A simulação em computadores está surgindo como uma poderosa ferramenta de apoio à pesquisa e ao desenvolvimento industrial. Considerada como experiência in silicon, esta técnica situa-se na interface entre teoria e experiência, muitas vezes atuando como um elo de ligação entre estas. Uma enorme economia de recursos, tempo e danos ambientais têm sido alcançados com seu emprego nos diversos setores da atividade humana. Na Biologia, Medicina e Farmácia esta técnica tem sido útil para a compreensão de processos biológicos, da ação de drogas e de doenças em escala atômico-molecular.
Complexos Moleculares
Temos aplicado a simulação computacional na investigação de estruturas molecularers, complexos proteína-proteína e proteína-ligantes, membranas biológicas e enovelamento de proteínas. Temos estudado complexos enzima-inibidores envolvendo proteases do HIV-1, T. cruzi, P falciparum e Y pestis por Modelagem Molecular e Simulação de Dinâmica Molecular. Nos estudos sobre a protease do HIV-1 temos focado subtipos do vírus que têm surgido na América Latina, África e Ásia, uma vez que os fármacos anti-retrovirais contra AIDS disponíveis foram desenvolvidos não especificamente para esses subtipos. Nosso interesse geral nessa área é contribuir para o desenvolvimento de inibidores de protease contra doenças infecciosas.
Membranas Biológicas
A simulação por Dinâmica Molecular de membranas biológicas e de peptídeos e proteínas no ambiente membranar tem se tornado acessível. A partir de um modelo simples de dielétrico para uma biomembrana simulamos nos últimos anos a dinâmica de peptídeos, hormônios e fragmentos do canal de sódio, importantes na abertura e fechamento do canal, na interface água-membrana. Uma vez que a capacidade de processamento computacional continua a aumentar, temos trabalhado em um modelo átomo-a-átomo para uma membrana biológica, composta de moléculas de lipídeos e água. Nosso interesse é simular a dinâmica de proteínas, anestésicos e peptídeos antibióticos nesse ambiente para contribuir para a compreensão do mecanismo de ação dessas moléculas em biomembranas.
Enovelamento de Proteínas
Teoricamente, as proteínas possuem um número astronômico de conformações possíveis, sendo considerado que a estrutura enovelada nativa ocorre em uma conformação com a menor energia. Técnicas de "Simulated Annealing" têm sido aplicadas na busca de conformações estáveis em cadeias polipeptídicas usando métodos de Dinâmica Molecular e Mecânica Estatística.
Uma formulação mais geral para a Física Estatística foi proposta nas últimas duas décadas, na qual a Estatística de Boltzmann é somente um caso particular. Sugerimos que o processo de enovelamento das proteínas seria descrito por esta formulação generalizada. Subseqüentemente, temos otimizado cadeias peptídicas e encontrado a conformação de menor energia usando o "Simulated Annialing" generalizado, que é baseado nesta nova formulação da Física Estatística. Nosso interesse nesta área é aplicar este novo formalismo em estudos de enovelamento de proteínas ab initio e no refinamento de modelos de proteínas obtidos através de Modelagem Molecular Comparativa, otimizando regiões não similares.
Equipe:
Chefe de Laboratório
Pedro Geraldo Pascutti
Pós-doutorandos
Pedro Alexandre Lapido Loureiro
Diego Enry Barreto Gomes
ucas Villas Bôas Hoeltz
Carla Maria de Souza Menezes
Doutorandos
Reinaldo Souza de Oliveira Júnior
Rosemberg de Oliveira Soares
Tacio Vinício Amorim Fernandes
Pedro Henrique Monteiro Torres
Priscila da Silva Figueiredo Celestino Gomes
Laura Machado de Faria
Raísa da Rocha Reis
Mestranda
Raquel Gama Gomes Leite
Iniciação Científica
Cristóvão Freitas Iglesias Jr.
Wesley Junio Alves da Conceição
PROGRAMA
Biologia Molecular e Estrutural
CHEFE DO LABORATÓRIO
Pedro Geraldo Pascutti - Adjunto
