Simulações de dinâmica molecular de transportadores de oligopeptídeos dependentes de prótons

Resumo

O transporte de peptídeos para o interior da célula desempenha papel fundamental na homeostase celular e destaca-se como a principal via de captação de nitrogênio. Este mecanismo de transporte é conservado desde bactérias atéanimais superiores e plantas. Proteínas envolvidas na captação e transporte de peptídeos pertencem à família dos transportadores dependentesde prótons (POT, proton-coupled oligopeptide transporter). Uma característica comum às proteínas transportadoras da família POTé sua capacidade de reconhecer e transportar uma grande diversidade de substratos. Estas proteínas estão envolvidas no transporte de mais de 8000diferentes tipos de di e tripetídeos, incluindo moléculas com importância farmacológica.Compreender como um único sítio de ligação pode reconhecer uma grande variedade de substratos tem sido uma das questão fundamentais nosestudos de transportadores de peptídeos. Estudos estruturais em conjunto com análises biofísicas, mostraram recentemente que essasproteínas interagem de maneira distinta com di e tripeptídeos. Enquanto dipeptídeos ligam-se ao transportador em uma posição horizontalem relação ao plano da membrana, tripeptídeos adotam uma orientação vertical e realizam diferentes interações com o sítio de ligação. Além disso, foi demonstrado também que estes diferentes modos de ligação estão associados a mecanismos de transporte termodinamicamente distintos. Estes mecanismos operam com velocidades distintas e requerem diferentes quantidades de prótons, dependendo do tamanho do peptídeo a ser transportado. Embora estes resultados sugiram a existência de dois mecanismos de transporte distintos operando a partir do mesmo sitio de ligação, as bases moleculares para as diferenças observadas ainda não são conhecidas. Neste projetopretende-se aplicar técnicas de simulação computacional por Dinâmica Molecular (MD) atomística para o estudo do efeito da força próton motriz (pmf) sobre a estrutura e a dinâmica dos transportadores PepTSo e PepTSt embebidos na bicamada lipídica. Metodologias de dinâmicamolecular com amostragem ampliada serão utilizadas para descrever estados intermediários do processo de transporte. O efeito de diferentesclasses de lipídios na dinâmica destes transportadores também será abordado, através de modelos coarse-grained. Por fim, cabe ressaltar que esta proposta é parte integrante e fundamental do recém aprovado projeto bilateral dentro da chamada FAPESP/RCUK/BBSRC (Fapesp Proc. 2015/50366-7).No referido projeto, pretende-se investigar os detalhes mecanísticos do transporte de peptídeos através da membrana, utilizando uma abordagemexperimental-técnica. Isto se dará por uma colaboração entre nosso grupo e o grupo coordenado pelo Prof. Dr. Anthony Watts (Universidadede Oxford). (AU)