Navegando por Autor "Lima Neto, José Xavier de"
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TCC Análise estrutural e eletrônica de pequenos peptídeos de Alanina: um estudo de métodos in silico(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-12-13) Medeiros, Mabelle de Araújo; Fulco, Umberto Laino; http://lattes.cnpq.br/9579151361576173; http://lattes.cnpq.br/9441305190617028; Lima Neto, José Xavier de; http://lattes.cnpq.br/4087097955623085; Bezerra, Katyanna Sales; http://lattes.cnpq.br/5246433025467179Aminoácidos são os monômeros de proteínas e, por isso, sua geometria pode influenciar na estrutura e funcionamento proteicos. Alanina é um dos aminoácidos mais importantes, estando presente em grande quantidade nas proteínas e sendo bastante utilizado em estudos computacionais devido a suas características, que incluem ser o menor aminoácido quiral. Por estas razões, analisamos quatro estruturas formadas exclusivamente por alanina, sendo elas compostas por um, dois, três e quatro resíduos (ALA1, ALA2, ALA3 e ALA4, respectivamente). Estas estruturas foram submetidas a cálculos DFT, usando os funcionais M062X, B3LYP, B97D, WB97XD, BHandHLYP a PBE, ab initio, usando os métodos Hartree-Fock (HF) e MP2, com o conjunto de bases 6-31+g(d) para ambos os tipos de cálculo, e semi-empíricos, nomeadamente AM1 e PM3. Foi feita a otimização de sua geometria, a fim de comparar como o aumento da cadeia influenciou na estrutura dos resíduos de alanina e qual o efeito de cada método nos parâmetros estudados. Observamos que a geometria interna (comprimentos de ligação e ângulos) quase não foi afetada pelo método de cálculo aplicado, enquanto o número de resíduos na cadeia peptídica pode alterar ligeiramente a descrição dos ângulos, com AM1 e MP2 apresentando os menores desvios de ângulo de ligação. As cargas de Mülliken foram bastante semelhantes ao comparar os métodos de cálculo e os quatro grupos de cadeia peptídica, embora os resultados semi-empíricos tenham fornecido cargas atômicas ligeiramente diferentes quando comparadas com as de DFT, HF e MP2. Na energia total, observamos que os cálculos AM1, PM3 e HF apresentaram as maiores energias totais, enquanto B3LYP e WB97XD apresentaram os menores. Por fim, os orbitais moleculares de fronteira foram a característica mais afetada pela escolha do método de cálculo.Dissertação Análise quântica das interações entre a enzima AKR1D1 com os hormônios esteroides testosterona e progesterona(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-10-30) Souza, Lucas Marques de; Fulco, Umberto Laino; ; http://lattes.cnpq.br/9579151361576173; ; Lima Neto, José Xavier de; ; http://lattes.cnpq.br/4087097955623085; Barbosa, Paulo Henrique Ribeiro; ; http://lattes.cnpq.br/1903813727934214A enzima Δ4-3-cetoesteróide 5β-Redutase Humana (AKR1D1) é uma importante reguladora da biodisponibilidade de esteroides e do fenótipo metabólico. Sua ação está diretamente relacionada a doenças como: obesidade, diabetes mellitos tipo 2, doença hepática gordurosa não alcoólica entre outras. A compreensão do mecanismo de ação desta enzima é de grande importância para facilitar o desenvolvimento de tratamentos de forma mais rápida e eficiente destas doenças relacionadas a ela. Com o intuito de contribuir para essa compreensão, analisouse, por meio de técnicas de mecânica quântica e simulação computacional, utilizando a Teoria do Funcional da Densidade (DFT) e do Método de Fracionamento molecular com capas conjugadas (MFCC), o comportamento das interações que regem os complexos da enzima AKR1D1 com os principais hormônios esteroides masculinos e femininos: testosterona, que está posicionada no sitío alostérico e a progesterona, posicionada no sítio ativo da enzima. No complexo Testosterona-AKR1D1 os resíduos de aminoácidos que mais contribuíram para energia de atração foram: TRP230 > TYR26 > ASN227 > TYR132 > SER225; e no complexo Progesterona-AKR1D1 foram: GLU120 > TRP230 > TYR58 > TYR132 > ILE57. O complexo com a testosterona, situado no sitio alostérico da enzima, apresentou uma energia de interação total maior em comparação com o posicionamento da progesterona no sitio ativo. O resíduo TRP230 obteve uma posição de destaque nos dois sistemas, reforçando seu importante papel de posicionar o ligante dentro da enzima. E GLU120, resíduo da tétrade catalítica, foi a maior energia de interação da AKR1D1 com a progesterona.Dissertação Avaliação por bioquímica quântica de