PPGCB - Mestrado em Ciências Biológicas
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Navegando PPGCB - Mestrado em Ciências Biológicas por Autor "Albuquerque, Eudenilson Lins de"
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Dissertação Análise energética dos fármacos Zanamivir e Oseltamivir associados a neuraminidase selvagem e com mutação HIS274TIR(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-09-11) Souza, Mylene Radmila de Oliveira; Fulco, Umberto Laino; Albuquerque, Eudenilson Lins de; ; http://lattes.cnpq.br/3594651355252245; ; http://lattes.cnpq.br/9579151361576173; ; http://lattes.cnpq.br/5858947460858441; Bezerra, Katyanna Sales; ; http://lattes.cnpq.br/5246433025467179; Barbosa Filho, Francisco Ferreira; ; http://lattes.cnpq.br/2664045440231962A influenza A (H1N1) é uma virose respiratória aguda e contagiosa. Sua cepa foi reconhecida no início do ano de 2009, e constitui pelo menos a metade das causas de pandemias de gripes em humanos. O mecanismo de infecção do vírus se dá por meio das duas glicoproteínas de superfície, a hemaglutinina e a neuraminidase. A hemaglutinina liga-se aos receptores do ácido siálico, induzindo a incorporação do envelope viral pela célula e a neuraminidase age clivando o ácido siálico dos receptores celulares. Esse mecanismo impede o agrupamento viral e, por esse motivo, tornou-se um importante alvo para fármacos antivirais. Atualmente, o Oseltamivir e o Zanamivir são os agentes de escolha para o tratamento e profilaxia da gripe por apresentar vantagens em relação aos outros fármacos, entretanto, já foram descritos casos de resistência a eles, o que se tornou motivo de preocupação para os profissionais de saúde. Tal resistência é acarretada por substituições de aminoácidos que se localizam no sítio ativo da neuraminidase, o que pode influenciar na afinidade e especificidade da ligação ao receptor. A substituição da histidina por uma tirosina (HIS274TIR) é a mais encontrada. A partir da obtenção das estruturas cristalográficas das proteínas escolhidas (3TI6), (3CL0), (3TI5) e (3CKZ) foi calculada a energia de interação do Zanamivir e Oseltamivir co-cristalizado à neuraminidase selvagem e com a mutação His274Tir, através de técnicas computacionais de modelagem molecular, com base na abordagem da Teoria Funcional da Densidade (DFT) associada ao Método de Fracionamento Molecular com Capas Conjugadas (MFCC). Os resultados obtidos constataram que os resíduos com os valores energéticos mais significativos estão situados no sítio ativo da neuraminidase interagindo com os dois antagonistas estudados, tal fato enfatiza a importância de mantê-los preservados com o objetivo de não comprometer a afinidade entre eles. Com esse conhecimento, é possível realizar um aprimoramento no design dos fármacos para que estes possam ser mais específicos e eficientes no combate à disseminação da gripe.Dissertação Análise in silico da interação entre a integrina α2β1 e o colágeno(2016-03-18) Bezerra, Katyanna Sales; ; ; Albuquerque, Eudenilson Lins de; ; Freire, Valder Nogueira;A matriz extracelular (MEC) dos tecidos conjuntivos representa um complexo de numerosos membros de várias famílias de proteínas que delineiam sua integridade estrutural e várias funções fisiológicas. As interações que ocorrem entre a célula e a matriz desempenham um papel preponderante na fixação celular e migração, assim como também regulam e promovem a diferenciação celular e a expressão de genes. O controle dessas interações celulares é crucial para grande parte dos processos biológicos. As integrinas são uma família de glicoproteínas transmembranares, que funcionam como os principais receptores metazoários para a adesão celular, desempenhando um papel central em funções de suporte físico para a transdução de sinais, montagem do citoesqueleto