Análise de interações proteicas via SAXS e simulações de Monte Carlo

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Tanouye, Fernando Takeshi
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: interação; interaction; Monte Carlo; proteínas; proteins; SAXS
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-06022023-153216/

Proteínas são polímeros de aminoácidos envolvidos em praticamente todas as funções metabólicas dos seres vivos. Em seu contexto natural de atuação, ou mesmo em aplicações biotecnológicas, elas frequentemente se encontram imersas em ambientes altamente concentrados - no meio intracelular, por exemplo, há cerca de 50-400 g/L de proteínas totais. Nessas condições, o estudo das interações proteína-proteína é fundamental para a compreensão dos fatores que determinam a sua estabilidade. Neste projeto, propomos a realização de experimentos de espalhamento de raios-X a baixos ângulos (SAXS) para o estudo das interações proteicas em sistemas simples e misturas de lisozima e albumina de soro bovino (BSA), duas proteínas modelo bastante conhecidas na literatura. Esta técnica nos permitiu, juntamente com uma abordagem teórica para os potenciais de interação, avaliar os efeitos das mudanças de concentração, temperatura e força iônica nas amostras. A análise teve como foco a modelagem do fator de estrutura por meio do potencial Hard-Sphere Double-Yukawa (HSDY) sob a relação de fechamento RPA. Outra abordagem utilizada foi a realização de simulações de Monte Carlo, nas quais representamos as proteínas por meio de esferas duras carregadas (modelo primitivo). Num primeiro momento, realizamos simulações para testar a validade e a coerência do modelo HSDY/RPA empregado nos ajustes, o qual apresentou diversas limitações. Em seguida, propomos um novo método para o ajuste das curvas experimentais por meio de simulações do fator de estrutura com Monte Carlo. Este método se mostrou bastante viável e capaz de modelar as curvas de espalhamento, tanto das soluções simples quanto das misturas binárias, além de evitar os erros de aproximação decorrentes das relações de fechamento. Assim, pudemos descrever o comportamento das proteínas e obter informações complementares que não seriam acessíveis somente pela técnica de SAXS.