Made available in DSpace on 2015-04-09T12:28:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-09-19Bitstream added on 2015-04-09T12:48:12Z : No. of bitstreams: 1 000809190_20160919.pdf: 563233 bytes, checksum: 7e88ada7742983c9e70b9e7afa9e4627 (MD5) Bitstreams deleted on 2016-09-19T11:17:03Z: 000809190_20160919.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-09-19T11:17:39Z : No. of bitstreams: 1 000809190.pdf: 1213447 bytes, checksum: 4f2181a0a93fd547e190acd7930623fe (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Peptídeos antimicrobianos (PAMs) são componentes do sistema imune inato, que estão presentes na maioria dos organismos vivos cujo interesse é crescente devido à sua potente atividade antimicrobiana contra uma vasta gama de microrganismos, juntamente com a sua baixa toxicidade, em geral, para as células de mamíferos. Esse trabalho teve a finalidade de desenvolver um peptídeo antimicrobiano curto com as mesmas características estruturais do peptídeo Polybia-MP1 (IDWKKLLDAALQIL-NH2) extraído da vespa Polybia paulista que conferem ação antimicrobiana e seletividade, tais como: o posicionamento relativo dos resíduos de aminoácidos carregados, um resíduo ácido na posição N-terminal, a hidrofilicidade e a ampla face polar. Foi idealizado e sintetizado um peptídeo denominado L1A (IDGLKAIWKKVADLLKNT-NH2) e dois análogos com modificações na região do Nterminal; um acetilado (Ac-L1A) e outro com o ácido orto-aminobenzóico (Abz), uma sonda fluorescente extrínseca, ligado covalentemente ao N-terminal, esse peptídeo teve o triptofano substituído por um resíduo de valina (Abz-L1A-W8V). Analisou-se a fluorescência estática e dinâmica do triptofano e do Abz, que apresentaram significante deslocamento quando os peptídeos são adsorvidos em vesículas lipídicas; a supressão da fluorescência por acrilamida mostrou que os fluoróforos em vesículas aniônicas estão menos expostos ao solvente do que em vesículas zwitterionicas. A atividade lítica em vesículas a partir das curvas de doseresposta também reforça que os três peptídeos são mais eficientes em vesículas aniônicas, além disso, que os análogos foram mais eficientes. Estas observações foram compatíveis com o maior teor helicoidal (observado em dinâmica molecular e dicroísmo circular) seus fluoróforos se enterram mais profundamente em vesícula aniônica. Dados de MD e CD demonstraram uma relação entre a estabilidade da hélice e a ausência de carga ... / Antimicrobial peptides (AMPs) are components of the innate immune system, which are present in the majority of the living organisms and whose interest is growing due to their potent antimicrobial activity against a broad range of microorganisms, coupled with their usually low toxicity to mammalian cells. In an effort to develop short antimicrobial peptides with the same structural characteristics that imparted selectivity to Polybia-MP1 (IDWKKLLDAALQIL-NH2): the relative positioning of acid and basic residues, an acid residue at the N-terminus, hydrophilicity and the broad polar face. MP1 is a potent antimicrobial, antitumoral and non-hemolytic peptide. We generated a peptide named L1A (IDGLKAIWKKVADLLKNT-NH2) and two analogs with N-terminus modifications; one acetylated (Ac-L1A) and other was extrinsic fluorescent labeled with ortho-aminobenzoic acid (Abz) in which the tryptophan was substituted by valine (Abz-L1A-W8V). We analyzed static and time-resolved fluorescence of tryptophan and ortho-aminobenzoic acid were used and showed significant blue shift when peptides are adsorbed in lipid vesicles and the fluorescence quenching by acrylamide showed that fluorophores in anionic vesicles, are less exposed to the solvent than in neutral vesicles. The lytic activity in vesicles showed from dose-response curves that the three peptides were more efficient in anionic vesicles moreover that the analogs were more efficient. These observations were compatible with the higher helical content (observed in Molecular Dynamics and Circular Dichroism) and deeper burying of the fluorophores in anionic vesicle. MD and CD data demonstrated a relationship between the stability of the helix and the absence of load on the N-terminal. L1A and Ac-L1A presented potent antimicrobial selective against Gram negative bacteria without being hemolyitic while Abz -L1A -W8V was mildly hemolytic