de actina, expressão gênica e funções celulares. Estas glicoproteínas podem se ligar a glicoproteínas da matriz extracelular, tal como o colágeno, esta ligação permite a regulação e integridade da adesão celular, migração celular e resposta imune. Neste sentido, este trabalho tem como objetivo realizar uma análise ab initio da interação entre o domínio-I da integrina α2β1 e o colágeno com sequência GFOGER. A análise foi desenvolvida utilizando-se cálculos de mecânica quântica, no âmbito da Teoria do Funcional da Densidade (DFT), com aproximações do Gradiente Generalizado (GGA) para descrição dos efeitos de correlação e troca. As energias de interação entre os resíduos do domínio-I α2 da integrina e os resíduos do colágeno foram calculadas utilizando-se o método de fragmentação molecular com capas conjugadas (MFCC). Os resultados encontrados comprovam a importância do íon metálico presente na região MIDAS da integrina para a interação com a molécula do colágeno. A análise das energias de interação apresentaram os resíduos Glu11, Glu33, Glu55, Arg12, Arg34 e Arg56 da sequência GFOGER do colágeno, como cruciais para a interação com a integrina. Já os resíduos da integrina que demonstraram ser de grande relevência para a interação foram a Thr221, Asp219, Asp254 e Glu256. Além disso, os resultados também destacam a importância da alteração da conformação destes resíduos durante a interação entre as proteínas. Logo, o conhecimento das peculiaridades que envolvem a interação entre a integrina α2β1 podem auxiliar a compreensão de eventos ainda não totalmente esclarecidos, bem como fornecer dados relevantes sobre os aspectos particulares apresentados em modelos de mutações.Dissertação Biodegradação de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos: prospecção metagenômica e modelagem computacional 3-D de proteínas(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2011-05-23) Sousa, Bruno Gomes de; Fulco, Umberto Laino; Blaha, Carlos Alfredo Galindo; ; http://lattes.cnpq.br/2307806644081146; ; http://lattes.cnpq.br/9579151361576173; ; http://lattes.cnpq.br/8255679020994527; Albuquerque, Eudenilson Lins de; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783172H5; Almeida, Paulo Fernando de; ; http://lattes.cnpq.br/8972128111026703O conhecimento sobre os procariotos nativos em locais de risco favorece a aplicação de biotecnologias para biorremediação. Estratégias independentes de cultivo, como metagenômica, contribuem para aprofundar o conhecimento microbiológico, possibilitando estudos com organismos não cultiváveis acerca do status microbiológico nativo e seu potencial papel na biodegradação de, por exemplo, Hidrocarbonetos Aromáticos Policíclicos (HAP s). Considerando o bioma de mangue uma interface frágil e crítica de fronteira com o oceano, este trabalho caracteriza a microbiota nativa de mangue com potencial biodegradador de HAP s utilizando um biomarcador molecular para detecção e avaliação da diversidade bacteriana em áreas sob influência de indústrias petrolíferas através da PCR-DGGE na Bacia Petrolífera Potiguar (BPP). Foi escolhido um biomarcador molecular metabólico, enzima PcaF, para detecção de procariotos degradadores de HAP s. Com o biomarcador, fingerprints foram obtidos de amostras de Paracuru-CE, Fortim-CE e Areia Branca-RN, revelando a ocorrência de flutuações das comunidades microbianas de acordo com os períodos de amostragem e em resposta ao impacto por petróleo. Através da análise das comunidades microbianas frente à interferência da indústria do petróleo, em Areia Branca-RN e Paracuru-CE foi observado que o petróleo é determinante para a diversidade microbiana. Fortim-CE provavelmente não tem influência direta da atividade petrolífera. No intuito de obter dados para o melhor entendimento do transporte e biodegradação de HAP