interações entre o receptor beta secretase 1 (BACE1) e Ligantes(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-12-02) Clemente Júnior, Washington Sales; Fulco, Umberto Laino; http://lattes.cnpq.br/9579151361576173; http://lattes.cnpq.br/6613096511935122; Macedo Filho, Antônio de; http://lattes.cnpq.br/5432651695056904; Lima Neto, José Xavier de; http://lattes.cnpq.br/4087097955623085A doença de Alzheimer (DA) é um transtorno neurodegenerativo multifatorial progressivo e a principal causa de demência na vida adulta tardia. A hipótese da cascata amiloide sugere uma deposição de beta amiloide (Aβ) no cérebro, como resultado disso, há um desequilíbrio entre a produção e a depuração do peptídeo Aβ que se depositam em placas difusas. Essa seria a causa da lesão na DA. Nos últimos anos, vem sendo desenvolvidos diversos fármacos para diminuição das concentrações de Aβ40 e Aβ42, entre eles o 4- Butoxi-3-clorobenzil imidotiocarbamato e o Verubecestat que apresentam um grande potencial para a minimizar a produção do peptídeo. Este trabalho, faz uma análise das principais interações que ocorrem entre uma Beta secretase 1 (BACE1) e o seus ligantes a partir do Método de Fragmentação Molecular com Capas Conjugadas (MFCC), utilizando a abordagem DFT (Teoria Funcional da Densidade), para identificação de quais resíduos de aminoácidos contribuem para a ligação entre os fármacos, citados a cima, e seu receptor. Os resultados mostraram os valores energéticos de cada resíduo de aminoácido constituinte do sítio de interação com os ligantes em análise. Essa avaliação se deu em um raio de até 10,0 Å de distância dos fármacos. Os resultados mostram que 4- Butoxi-3-clorobenzil imidotiocarbamato possui maior afinidade ao alvo molecular do que o Verubecestat. Os resíduos ASP93, ASP289, TYR132, SER96, THR293, GLY291, LEU91, ILE179, THR292, TRP176, GLY95, PHE169, GLN134 são importantes para a formação do sistema com os dois fármacos. Sendo desses, a ASP93 e ASP289 mostram-se peças chaves para estabilização da formação dos complexos. Os dados encontrados são fundamentais para criação de novas estratégias no desenvolvimento de fármacos que possam contribuir para a melhora na qualidade de vida dos pacientes portadores de DA.Dissertação 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.Artigo DFT calculations of the structural, electronic, optical and vibrational properties of anhydrous orthorhombic L-threonine crystals(Elsevier, 2019) Araújo, Roniel de Lima; Vasconcelos, Manoel Silva de; Barboza, Carlos Antonio; Lima Neto, José Xavier de; Albuquerque, Eudenilson Lins de; Fulco, Umberto LainoThe structural, electronic, optical, vibrational and thermodynamic properties of the anhydrous orthorhombic L-threonine crystals are investigated by ab initio simulation using a pseudopotential approach within the density functional theory (DFT) method. We have considered both the generalized gradient approximation with dispersion correction (GGA+TS) and the local density approximation (LDA), respectively, as our exchange functionals. Within the GGA+TS calculations, an excellent agreement between the measured X-ray and our theoretical unit cell parameters was obtained, with deviations ∆a, ∆b, ∆c of -0.08 ˚A, 0.12 ˚A, and 0.01 ˚A, respectively, for an 830 eV cutoff energy. Besides, a direct-band gap E(Γ → Γ)=5.06 eV, was found in agreement with the experimental 4.96 eV result. The optical properties have been calculated considering [001] as the incidence direction of polarization of the incident light. The normal vibration’s modes, the infrared and Raman spectra of L-threonine, as well as the thermodynamic properties were also obtained and analyzedTese Estudo em complexos fármaco-receptor utilizando bioquímica quântica(2019-01-04) Lima Neto, José Xavier de; Albuquerque, Eudenilson Lins de; Fulco, Umberto Laino; ; ; ; Rachetti, Vanessa de Paula Soares; ; Oliveira, Jonas Ivan Nobre; ; Silva, Luciano Rodrigues da; ; Costa, José Alzamir Pereira da; ; Medeiros, Fábio Ferreira de;O processo de desenho/desenvolvimento de fármacos vem tornando-se cada vez mais aperfeiçoado ao passo que outras áreas de conhecimento são agregadas ao campo da ciência farmacêutica. Dentre essas adições, a introdução da simulação computacional foi sem dúvida um dos grandes marcos para o crescimento da área como um todo. Hoje, dois são os focos principais no desenvolvimento de fármacos, os receptores acoplados à proteína G, dentre eles os