Orientador: Fátima Pereira de Souza / Banca: Alexandre Suman de Araujo / Banca: Luiz Paulo Barbour Scott / Resumo: O Vírus Sincicial Respiratório Humano (hRSV) é o maior causador de infecções respiratórias agudas (IRAs) em recém-nascidos e crianças no mundo inteiro. Seu genoma codifica 11 proteínas entre as quais as proteínas de superfície F, G e SH que são responsáveis pela entrada e instalação do vírus na célula do hospedeiro. Entre as proteínas de superfície, pouco se sabe sobre a função da proteína SH. O objetivo do presente estudo foi realizar a modelagem e caracterização da proteína SH e análizar o seu comportamento estrutural em diferentes meios: água e bicamada fosfolipídica. O modelo da proteína SH foi gerado pelo servidor I-Tasser, e suas características funcionais e estruturais analisados pelo PredictProtein e PsiPred. Simulações de Dinâmica Molecular foram realizadas para análise da hidrofobicidade da região central da proteína, do seu comportamento em membrana lipídica e possível formação de oligômeros. Os resultados da predição do modelo da proteína SH resultou em uma estrutura linear com uma alfa-hélice compreendida entre os aminoácido 20-42 e as análises realizadas pelo PsiPred indicaram essa região como sendo uma região transmembrânica. As simulações de Dinâmica Molecular mostraram que, quando em solução, a proteína muda sua conformação linear para globular confirmando a hidrofobicidade do domínio central. A presença da proteína SH sozinha ou das cinco estruturas na bicamada resultou num decréscimo considerável da área por lipídeo, conferindo as cadeias menor mobilidade e um maior alinhamento. As simulações do pentâmero mostraram a passagem de moléculas de água pelo poro em ambiente onde os resíduos de histidinas H22 e H51 apresentaram-se na forma protonada, indicando a dependência desta atividade com o pH do meio. Com base nessas análises foi possível propor uma estrutura terciária e quaternária da proteína SH e, com as análises da formação pentamérica da... / Abstract: The human Respiratory Syncytial Virus (hRSV) is the major cause of lower respiratory tract illnesses in children and elderly people worldwide. Its genome encodes 11 proteins including the surface protein F, G and SH which are responsible for entry and distribution of virus in the host cell. Among the protein surface, little is known about the function of protein SH. Knowing their structure and function is fundamental to a better understanding of its mechanism. The aim of this study was modeling and caracterization of the RSV SH protein and analysis of structural behavior in different environment : water and phopholipid bilayer for understanding and evaluating the formation of its pentameric structure. The SH protein model was generated by I-TASSER server, and its funcional and structural caracterisct was analyzed by PredictProtein and PsiPred. Molecular Dynimics Simulation were performed for analysis of hidrophobicit of protein central region, studies of the protein behavior on the membrane and pentamer formation. The SH protein model prediction resulted in a linear model with a helix-alpha between amino acid 20-42 and the anlysis performed by PsiPred indicated this region as transmembrane region. Molecular Dynamics Simulation showed that, when in solution,the proteína changes its linear conformations for globular conformation confirming the hydrophobicity of the central domain. The presence of the Sh protein itself or of the pentamer in bilayer resulted in a considerable decrease of the area per lipid, giving the chains less mobility and greater alignment. The pentamer simulation showed passage of water molecules through the pore in an environment where histidine residues H22 and H51 are protonated, indicating the dependence of this activity with the pH of the medium. Based on this analysis, it was proposed the structure tertiary and quaternary of the SH protein and, with the analysis of the ... / Mestre