s, foram desenvolvidos estudos in silico de modelagem e simulação computacional a partir da obtenção de modelos 3-D de proteínas envolvidas na degradação do fenantreno, no transporte de HAP s e também a obtenção do modelo 3-D da enzima PcaF. Estudos de dockings com substratos e produtos forneceram dados para o melhor entendimento sobre o mecanismo de transporte e catálise de HAP sDissertação Bioquímica quântica na diferenciação dos níveis de ativação de receptores AMPA por agonistas parciais Wilardina(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-02-26) Lima Neto, José Xavier de; Fulco, Umberto Laino; ; http://lattes.cnpq.br/9579151361576173; ; http://lattes.cnpq.br/4087097955623085; Albuquerque, Eudenilson Lins de; ; http://lattes.cnpq.br/3594651355252245; Corso, Gilberto; ; http://lattes.cnpq.br/0274040885278760; Mauriz, Paulo Wilson; ; http://lattes.cnpq.br/7636664451155498No sistema nervoso central de mamíferos, a transmissão sináptica rápida entre células nervosa é realizada primariamente pelo receptor α-amino-3-hidroxi-5-metil-4- isoxazolpropiônico (AMPA), um Receptor Ionotrópico de Glutamato, que está relacionado com a aprendizagem, memória e homeostase do sistema nervoso. Deficiências em seu funcionamento são correlacionadas com o desenvolvimento de muitas desordens cerebrais, tais como epilepsia, esquizofrenia, autismo, Parkinson e Alzheimer. O uso dos análogos de wilardina tem se mostrado uma poderosa ferramenta para o entendimento dos mecanismos de ativação e dessensibilização deste receptor, pois a modificação em um único átomo deste ligante permite a observação de variados níveis de eficácia. Neste trabalho, tirando vantagem das estruturas de Flúor Wilardina (1.35Å), Hidrogênio Wilardina (1.65Å), Bromo Wilardina (1.8Å) e Iodo Wilardina (2.15Å), co-cristalizadas com o receptor GluA2 com os códigos 1MQI, 1MQJ, 1MQH e 1MQG, respectivamente, buscou-se diferenciar energeticamente a eficácia dos quatro ligantes. Os complexos foram submetidos a cálculos energéticos baseados na teoria do funcional da densidade (DFT), sob a óptica do método do fracionamento molecular com caps conjugados (MFCC). Os resultados obtidos mostram uma relação entre os valores energéticos e a ordem de eficácia de cada wilardina (FW > HW > BrW > IW), ainda evidenciam a importância de E705, R485, Y450, S654, T655, T480 e P478 como os aminoácidos que contribuem mais fortemente com a interação dos quatro agonistas parciais wilardina. Juntamente com isto, delineamos o comportamento de M708, sendo atraído pelos ligantes FW e HW, e repelido por BrW e IW. Com os dados relatados neste trabalho, faz-se possível um melhor entendimento do receptor AMPA, o que pode servir como auxilio no desenvolvimento de novos fármacos para este sistema.Dissertação Estudo in silico da interação da albumina de soro humano com o ibuprofeno(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2013-02-28) Dantas, Diego de Sousa; Fulco, Umberto Laino; ; http://lattes.cnpq.br/9579151361576173; ; http://lattes.cnpq.br/3974066542571962; Albuquerque, Eudenilson Lins de; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783172H5; Freire, Valder Nogueira; ; http://lattes.cnpq.br/8647922327100953; Serva, Maurizio; ; http://lattes.cnpq.br/3290820353773442Na atualidade, os métodos computacionais vêm sendo cada vez mais utilizados para auxiliar a biologia molecular na caracterização de sistemas biológicos, principalmente quando esses possuem relevância para a saúde humana. O ibuprofeno é um antiinflamatório não-esteroidal de larga utilização na clínica. Uma vez na corrente sanguínea, boa parte do ibuprofeno fica ligada a albumina de soro humano, a principal proteína do plasma sanguíneo, diminuindo a sua biodisponibilidade e necessitando de maiores doses para a produção de seu efeito antiinflamatório. Este