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https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/24215
Tipo: | Tese |
Título: | Simulação molecular de proteínas com nós geométricos |
Autor(es): | Silva, José Cícero Alves da |
Primeiro Orientador: | Rocha, Gerd Bruno |
Primeiro Coorientador: | Carvalho, Gabriel Aires Urquiza de |
Resumo: | O papel dos nós nas proteínas permanece indefinido. Alguns estudos sugerem um impacto na estabilidade, no entanto, a dificuldade em comparar sistemas para avaliar esse efeito tem sido um importante desafio. Neste estudo, foram produzidas e analisadas trajetórias de dinâmica molecular de duas variantes de ornitina transcarbamoilase (OTC), as quais apresentam arranjos estruturais semelhantes, mas apenas em uma é verificada a presença de um nó do tipo 31. Os resultados da raíz do desvio quadrado médio (RMSD) mostraram estruturas equilibradas para as trajetórias produzidas e raíz da flutuação quadrática média (RMSF) mostrou diferenças sutis na flexibilidade. Na região do nó, a proteína com nó (PcN) não apresentou grande flutuação em nenhuma temperatura. Para a proteína sem nó, o resíduo GLY243 mostrou uma alta flutuação na região correspondente ao nó. A fração de contatos nativos (Q) apresentou perfil semelhante em todas as temperaturas, com maior diminuição para 436K. A investigação do comportamento conformacional por meio de análise de componentes principais (PCA) e mapa dinâmico de correlação cruzada (DCCM) mostrou que a PcN é menos propensa a sofrer alterações em sua conformação para as condições empregadas em comparação com a proteína sem nó. Os dados PCA mostraram que a proteína sem nó apresentou maior dispersão nas conformações, o que sugere que ela tem maior capacidade de transições de conformação em resposta às mudanças térmicas. Os gráficos de DCCM comparando as temperaturas 310K e 436K mostraram que a PcN teve menos mudança nos movimentos de correlação e anticorrelação, indicando maior estabilidade estrutural. Os descritores de reatividade locais usados na investigação de características da estrutura eletrônica mostraram diferenças para os resíduos idênticos nas duas proteínas na região do nó. Isso sugere que descritores de reatividade obtidos por cálculos quânticos podem ser usados em investigação do efeito que o nó pode exercer na estrutura eletrônica de PcN. |
Abstract: | The role of knots in proteins remains undefined. Some studies suggest an impact on stability, however, they have difficulties in comparing systems to assess this effect. In this study, were produced and analyzed molecular dynamic trajectories of two variants of ornithine transcarbamoylase (OTC), only one of which has a 31 knot, in order to evaluate the relative stability of the two molecules. Root mean square desviation (RMSD) showed equilibrated structures for the produced trajectories, and root mean square fluctuation (RMSF) showed subtle differences in flexibility. In the knot moiety, the knotted protein did not show a great deal of fluctuation at any temperature. For the unknotted protein, the residue GLY243 showed a high fluctuation in the corresponding moiety. The fraction of native contacts (Q) showed a similar profile at all temperatures, with the greatest decrease by 436K. The investigation of conformational behavior with principal component analysis (PCA) and dynamic cross-correlation map (DCCM) showed that knotted protein is less likely to undergo changes in its conformation under the conditions employed compared to unknotted. PCA data showed that the unknotted protein had greater dispersion in its conformations, which suggests that it has a greater capacity for conformation transitions in response to thermal changes. DCCM graphs comparing the 310K and 436K temperatures showed that the knotted protein had less change in its correlation and anti-correlation movements, indicating stability structural compared to the unknotted. The local reactivity descriptors used investigation of electronic structure characteristics showed differences for the identical residues in the knot moiety. This suggests that the reactivity descriptors obtained by quantum calculations can be used in the investigation of the effect that the node can have on the electronic structure of knotted protein. |
Palavras-chave: | PcN Dinâmica molecular PCA DCCM Descritores de reatividade Knotted protein Unknotted Reactivity descriptors |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal da Paraíba |
Sigla da Instituição: | UFPB |
Departamento: | Química |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Química |
Tipo de Acesso: | Acesso aberto Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil |
URI: | http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ |
URI: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/24215 |
Data do documento: | 30-Mai-2022 |
Aparece nas coleções: | Centro de Ciências Exatas e da Natureza (CCEN) - Programa de Pós-Graduação em Química |
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