Orientador: Vitor Barbanti Pereira Leite / Banca: Antonio Francisco Pereira de Araujo / Banca: Leandro Cristanti de Oliveira / Resumo: O objetivo deste trabalho foi caracterizar o atrito interno que são evidenciados nos domínios R15, R16 e R17 da chicken brain α-Espectrina. A Espectrina é uma proteína que faz parte do citoesqueleto e foi descoberta primeiramente em eritrócitos, sendo importante para manter a estabilidade, estrutura e forma da membrana celular. Esta proteína é composta de duas subunidades, α e β, sendo que cada um dos domínios presentes nestas subunidades apresentam 106 amino ́acidos. Além disso, estes domínios apresentam alta similaridade estrutural (RMSD < 1 A) e os resultados experimentais indicam que o domínio R15 apresenta um tempo de enovelamento que é três ordens de grandeza menor que seus homólogos (R16 e R17), esta observação foi atribuída aos efeitos do atrito interno na taxa de enovelamento. Portanto, neste trabalho foi estudado o enovelamento do R15, R16 e R17 utilizando o modelo baseado em estrutura Cα . Em nossas simulações, além das interações homogêneas para os contatos nativos (conhecido como modelo vanilla), foi adicionado um potencial atrativo para as interações não nativas hidrofóbicas (conhecido como modelo flavored ) utilizando a tabela do potencial de interação Miyazawa-Jernigan, bem como simulações com carga fixa e a pH constante, onde foram analisadas as interações eletrostáticas no processo de enovelamento. Por fim, realizaram-se simulações com o acoplamento para melhor descrever o sistema estudado / Abstract: The main aim of this work is characterized the internal friction evident in the three chicken brain α - spectrin domains, known as R15, R16, and R17. Spectrin is a cytoskeletal protein that was first discovered in erythrocytes and it is important for maintaining the stability, structure, and shape of the cell membrane. The protein is composed of a modular structure of α and β subunits, which typically contain 106 residues amino acid sequence motifs called "spectrin repeats". They are very similar in terms of structure and stability (RMSD < 1 ˚A). However, experimental results indicate that R15 folds and unfolds 3 orders of magnitude faster than its homologs. Such baf- fling observation is usually attributed to the influence of "internal friction"on protein folding kinetics. However, this effect cannot be satisfactorily corroborated by computer simulation. In the present work, the folding of these three domains is addressed using Cα structure-based models. We carried out simulations using homogeneous interactions on native contacts (known as a vanilla model) and has been added an attractive potential in the non-native hydrophobic interactions with Miyazawa-Jernigan potential (known as flavored model), as well as simulations with fixed charge and at constant pH, where the electrostatic interactions were analyzed in the folding. Finally, simulations were performed with the coupling of the potential (flavored and fixed load) to better describe the system / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-08-23Bitstream added on 2014-06-13T18:49:52Z : No. of bitstreams: 1 melo_dc_me_sjrp.pdf: 881669 bytes, checksum: 1b76ce59e1e8c41bdd0b4d83a5fe4207 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / O tetradecapeptídeo Eumenine mastoparano - AF (EMP-AF) extraído do veneno de vespa, em solução aquosa contendo trifluoretanol (TFE) mostra conformação helicoidal anfipática de acordo com os dados de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) e Dicroísmo Circular (CD). A seqüência de aminoácidos tem o N-terminal amidado e três lisinas carregadas (5, 8 e 12). Nesse trabalho, investigamos a estrutura conformacional desse peptídeo em solução aquosa contendo TFE por simulação de dinâmica molecular usando o pacote GROMACS. As simulações foram feitas usando uma caixa cúbica que inclui o TFE (30%) e moléculas de água (70%). O método da troca de réplica foi usado para simular o sistema no intervalo de temperatura (280K - 350K) uniformemente distribuída em 14 processadores. Cada réplica numa dada temperatura T tem uma estrutura aleatória como conformação inicial. Em intervalos fixos de tempo, duas réplicas vizinhas tentam trocar conformações de acordo com a probabilidade de Boltzmann ( - onde = ( )( U), é 1/kBT e U a energia potencial). Apresentamos trajetórias que mostram claramente a formação de uma estrutura helicoidal (resíduos 3 e 12). Juntamente com a estrutura helicoidal, outras conformações tais como estruturas helicoidais parciais