estudo teve por objetivo caracterizar, através da energia de interação, como ocorre a ligação do ibuprofeno à albumina e estabelecer quais os principais aminoácidos e interações moleculares envolvidas no processo. Para tal desenvolveu-se um estudo in silico, com utilização de cálculos de mecânica quântica, baseada na Teoria do Funcional da Densidade (DFT), com aproximações do Gradiente Generalizado (GGA) para descrição dos efeitos de correlação e troca. A energia de interação de cada aminoácido do sítio de ligação, com o ligante foi calculada com base no método de fragmentação molecular com capas conjugadas (MFCC). Além da energia, foram calculadas as distâncias, tipos de interações moleculares e grupos atômicos envolvidos. Os modelos teóricos utilizados foram satisfatórios e demonstraram uma descrição mais precisa com a utilização da constante dielétrica ε=40. Os achados corroboram com a literatura colocando o sítio Sudlow I (I-FA3) como o principal sítio de ligação e o sítio I-FA6 como sítio secundário. Contudo, difere quanto à identificação dos aminoácidos mais importantes, que por meio da energia de interação, em ordem decrescente de energia, são: Arg410, Lys414, Ser 489, Leu453 e Tyr411 para o Sítio I-FA3 e Leu481, Ser480, Lys351, Val482 e Arg209 para o sítio I-FA6. A quantificação da energia de interação e a descrição dos aminoácidos mais importantes abre caminhos para novos estudos que visem a manipulação da estrutura do ibuprofeno, no sentido de diminuir a interação desse com a albumina, e consequentemente aumentar a sua distribuiçãoDissertação Estudo in silico das interações da protease NS3-NS2B de DENV-2 com o inibidor peptídico Bz-nKRR-H com finalidades terapêuticas(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-07-18) Ourique, Gabriela Salvador; Albuquerque, Eudenilson Lins de; Fulco, Umberto Laino; ; http://lattes.cnpq.br/9579151361576173; ; http://lattes.cnpq.br/3594651355252245; ; http://lattes.cnpq.br/0446354669574845; Fulco, Umberto Laino; ; http://lattes.cnpq.br/9579151361576173; Freire, Valder Nogueira; ; http://lattes.cnpq.br/8647922327100953Dengue (DENVE) é um importante vírus patógeno pertencente ao gênero Flavivirus. O genoma do vírus da Dengue, é constituído de RNA envelopado de fita simples e sentido único (+), possui aproximadamente 10.7-11 Kb. O RNA de DENV é traduzido como uma única poliproteína. Esta poliproteína, é traduzida em 3 proteínas estruturais (C, prM e E) e 7 não estruturais (NS1, NS2A, NS2B, NS3, NS4A, NS4B e NS5). A proteína NS3 é uma proteína multifuncional que além de promover o processamento da poliproteína do genoma viral, também possui atividade helicásica, NTPásica e RTPásica. A NS3 precisa de cerca de 40 resíduos da proteína NS2B (que age como cofator) para realizar suas atividades. Os tratamentos de DV atuais são principalmente sintomáticos, não existem vacinas eficazes aprovadas e comercializadas, nem drogas antivirais disponíveis para proteger ou curar a doença da dengue. O inibidor tetrapeptídico Bz-Nle-Lys-Arg-Arg-H, (com Ki de 5,8-7,0 μM) tem sido apresentado na literatura como um potente inibidor da protease NS3 em DV. Sendo uma estratégia inteligente para o tratamento da Dengue. O presente trabalho objetivou estudar as interações do ligante junto ao sítio ativo para fornecer uma visão mais clara e aprofundada dessas interações. Para tal desenvolveu-se um estudo in silico, com utilização de cálculos de mecânica quântica, baseada na Teoria do Funcional da Densidade (DFT), com aproximações do Gradiente Generalizado (GGA) para descrição dos efeitos de correlação e troca. A energia de interação de cada aminoácido do sítio de ligação, com o ligante foi calculada com base no método de fragmentação molecular com capas conjugadas (MFCC). Além da energia, foram calculadas as distâncias, tipos de