexação de proteínas com ácidos nucleicos. Para isso, será necessário o desenvolvimento de novos modelos mesoscópicos e ferramentas computacionais. Os principais sistemas a serem estudados são complexos regulatórios 7SK, que é um protótipo da atividade regulatória de ncRNAs na expressão gênica, e, por sua elevada carga elétrica, deve amplificar os efeitos do mecanismo de regulação de cargas. Nossa ferramenta básica de trabalho será a Mecânica Estatística (simulações moleculares). O principal resultado final será a energia livre das interações (e suas derivadas). A modelagem dos sistemas será baseada em modelos contínuos anteriormente desenvolvidos por nós, cujas Hamiltonianas efetivas serão solucionadas por simulações com o método Monte Carlo em conjunto com técnicas de perturbação termodinâmicas e algoritmos que serão desenvolvidos para facilitar a amostragem do espaço de fases. Esses cálculos serão complementados com simulações por dinâmica molecular. Pretende-se também revisar aspectos metodológicos, aprimorar e desenvolver novas ferramentas computacionais. (AU)