e folhas- também exibem estabilidade relativamente alta. A estrutura helicoidal está de acordo com as 20 estruturas disponíveis obtidas por RMN, com valores pequenos de RMSD. Também mostramos que a diversidade de estruturas obtidas por RMN está relacionada com flutuações globais da cadeia, como indicado pela análise de componentes principais. A projeção da trajetória de equilíbrio na primeira componente principal, de uma estrutura helicoidal obtida como conformação inicial, mostrou flutuações que aproximadamente reproduzem a diversidade de estruturas de RMN, que são devidas principalmente à flexibilidade do N- terminal do peptídeo. / Tetradecapeptide eumenine mastoparan-AF (EMP-AF) (14 residues) extracted from wasp venom, in solution with water and trifluoroethanol (TFE) show amphiphatic helical conformation, according with Nuclear Magnetic Resonance (NMR) and Circular Dichroism (CD) data. The amino acid sequence has amidated N-terminus and three charged lysine (5, 8 and 12). In this work, we have investigated structural conformations of this peptide in TFE aqueous solution by molecular dynamics simulations using GROMACS package. The simulations have been done using a cubic box that included TFE (30%) and water molecules (70%). The replica-exchange method was used to simulate the system in the temperature range (280K - 350K) uniformly distributed in 14 processors. Each replica, at a given T has a coil structure as the initial conformation. At fixed time intervals, two neighboring replica try to exchange configurations with Boltzmann probability e-D, where D = (Db)(DU), b is 1/kBT and U is potential energy. We present trajectories, which clearly show the formation of the helix structure of the peptide (residues 3 to 12). Along with the helix structure, other conformations, such as partial helical structure and b-sheet, also show relatively high stability. The helical structure shows good agreement with the twenty available NMR structures, with relatively small values of RMSD. It is also shown that this diversity of the NMR structures is related to global fluctuations of the chain, as indicated by a principal component analysis. The projection of equilibrium trajectory, with the obtained helix as the initial conformation, on the first principal component, showed fluctuations that nearly reproduce the diversity of the NMR structures, which are due, mainly, to the flexibility of the N-terminus of the peptide.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-05-04Bitstream added on 2014-06-13T19:49:18Z : No. of bitstreams: 1 valder_tr_me_sjrp.pdf: 1809932 bytes, checksum: 8e85d4281d284b8a21374552b1591c82 (MD5) / Moléculas de Dodecil Sulfato de Sódio (SDS) em solução aquosa podem formar aglomerados micelares em condições adequadas de concentrações, pH, temperatura e força iônica, devido às características polar/apolar de suas cabeças/caudas. Essas micelas, aniônicas, mimetizam o ambiente da membrana de células procariontes e são usados como modelo no estudo da interação de peptídeos antimicrobianos com membranas das bactérias. Neste trabalho usamos simulações por dinâmica molecular de equilíbrio para estudar a interação do peptídeo Polybia MP-I com micela de SDS em solução aquosa, considerando tanto a situação em que a micela está pré-formada como a de automontagem da micela na presença do peptídeo. Mostramos que em ambos os casos o peptídeo se insere na micela de forma aproximadamente paralela à membrana, com a cadeia principal enterrada na região de interface entre as caudas e as cabeças polares das moléculas de SDS e os grupos carregados localizados na interface das cabeças polares com a solução. Estes dados confirmam modelos de inserção de peptídeos antimicrobianos em membranas existentes na literatura. Discutimos também a estabilidade da estrutura helicoidal anfipática do peptídeo em função da solvatação de sua cadeia principal, que proporciona a manutenção de uma rede de ligações de hidrogênio do tipo NH --- O entre resíduos do tipo n-(n+4) da cadeia principal, típicos de estruturas em α – hélice. Além disso, os resultados indicam que pontes salinas formadas entre os grupos negativos dos resíduos do ácido aspártico (Asp) 2 e 8 com resíduos de lisinas 5 e 11 são importantes para a manutenção da estrutura do