interações moleculares e grupos atômicos envolvidos. Os modelos teóricos utilizados foram satisfatórios e demonstraram uma descrição mais precisa com a utilização da constante dielétrica ε=20 e 80. Os resultados demonstram que a energia de interação do sistema atingiu a convergência em 13,5A. Dentro desse raio de interação os resíduos mais importantes foram identificados. Met49, Met84 e Asp81 realizam interações de hidrogênio. Os resíduos Asp79 e Asp75 apresentam elevada energia de atração. Já resíduos como Arg54, Arg85 e Lys 131 realizam interações de hidrogênio próximas com o ligante, porém, aparecem no gráfico do BIRD possuindo elevada energia de repulsão com o inibidor. Os resultados também destacam a importância do resíduo Tyr161 e o envolvimento da tríade catalítica constituída por Asp75, Ser135 e His51.Dissertação Inibição do câncer de mama utilizando imunoterapia através de uma modelagem computacional quântica(2017-12-08) Tavares, Ana Beatriz Medeiros Lins de Albuquerque; Albuquerque, Eudenilson Lins de; https://orcid.org/0000-0002-1022-1048; http://lattes.cnpq.br/3594651355252245; http://lattes.cnpq.br/3953328237711969; Henriques Neto, José de Miranda; http://lattes.cnpq.br/0396226790771119; Fulco, Umberto Laino; https://orcid.org/0000-0002-4528-9878; http://lattes.cnpq.br/9579151361576173Quando ativado, o nosso sistema imunológico é capaz de reconhecer e destruir células tumorais pela ativação dos chamados pontos de verificação imunológicos, essenciais para evitar eventos autoimunes, criando barreiras para a ativação de células T e rejeição de tumores. Uma das principais vias de inibição é feita pela proteína PD-1, cuja ativação é explorada por vários tipos de tumores cancerígenos, sendo considerado hoje em dia uma abordagem terapêutica nova e importante para o tratamento do câncer em geral incluindo o câncer de mama. Vários anticorpos inibidores dos pontos de verificação imunológicos já foram aprovados pela US-FDA (United States - Food and Drug Administration) para interromper a interação do receptor PD-1 com os seus ligantes PD-L1 e PDL2, atenuando os sinais inibitórios e aumentando a resposta antitumoral.Entre eles, a droga pembrolizumab, um anticorpo inibidor do ponto de controle imune, está sendo amplamente utilizada para bloquear eficientemente um mecanismo protetor do tumor, estimulando as células T para atacar e destruir as células cancerígenas. Dentro deste contexto, o objetivo deste trabalho é descrever as energias de interação entre a proteína PD-1, o receptor de morte celular programado, e seu inibidor, o fármaco pembrolizumab, usando métodos de bioquímica quântica, considerando-se a estrutura cristalina da proteína PD-1 emcomplexo com seu inibidor. A energia de interação entre cada molécula de PD-1 e o fármaco foi calculada in silico através de abordagens quânticas, levando-se em conta resíduos de aminoácidos atrativos e repulsivos significativos. Foi observado poucas interações repulsivas, com forte predominância da contribuição atrativa, apontando para uma forte inibição do receptor PD-1. Além disso, foram analisados vários aspectos bioquímicos, especialmente àqueles relacionados aos pontos de verificação imune. Nossos resultados mostram que o método computacional usado neste trabalho é um primeiro passo, de baixo custo, para desvendar os resíduos de aminoácidos do fármaco que desempenham o papel mais importante na afinidade de ligação do complexo pembrolizumab / PD-1. Além disso, pode ser considerado uma etapa qualitativa para que a imunoterapia se torne uma das ferramentas padrão, levando ao desenvolvimento de novas e eficientes drogas farmacêuticas contra o câncer.Dissertação Modelagem molecular na caracterização eletrônica de oligopeptídeos e na descrição quântica da interação fármaco-receptor(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2012-03-02) Oliveira, Jonas