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Título: Análise in silico da interação entre a integrina α2β1 e o colágeno
Autor(es): Bezerra, Katyanna Sales
Palavras-chave: Integrina;Colágeno;Energia de interação;DFT
Data do documento: 18-Mar-2016
Citação: BEZERRA, Katyanna Sales. Análise in silico da interação entre a integrina α2β1 e o colágeno. 2016. 97f. Dissertação (Mestrado em Ciências Biológicas) - Centro de Biociências, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2016.
Resumo: The extracellular matrix (ECM) of connective tissues is a complex of many members of several families of proteins that delineate its structural integrity and various physiological functions. The interactions occurring between the matrix cell and play a key role in cell attachment and migration, as well as regulate and promote cell differentiation and gene expression. The control of these cellular interactions is determinative for most biological processes. Integrins are a family of transmembrane glycoproteins that function as the main metazoan receptors for cell adhesion plays a central role in a physical support functions for signal transduction, cytoskeletal actin assembly, gene expression and cell functions. These glycoproteins may bind to the extracellular matrix glycoproteins such as collagen, this connection allows adjustment and integrity of cell adhesion, cell migration and immune response. Thus, this study aims to perform an ab initio analysis of the interaction between the domain-I integrin α2β1 and collagen with GFOGER sequence. The analysis was carried out using quantum mechanical calculations within Density Functional Theory (DFT) with the Generalized Gradient Approximation (GGA) for describing the exchange and correlation effects. The energies of interaction between domain-I α2 integrin residues and collagen residues were calculated using the Molecular Fragmentation with Conjugated Caps (MFCC). The results demonstrate the importance of metal ion present in the MIDAS region of the integrin for interaction with the collagen molecule. The analysis showed the interaction energies residues Arg12, Glu33, Arg34, Glu55, and Arg56 GFOGER sequence of collagen, as important to the interaction with the integrin. In the residues of integrin shown to be of great relevance to the interaction were Thr221, Asp219, Asp254 and Glu256. Moreover, the results also highlight the importance of changing the conformation of these residues during the interaction between the proteins. These results can aid understanding of events involving the interaction between integrin α2β1 and collagen as well as provide relevant data on special aspects presented in mutations models.
metadata.dc.description.resumo: 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.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/21718
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