receptores serotonérgicos e GABAérgicos, e os imunoterapêuticos. Os receptores 5-HT1B têm sido visados, principalmente, no tratamento de enxaqueca, uma vez que eles atuam no movimento de contração de artérias encefálicas. Em contrapartida, os receptores que fazem parte da classe C de GPCRs têm sido vistos como potentes alvos de neuromoduladores, mas pouca atenção lhes foi dedicada. Dentre eles, os receptores GABAB atuam como potentes inibidores do sinal neuronal, levando ao impedimento na liberação de vários neurotransmissores e fechamento de canais iônicos no encéfalo. Apesar de sua importância farmacológica, a única molécula aprovada pelo Food and Drug Administration - FDA para atuar como modulador deste receptor é o baclofeno, sendo utilizado para o tratamento de dores neuropáticas. Dentre os imunoterapêuticos, o mais notável tipo de molécula utilizada na clínica são os anticorpos monoclonais que atuam na inibição da interação entre as proteínas de checkpoint em células T e os ligantes deste receptor na célula cancerígena, sendo o principal alvo a proteína 1 de morte celular programável (PD-1) e seus ligantes PD-L1 e PD-L2. Neste sentido, este trabalho propõe uma avaliação em nível quântico para descrever as interações realizadas por compostos que atuam nos receptores 5-HT1B, PD-1 e GABAB com o intuito de aprofundar o conhecimento e descrever os pontos-chave para o acoplamento e fixação destes compostos em seus respectivos sítios de ligação. Para tanto, utilizou-se a estrutura cristalográfica dos três receptores, sendo fracionados em resíduos de aminoácido através do métodos de fracionamento molecular com caps conjugados (MFCC) para posterior cálculo quântico. A partir desse estudo, foi possível predizer a relevância dos aminoácidos que compõem o sítio de ligação para os três receptores, dentre eles pode-se citar os resíduos Asp(D)129, Asp(D)352, Asp(D)123, Glu(E)198, Asp(D)204, Phe(F)330, Leu(L)126, Phe(F)351, Ile(I)130, Val(V)201, Val(V)200, Thr(T)355 e Arg(R)114, que fazem parte do sítio de ligação para diidroergotamina em 5-HT e os resíduos Ser(S)130, Gly(G)151, Ser(S)153, His(H)170, Tyr(Y)250, Trp(W)278, Glu(E)349, Val(V)201, Ser(S)152, Ser(S)154, Gln(Q)348, Arg(R)168 e Trp(W)65, que formam o ponto de ancoramento de baclofeno, GABA, SCH50911 e 2-hidroxisaclofeno em GABAB, bem como o resíduo de lisina Lys(K)131 de PD-1 exibiu a interação resíduoresíduo mais forte com os três ligantes estudados, pembrolizumab e nivolumab, assim como o ligante natural PD-L1. Estes aminoácidos apresentaram as maiores energias de atração ou repulsão, formando assim o principal ponto de ancoramento para os ligantes que interagem no sítio ortostérico. Utilizando esses dados, tornou-se possível identificar e descrever as regiões funcionais dos ligantes e proteínas, além de permitir uma explicação e diferenciação em nível molecular e energético entre os níveis de afinidade encontrado experimentalmente para os ligantes estudados.Artigo A quantum chemistry investigation of a potential inhibitory drug against the dengue virus(Royal Society of Chemistry, 2016) Ourique, G. S.; Vianna, Jéssica de Fátima; Lima Neto, José Xavier de; Oliveira, J. I. N.; Mauriz, Paulo Wilson; Vasconcelos, Manoel Silva de; Caetano, E. W. S.; Freire, V. N.; Albuquerque, Eudenilson Lins de; Fulco, Umberto LaicoWe present an in silico study of the interaction energy between NS2B–NS3, a serine protease of the dengue virus (DENV), and the inhibitor benzoyl-norleucine-Lys-Arg-Arg-aldehyde (Bz-nKRR-H), a crucial step in the design and development of dengue's antiviral drugs, using quantum chemistry calculations based on the density functional theory (DFT) at the generalized gradient approximation (GGA). The interaction energies between the inhibitor Bz-nKRR-H and each amino acid belonging to the binding site was calculated through the molecular fragmentation with conjugate caps (MFCC) approach employing a dispersion corrected exchange-correlation functional. Besides the interaction energy, we also calculated the distances, types of molecular interactions, and the atomic groups involved in the process. Our results show that the interaction energy of the system reached convergence at 15.0 Å, with the central residues identified in this interaction radius, as well as their attraction/repulsion energies, all of them being important inputs to improve the effectiveness of antiviral drugs to avoid the dissemination of the dengue virus