Dinâmica molecular dirigida aplicada ao estudo de desenovelamento de um aptâmero de RNA - Santos, Luis Andre Baptista dos (2019)
Neste trabalho foi aplicada a técnica de simulação por dinâmica molecular dirigida com solvente implícito, de forma a estudar o processo de desnaturação de um aptâmero de RNA de fita dupla e de dois complexos com as moléculas de estreptomicina e bluensomicina. De forma a modelar o solvente, as equações de movimento das partículas foram modeladas segundo uma dinâmica de Langevin, como valor da constante de fricção sendo calibrado contra simulações por dinâmica molecular de equilíbrio. A dinâmica molecular dirigida foi realizada se aplicando um potencial harmônico entre o átomo O5’ do resíduo C101 e um átomo virtual móvel. O átomo O5’ do resíduo G1 foi mantido fixo pela aplicação de um potencial de restrição. Os parâmetros do potencial harmônico foram calibrados de forma que a curva de força-extensão gerada fosse a mais suave possível. O valor ajustado para a constante de força do potêncial harmônico aplicado foi de = 200,0 kJ mol (−1) nm (−2) e a velocidade de afastamento entre os átomos foi de = 0,05 nm ps (−1). As simulações de Dinâmica Molecular Dirigida, DMD, (500 réplicas por sistema) mostraram que o processo de desnaturação da molécula de RNA por aplicação de força acontece de maneira hierárquica. A aplicação da identidade de Jarzynski aos perfis de força obtidos com as simulações de DMD mostraram que a diferença de energia livre (de não-equilíbrio) para a complexação das moléculas de estreptomicina e bluensomicina pelo RNA corresponde a -5,26 ± 0,15 kJ mol (−1) e +5,78 ± 0,34 kJ mol (−1), respectivamente. As simulações de DMD e a decomposição da energia livre em energia interna e entropia evidenciam o padrão de ligações de hidrogênio formadas pela molécula de estreptomicina com o sítio de ligação que conferem estabilidade ao sítio de ligação.