peptídeo. Os resultados indicam também que a estrutura micelar mantém-se aproximadamente esférica com ou sem o peptídeo independente... / The Sodium Dodecyl Sulphate (SDS) molecules can form micellar agregates in aqueous solution under appropriate concentration, pH, temperature and ionic strength conditions due to the polar/apolar features of its head and tail. The anionic micelles formed mimic the environment of the prokaryotic cells membrane of bacteria. In this work we use equilibrium molecular dynamics simulation to study the interaction of the peptide Polybia MP-I with SDS micelles in aqueous solution considering both a preformed micelle and a micelle obtained by self-assembling the SDS molecules in the presence of the peptide. We show that in both cases the peptide inserts in an almost parallel way relative to the micelle surface, with the main chain buried in the interface region between the tails and polar heads of SDS molecules and the charged groups of the peptide located at the interface with the polar heads the solution. These data support models of insertion of antimicrobial peptides in membranes in the literature. We also discuss the stability of the amphipathic helical structure of the peptide as a function of salvation of the main chain, which contributes to the maintenance of the network of hydrogen bonds in the main chain of type NH --- O between residues n and n+4 that are typical of structures in α-helix. Furthermore, the results indicate that salt bridges formed between the negative groups of aspartic acid residues (Asp) 2 and 8 with lysine residues 5 and 11 are importance in maintaining the structure of the peptide. The results also indicate that the micellar structure remains approximately spherical with and without the peptide, independent of the process as it is obtained, whether preformed or self-assembled. The micellar radius increases to accommodate the peptide and in the case of self-assembled micelle... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Alexandre Suman de Araujo / Banca: Pedro Geraldo Pascutti / Banca: Gabriel Gouvea Slade / Resumo: Diversos processos biológicos envolvendo proteínas são mediados por alterações de pH. Infecção de células por vírus, catálise enzimática, associação de ligantes e a solubilidade de compostos são exemplos de tais processos. Assim, investigar o comportamento das cargas dos grupos ionizáveis de proteínas em função de mudanças no pH é de grande interesse. Simulações de DinÂmica Molecular são amplamente utilizadas para estudo dos mais diversos sistemas biológicos devido à confiabilidade de seus resultados. No entanto, elas não se mostram eficientes para a descrição de sistemas sensíveis a variações de pH pois os graus de ionização precisariam variar ao longo da simulação. Esse estado é definido na modelagem do sistema com base no pKa desses grupos isolados e no pH da solução. Isso representa uma limitação severa, pois processos que são modulados pela mudança na protonação não podem ser observados, de modo que uma abordagem mais realista é executar simulações em que o estado de protonaçao dos componentes do sistema possam variar com o tempo. Neste trabalho é desenvolvido um sistema computacional que acopla Dinâmica Molecular comum, executada com o pacote GROMACS, a um algoritmo que modifica o estado de protonação dos resíduos ionizáveis do sistema em intervalos de tempo regulares utilizando o método Monte Carlo com o critério de Metrópolis. Objetivando-se testar o método desenvolvido, foram realizadas Simulações de Dinâmica Molecular a pH Constante de um pepídeo composto majoritariamente de alaninas e cujo único grupo ionizável é um ácido glutâmico em diferentes pHs, com a finalidade de obter a curva de titulação desse peptídeo e então compará-la com a curva de titulação do ácido glutâmico isolado / Abstract: Several biological processes involving proteins are mediated by pH changes. Virus infection of cells, enzymatic catalysis, association of ligands and compounds solubility are examples of such processes. Therefore, invetigation of the titration residues charges in proteins in function of pH changes is very concernment. Molecular Dynamics simulations are widely used to study the most diverse biological systems due to the reliability of its