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Previous issue date: 2016-10-03 === Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES === Paracoccidioidomycosis (PCM) is a systemic mycosis endemic in Brazil, where
are recorded about 80% of cases worldwide, and has Paracoccidioides sp. as the
etiologic agent. Malate synthase (MLS) is an important enzyme related to the
fungal metabolism, once it is essential in the glyoxylate cycle, a secondary
metabolic pathway of the citric acid cycle exclusive to microorganisms and plants.
Its absence in humans makes this enzyme an interesting subject to study, mainly
in rational drug design. From recent in vitro studies, several interacting proteins
of MLS (receiver) were classified, but the modes of interaction and key regions
involved in protein-protein interfaces (PPIs) have not yet been described. In this
work, six (6) binding proteins (BPs) were selected to describe the IP's of MLS.
Their tridimensonal structures, as well as MLS, were predicted by homology
modeling using I-TASSER server, and subsequent molecular dynamics
simulations (MD). The most common conformational modes of each protein were
obtained by cluster analysis of the trajectories generated by MD. Molecular
docking simulations using Gramm-X were then performed for the conformational
modes of MLS against the BP's, resulting in a total of 36 complexes. Based on
the higher frequency of some small fragments of proteins observed in the IPP's,
57 peptides with sizes between 5 and 20 residues, were initially selected from 5
regions of MLS which are considered more frequent in protein-protein interaction.
FlexPepDock simulations were performed to optimize the atomic coordinates of
the peptide complexed with MLS, and concomitantly, PepFOLD simulations were
performed to evaluate the stability of each peptide in solution. Based on the lower
energy score of peptides linked to MLS, and the stability of their structures in
solution (MLS-free), 6 peptides were selected as promising ligands to MLS mode
1. The stability and patterns of interactions of these peptides were evaluated in
detail. === A paracoccidioidomicose (PCM) é uma micose sistêmica endêmica no Brasil,
onde são registrados cerca de 80% dos casos mundiais, e possui como agente
etiológico o fungo Paracoccidioides spp. A Malato sintase (MLS) é uma
importante enzima relacionada ao metabolismo fúngico, uma vez que é essencial
no ciclo do glioxilato, uma via metabólica importante de produção de glicose para
parede celular, sendo exclusiva de micro-organismos e plantas. Sua ausência
em humanos a torna um alvo interessante de estudo, principalmente, no desenho
racional de fármacos. A partir de recentes estudos in vitro, várias proteínas que
interagem com a PbMLS (receptor) foram classificadas, porém os modos de
interação e as regiões chaves envolvidas nas interfaces proteína-proteína
(IPP’s), não foram ainda descritas. Neste trabalho, 6 (seis) proteínas ligantes
(PL) foram selecionadas para verificar suas interações com PbMLS. As
estruturas tridimensionais dessas proteínas, bem como de PbMLS, foram
preditas por homologia, usando o servidor I-TASSER. Simulações de dinâmica
molecular (DM) foram realizadas pelo programa GROMACS, e os modos das
conformações mais representativas de cada proteína foram determinados
baseando-se nas análises de agrupamentos a partir das trajetórias geradas por
DM. Simulações de ancoragem molecular com GRAMM-X foram então
realizadas entre os modos conformacionais de PbMLS contra os obtidos de PL’s,
resultando num total de 36 complexos. Baseado na frequência maior de alguns
pequenos fragmentos de proteínas, observados nas IPP’s, 57 peptídeos de
tamanhos entre 5 e 20 resíduos de aminoácidos, foram inicialmente
selecionados a partir de 5 regiões da PbMLS consideradas mais frequentes na
interação proteína-proteína. Simulações com FlexPepDock foram realizadas
para otimizar as coordenadas atômicas dos peptídeos complexados com MLS e,
concomitantemente, simulações com PepFOLD foram realizadas para avaliar a
estabilidade de cada peptídeo em solução. Com base nos mais baixos scores de
energia dos peptídeos ligados a MLS bem como na estabilidade de suas
estruturas não ligadas em solução , 5 peptídeos foram selecionados como
promissores ligantes ao modo 1 de MLS. A estabilidade e os padrões de
interações destes peptídeos são avaliados em detalhes.
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