Dissertação de mestrado
Produção e análise de simulações de dinâmica molecular de proteínas mesofílicas e termofílicas para avaliação de fatores envolvidos na termoestabilida e de proteínas.
Fecha
2022-11-09Registro en:
Zelenka, F.S. Produção e análise de simulações de dinâmica molecular de proteínas mesofílicas e termofílicas para avaliação de fatores envolvidos na termoestabilida e de proteínas. Tese (Mestrado em Biotecnologia) – Instituto de Ciência e Tecnologia, Universidade Federal de São Paulo. São José dos Campos, p. 77. 2022.
Autor
Zelenka, Fernanda Sucharski [UNIFESP]
Institución
Resumen
Organismos termofílicos são indivíduos capazes de sobreviver à condições de temperatura consideradas extremas. Para que isso seja possível, esses organismos necessitam que suas enzimas sejam capazes de catalizar reações bioquímicas à altas temperaturas. Sabe-se que algumas interações intramoleculares, como as pontes salinas, pontes de hidrogênio, interações hidrofóbicas, têm um importante papel na manutenção da estabilidade de proteínas a altas temperaturas. Neste trabalho, utilizou-se o pacote de dinâmica molecular AMBER para produzir simulações de dinâmica molecular de três pares de proteínas, cada um deles composto por uma proteína de Escherichia coli e uma proteína de Thermus thermophilus homologas entre si, nas temperaturas de 303 e 363 Kelvin (30 e 90◦C respectivamente), a fim de analisar o comportamento de cada uma dessas moléculas às condições testadas. Além disso, quantificou-se os aminoácidos formadores de pontes salinas presentes nas estruturas dessas proteínas, de forma a relacionar a presença dessas interações com o comportamento da proteína quando submetida à diferentes condições de temperatura. Coeficiente de Gini e a análise de divergência de Kullback-Leiber foram calculados para determinar a distribuição de rotâmeros nas cadeias laterais dos aminoácidos. Além disso, análises de correlação cruzada dinâmica foram realizadas a fim de determinar em quais proteínas e a quais condições há maior correlação entre os movimentos dos átomos das cadeias laterais dos amionoácidos que compõem as proteínas estudadas. Ao final, pode-se observar que, todas as proteínas termofílicas testadas apresentaram valores menores de RMSD do que as proteínas mesofílicas, entretanto, em um dos pares de proteínas testadas, o número de pontes salinas encontradas na estrutura da molécula termofílica foi menor do que àquele apresentado pelo seu par mesofílico. Neste último caso, por se tratar de um par homólogo formado por tiorredoxinas, que por natureza já são bastante termoestáveis, a ocorrência de maior porcentagem de pontes salinas na proteína mesofilica já era esperada. Além disso, nas análises de RMSD por resíduo pode-se observar que os aminoácidos que possuíam maiores médias de RMSD nas proteínas termofílicas são resíduos carregados e estão localizados nas alças que ligam os motivos estruturais. Quanto aos valores dos coeficiêntes de Gini e divergência de Kullback-Leiber calculados por resíduo, é possível observar que os resíduos que apresentam z-scores maiores ou iguais a 2 nas proteínas termofílicas são quase sempre resíduos carregados, o que não acontece nas proteínas mesofílicas. Já na análise de correlação cruzada dinâmica foi possível observar que todas as proteínas termofílicas utilizadas no estudo apresentaram valores de desvio padrão maiores à 303K, o que denota maiores correlações entre os movimentos dos átomos que compõem as cadeias laterais dos aminoácidos carregados à condição de menor temperatura. Quanto as proteínas mesofílicas, são observados valores de σ maiores na ACP a 363K, na EN4 a 303K e na TRX não foram observadas diferenças significativas entre os valores de desvio padrão nas duas temperaturas testadas