results. However, they are not efficient to describe systems that are sensitive to pH changes because the protonation state needs to vary throughout the simulation. This state is defined in the system modeling based on the pKa of these isolated groups and solution pH. This is a severe limitation as processes that are modulated by the change in the protonation can not be observed, so that a more realistic approach is to run simulations where the protonation state of the system components may vary with time. In this work a computer system that couples common Molecular Dynamics, performed with GROMACS, and an algorithm that changes the protonation state of titratable residues of the system at regular time intervals by using Monte Carlo - Metropolis is developed. In order to test the developed method, Molecular Dynamics Simulations by Constant pH of a peptide consisting of mostly alanines whose only titratable group is a glutamic acid was made in different pHs in order to obtain the titration curve of this peptide and then compare it with the titration curve of isolated glutamic acid / Mestre

Orientador: Vitor Barbanti Pereira Leite / Banca: Leandro Cristante de Oliveira / Banca: Sidney Jurado de Carvalho / Resumo: No processo de enovelamento as proteínas seguem o principio de "mínima frustração", garantindo ao estado nativo o seu mínimo global de energia e a sua estabilidade termodinâmica. Apesar de, a proteína estar no seu estado nativo, esta condição não impede o surgimento de algumas interações energeticamente desfavoráveis, caracterizando a frustração no estado nativo. Há evidências indicando que um pequeno grau de frustração pode favorecer o processo de enovelamento. Neste estudo são investigadas as condições em que a presença de frustração, é ou não, favorável ao processo de enovelamento. São realizadas simulações computacionais de dinâmica molecular utilizando o modelo Cα (um modelo baseado em estrutura e sem frustração). É adicionado um termo ao potencial do modelo associado à presença de frustração. As simulações do modelo Cα são realizadas para um grupo de proteína com características distintas. É introduzido um critério determinando os casos em que a frustração auxilia o processo de enovelamento. São observados os efeitos da presença de frustração ao longo do processo de enovelamento e sua influência na alteração da temperatura e do tempo de enovelamento. De acordo com o critério introduzido é possível separar as proteínas estudadas em dois grupos distintos, um grupo em que a adição de frustração auxilia o processo de enovelamento e outro grupo em que a presença de frustração não é favorável. A separação das proteínas em dois grupos distintos está relacionada com a ordem de contato absoluta e com a barreira de energia livre de cada proteína / Abstract: In the folding process the proteins follow the "minimal frustration" principle, which guarantees to the native state the minimum global energy and the thermodynamic stability. However, not even the native state can prevent the occurrence of some unfavorable interactions, characterizing the frustration in the native state. There are evidences that a low degree of frustration can favorable to the folding process. In this work it was investigated the conditions under which some frustration helps the protein folding process. Through computer simulations of molecular dynamics, using a structure-based model (non-frustrated model) and adding a parameterized nonspecific energetic frustration to the potential, were studied the kinetics and the thermodynamics properties of a large group of proteins. It is introduced a criterion to determine when the presence of frustration assists the folding process. The effects of the frustration addition are observed and its influence produces changes in the folding temperature and in the folding time. In agree with the adopted criterion, it was observed two well separated groups: one in which some frustration helps the folding process, and another in which frustration hinders it, determining when the presence of frustration is favorable. These results are correlated with the proteins absolute contact order parameter and free energy barrier / Mestre