Ivan Nobre; Fulco, Umberto Laino; Albuquerque, Eudenilson Lins de; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783172H5; ; http://lattes.cnpq.br/9579151361576173; ; http://lattes.cnpq.br/2461374517882321; Corso, Gilberto; ; http://lattes.cnpq.br/0274040885278760; Freire, Valder Nogueira; ; http://lattes.cnpq.br/8647922327100953Nessa dissertação, os princípios teóricos que regem a Modelagem Molecular foram aplicados na caracterização eletrônica do oligopeptídeo α3 e seus variantes (5Q,7Q)-α3, como também na descrição quântica da interação do aminoglicosídeo higromicina B e a subunidade 30S do ribossomo bacteriano. No primeiro estudo, os dipeptídeos lineares e neutros constituintes das biomoléculas mencionados foram modelados e posteriormente otimizados até uma estrutura de menor energia potencial e ângulos diedros adequados. No caso, três processos de otimização geométrica, baseados subsequentemente na teoria clássica newtoniana, na semi-empírica e na teoria do funcional da densidade (DFT), varreram a paisagem de energia de cada dipeptídeos na busca de uma estrutura de energia mínima ideal. Por fim, os confôrmeros ótimos foram descritos quanto ao potencial eletrostático, energia de ionização (aminoácidos), orbitais de fronteira HOMO/HOMO-1 e termo de hopping. A partir dos termos de hopping descritos nesse trabalho, foi possível, em estudos subsequentes, caracterizar as propriedades de transporte de cargas destes modelos peptídicos. Vislumbra-se uma nova tecnologia de biosensores capaz de diagnosticar doenças amiloides, relacionadas ao acúmulo de peptídeos disformes, a partir do perfil de condutividade elétrica apresentado pelas proteínas do paciente. Em um segundo momento dessa dissertação, realiza-se um estudo quântico por modelagem molecular da energia de interação de um antibiótico aminoglicosídico em seu receptor ribossômico. Sabe-se que a higromicina B (higB) é um antibiótico aminoglicosídeo que afeta a translocação ribossomal pela interação direta com a subunidade menor do ribossomo bacteriano (30S), especificamente com nucleotídeos da hélice 44 do RNA ribossômico 16S (rRNA 16S). Devido ao forte caráter eletrostático desta conexão, foi proposta a investigação energética do mecanismo de ligação da higB no 30S usando diferentes valores de constantes dielétricas (ε=0, 4, 10, 20 e 40), as quais são amplamente utilizadas no estudo das propriedades eletrostáticas de biomoléculas. Para isso, foram medidos raios crescentes centralizados no centróide da higB tendo por base a estrutura cristalina higB-30S (1HNZ.pdb), e apenas a energia de interação individual de cada nucleotídeo englobado foi calculada quanticamente utilizando a estratégia de fracionamento molecular com capuzes conjugados (MFCC). Percebeu-se que as constantes dielétricas subestimam as energias de interação individuais, permitindo que o estado de convergência energética seja alcançado rapidamente. Porém apenas para ε=40, a energia de interação total droga-receptor se estabilizou em r=18Å, o que se constituiu como um adequado sítio de ligação, pois englobou os resíduos do 16S que interagem mais fortemente com a higB - C1403, C1404, G1405, A1493, G1494, U1495, C1496 e U1498. Assim, a constante dielétrica ≈40 é ideal para o tratamento de sistemas com muitas cargas. Confrontando as energias de ligação individuais dos nucleotídeos 16SrRNA com ensaios experimentais para determinação da concentração inibitória mínima (MIC) da higB, acredita-se que esses resíduos com elevados valores de interação gerariam resistência bacteriana à droga quando mutados. Com o mesmo raciocínio, visto que aqueles com baixa energia não influenciariam de forma eficaz a afinidade da higB em seu sítio de ligação, não ocorreria perda de eficácia caso fossem substituídos.