Desenvolvimento de sistema computacional para simulações de dinâmica molecular a pH constante

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Martins, Ingrid Bernardes Santana [UNESP]
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Dinâmica Molecular; pH constante; pKa; Biofísica Molecular; Molecular Dynamics; Constant pH; Biophysics
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/143901

Diversos processos biológicos envolvendo proteínas são mediados por alterações de pH. Infecção de células por vírus, catálise enzimática, associação de ligantes e a solubilidade de compostos são exemplos de tais processos. Assim, investigar o comportamento das cargas dos grupos ionizáveis de proteínas em função de mudanças no pH é de grande interesse. Simulações de Dinâmica Molecular são amplamente utilizadas para estudo dos mais diversos sistemas biológicos devido à confiabilidade de seus resultados. No entanto, elas não se mostram eficientes para a descrição de sistemas sensíveis a variações de pH pois os graus de ionização precisariam variar ao longo da simulação. Esse estado é definido na modelagem do sistema com base no pKa desses grupos isolados e no pH da solução. Isso representa uma limitação severa, pois processos que são modulados pela mudança na protonação não podem ser observados, de modo que uma abordagem mais realista é executar simulações em que o estado de protonação dos componentes do sistema possam variar com o tempo. Neste trabalho é desenvolvido um sistema computacional que acopla Dinâmica Molecular comum, executada com o pacote GROMACS, a um algoritmo que modifica o estado de protonação dos resíduos ionizáveis do sistema em intervalos de tempo regulares utilizando o método Monte Carlo com o critério de Metrópolis. Objetivando-se testar o método desenvolvido, foram realizadas Simulações de Dinâmica Molecular a pH Constante de um pepídeo composto majoritariamente de alaninas e cujo único grupo ionizável é um ácido glutâmico em diferentes pHs, com a finalidade de obter a curva de titulação desse peptídeo e então compará-la com a curva de titulação do ácido glutâmico isolado.