Orientador: Vitor Barbanti Pereira Leite / Banca: Elso Drigo Filho / Banca: Leandro Cristante de Oliveira / Resumo: Por meio de simulações computacionais, acompanhamos o processo de enovelamento de um conjunto de proteínas. Neste estudo utilizamos a abordagem conhecida como teoria de Superfície de Energia (Energy Landscape), que trata o enovelamento por uma descrição estatística. O modelo utilizado foi um modelo baseado em estrutura. Para investigarmos os efeitos das interações não nativas no enovelamento de um grupo de proteínas, acrescentamos um termo de frustração ao potencial de energia. Os resultados obtidos a partir dos estudos das propriedades termodinâmicas e cinéticas das proteínas, mostraram que para um grupo de proteínas a frustração ajudou o enovelamento e para outro grupo a frustração atrapalhou. Analizando propriedades como ordem de contato absoluta, tamanho da proteína e barreira de energia livre, foi possível obter um limiar em que a frustração auxilia no enovelamento. Para encontrarmos um limiar, foi necessário uma quantidade grande de proteínas de diferentes tamanhos e diferentes motifs / Abstract: Through computational simulations, the folding process of a set of proteins was monitored. The framework used to describe protein folding was the energy landscape theory, which is a statistical description of folding. The model used was the structural based model. A frustration term was added to the potential to investigate the non-native interactions effect. The results obtained from studies of thermodynamics and kinetics properties, showed for a one group of proteins the frustration helps the folding and for another group the frustrations hinders the folding. The properties as absolute contact order, size of protein and free energy barrier was analyzed and it was possible to obtain a threshold that the frustration helps the folding. It was necessary a large set of proteins of different sizes and motifs to find a threshold / Mestre

Orientador: . Alexandre Suman de Araújo / Banca: Rose Mary Zumstein Georgetto Naal / Banca: José Roberto Ruggiero / Resumo: As ciclodextrinas são um grupo de oligossacarídeos cíclicos, que apresentam um formato de cone truncado com cavidade hidrofóbica e exterior hidrofílico. Isto faz com que as ciclodextrinas possam encapsular fármacos, o que propicia melhoras na biodisponibilidade, estabilidade e proteção das moléculas encapsulada. Por esta característica, as ciclodextrinas constituem uma nova classe de excipientes farmacêuticos de grande utilidade, por formar complexos de inclusão reversíveis com moléculas apolares e atuarem como moléculas carregadoras de substancias de interesse biológico e baixa solubilidade. Dentre os compostos com ação farmacológica encontra-se os flavonoides, em destaque a molécula de quercetina, um fármaco natural com diversas propriedades biológicas, como anticâncer, antioxidante, antialérgica, porém devido sua baixa solubilidade torna-se necessária a formação de complexos de inclusão com moléculas carregadoras como a β-ciclodextrina. O presente trabalho busca investigar, por meio de simulações computacionais, as diferentes formas de interação dos flavonoides com a ciclodextrina e do complexo formado por bicamadas lipídicas, a fim de contribuir para um melhor entendimento do processo de formação com complexo de inclusão ciclodextrina/flavonoide e de entrega do fármaco à célula / Abstract: The cyclodextrins are cyclic oligosaccharides that present a structure in form of a truncated cone, with a hydrophobic inside surfaces and hydrophilic outside. This causes the cyclodextrin can encapsulate drugs provides improvements in bioavailability, stability and protection of encapsulated molecules. By this feature, the cyclodextrins are a new class of pharmaceutical excipients useful for forming inclusion complexes with reversible nonpolar molecules and act as carrier of molecules with high biological interest and low solubility. Among the compounds with pharmacological action it is the flavonoid, featured the quercetin molecule; a drug with natural biological proprieties such as anticancer, antioxidant, antialergic, however, due to its low solubility, it becomes necessary the formation of inclusion complexes with carrier molecules. This study aims to investigate, through computer simulation, different forms of interaction of flavonoids with cyclodextrin and the complex formed by lipid bilayers, in order to contribute to a better understanding of the formation process with inclusion complex cyclodextrin/flavonoids and the drug delivery to cell / Mestre

