Pivot-SAXS: desenvolvimento de uma nova metodologia para caracterização estrutural e conformacional de macromoléculas combinando SAXS e simulações computacionais

• Autor(a) principal: Ferreira, Carolina Tatiani Alves [UNESP]
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11449/244645
• topic: Biofísica; Macromoléculas; Desenvolvimento de software; Raios X Espalhamento a baixo ângulo; Algoritmos de computador; Análise conformacional; Simulação por computador; Molecular structure; Simulated annealing; Molecular biophysics; Computer software development

A comunidade científica já se utiliza da combinação de técnicas experimentais e computacionais em suas investigações, especialmente para sistemas biológicos complexos devido à dinâmica das macromoléculas em solução e mudanças conformacionais. No entanto, a predição da estrutura de moléculas biológicas em solução é um problema desafiador para teóricos e experimentalistas, dada a falta de técnicas disponíveis para observar esses sistemas. O espalhamento de raios-X de baixo ângulo (SAXS) é uma técnica experimental que fornece informações quantitativas, como raio de giro e distância entre pares, mas não informações estruturais precisas. No entanto, combinado com uma técnica computacional, SAXS já é capaz de analisar estruturalmente estes sistemas gerando o "envelope", por exemplo. Assim, foi desenvolvido o programa Pivot-SAXS para ampliar as possibilidades de estudos conformacionais. O programa usa uma estrutura inicial e informações de estrutura secundária para criar um potencial baseado em um fator de esfera rígida, que proíbe choques estéricos e minimiza o espaço conformacional. O programa gera novas conformações usando um algoritmo de pivot e avalia a similaridade entre as curvas de espalhamento teórica e experimental, completando o potencial usando o critério de Metropolis. O código está disponível em Github. Os resultados obtidos pelo Pivot-SAXS foram satisfatórios e congruentes com outras metodologias, o que indica sua aplicabilidade em estudos futuros.