Orientador: Fátima Pereira de Souza / Banca: Alessandra Vidotto / Banca: Rogério de Moraes / Banca: Natália Bueno Leite Slade / Banca: Marcio José Tiera / Resumo: O Vírus Sincicial Respiratório Humano (hRSV) é o principal agente causador de doenças respiratórias agudas severas, como pneumonia e bronquiolite. Trata-se de um vírus da família Paramyxoviridae, com simetria helicoidal e envelope lipídico. Possui um genoma de RNA fita simples, não segmentado, com 10 genes codificantes. Um dos fatores que contribuem para o sucesso na replicação viral é a interação da proteína M2-1 com as proteínas P, M e com o RNA. Tal proteína age através da interação com RNA, e assim, participa efetivamente no processo de replicação viral, apresentando atividade anti-parada da replicação sendo ativa quando na forma tetramérica. Deste modo, o ligante que realizar interação com a M2-1 é um potencial candidato a prevenir as interações M2-1 com RNA e demais proteínas, impedindo deste modo o sucesso da replicação viral. Flovonoides são compostos naturais com várias atividades como antioxidante, anticancerígena, cardio protetora, antibacteriana e antiviral. Quercetina é um flavonoide que apresenta atividade antiviral, inibindo o complexo de replicação. Com a finalidade de investigar a interação de um potencial candidato a inibição da atividade da M2-1, clonamos, expressamos e purificamos a proteína M2-1 do hRSV e, determinamos sua característica físico-química de interação com quercetina em diferentes condições de temperatura. Para clonagem e expressão do gene M2-1 foram escolhidos o vetor pGEX-4T-1 e a bactéria Escherichia coli da linhagem BL21 Gold (DE3). A proteína expressa foi purificada em cromatografia de afinidade e cromatografia de exclusão molecular. As análises de composição de estrutura secundária e estabilidade térmica foram realizadas por espectroscopia de dicroísmo circular e, a interação com Quercetina com espectroscopia de fluorescência. Para o mapeamento da interação com a Quercetina foram realizadas docking molecular e dinâmica molecular. A proteína... / Abstract: Human Respiratory Syncytial Virus (hRSV) is the major causative agent of acute respiratory infections such as pneumonia and bronchiolitis. This is a virus of the Paramyxoviridae family with helical symmetry and lipid envelope. It has a single strand RNA genome, not segmented, with 10 coding genes. One of the factors that contribute to success in viral replication is the interaction of M2-1 protein with P, M protein and RNA viral. Such protein acts through the interaction with RNA, hence, participating in the viral replication process, having anti-stop activity in the replication process and, the protein is active only as a tetramer. Thus, a ligand that interacts with M2-1 is a potential candidate to prevent interaction of M2-1 with other proteins, thereby preventing the success of viral replication. The aim of the research is to clone, express and purify the M2-1 protein of hRSV and then determine its physicochemical characteristics of the interaction with Quercetin in different temperatures to investigate the interaction of a potential candidate to inhibit the activity of the M2-1. The M2-1 gene was cloned in vector pGEX-4T-1 and expressed in Escherichia coli strain BL21 Gold (DE3). The expressed protein was purified on affinity chromatography molecular exclusion chromatography, thermal stability and secondary structure were analyzed by circular dicroism and the interaction with Quercetin was analyzed by fluorescence spectroscopy. To understand the interaction mechanism was performed molecular dynamics and molecular docking. The purified protein has 40% α-helix, 10% β-sheet, 19% turns and 31% random coils, being the melting temperature of 55,6°C. The titration of M2- 1 with Quercetin showed that it interacts in two points, on site 1 (the binding affinity is ~1,5x106 M -1 ) and stablishes an ionic interaction and, on site 2 (1,1x105 M -1 ) stablishes a hydrophobic interaction. One Quercetin molecule interacts on site 1 (formed by the ... / Doutor