Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-07-27Bitstream added on 2014-06-13T20:40:48Z : No. of bitstreams: 1 eller_l_dr_sjrp.pdf: 2336778 bytes, checksum: 3bd1f6ada9b4d5653ca2d251cd1ae685 (MD5) / Neste trabalho geramos configurações de proteínas desnaturadas utilizando o modelo de crescimento de cadeia nascente numa rede tetraédrica (ou de diamante) infinita e verificamos a influência das restrições estéricas (interação de esfera rígida) e das armadilhas topológicas no processo de crescimento e determinação estrutural ou conformacional das cadeias geradas. Os procedimentos, resultados, discussões e conclusões do atual estudo são expostos em três capítulos um tanto autosuficientes e descritos sucintamente abaixo. Uma análise comparativa entre SAWm1 e SAWm2 inicialmente pelas armadilhas topológicas através de três dentre quatro grandezas diferentes, mostram que SAWm1 é mais eficiente do que SAWm2, pois enquanto no primeiro a variação destas grandezas em função do número de resíduos tem ajustes logarítmicos, lineares e polinomiais quadráticos, no segundo são tipo log normal, polinomiais quadráticos e exponenciais, respectivamente. Por outro lado, quanto a compactação, não é possível identificar diferenças significativas nas conformações geradas pelos dois métodos. Pelo tempo de simulação, representado pelo tempo de CPU, em função do comprimento N das cadeias nascentes, novamente SAWm1 parece mais vantajoso sobre SAWm2, pois são ajustados por um polinômio de segunda ordem e crescimento exponencial, respectivamente. Portanto pelo menos para cadeias longas (N > 1000 resíduos) e pelas grandezas ~utilizadas, parece razoável propormos que o método de retificar armadilhas topológicas de SAWm1 possa substituir SAWm2, além disso agora conhecemos alguns comportamentos e limites dos dois métodos o que facilita implementações adicionais futuras em ambos. No primeiro capítulo estabelecemos as bases do atual trabalho, que é baseado em gerar conformações de proteínas desnaturadas por um algoritmo de crescimento de cadeia em rede... / In this work we generate configurations of denatured proteins using the growth model of nascent chain on the infinite tetrahedral (or diamond) lattice and ascertain the influence of the elf-sufficient and shortly described below. In the third chapter the full steric constrains (lr) are employed in association with two strategic approachs to analyze the implications of forbidden configurations, or topologic traps, in the chain compactness and simulation time. By , n the other hand SAWm2 method once encountered a topologic trap, in the residue n (with other four residues), a new chain is begun from the outset (of the forth residue). A comparative analysis between the SAWm2 initially by topologic traps through 3 out 4 different variables show that is more efficient than SAWm2, because while in the first the change of these variable on the chain length have logarithmic, linear and polynomial fit, in the second are log normal, polynomial and exponential ones, respectively. Though, as regards compactness is not possible to >~ steric constrains (hard-core interaction) and the topologic traps in the growth process and structural or conformational determination of the generated chains. The procedures, results, discussions and conclusions of the present study are displayed in three chapter rather s In the first chapter we establish the bases of the current work, that is focused on generate denatured proteins conformations by a diamond lattice chain growth algorithm with the residues linked by covalent bonds and interplaying only by steric constraints. For this aim we take up from global to specific features. To contextualize the chain growth model we begin from relation between DNA and RNA to the growth and protein synthesis; for diamond (or tetrahedral) lattice we start from crystalline structures and Bravais lattices to cubic ones; for the formation and interaction of the polymer... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Vitor Barbanti Pereira Leite / Banca: Jorge Chahine / Banca: Luis Gustavo Dias / Banca: Nelson Augusto Alves / Banca: Pedro Geraldo Pascutti / Resumo: As interações eletrostáticas desempenham um papel crucial no enovelamento de proteínas. Além disso, essas interações entre resíduos carregados são fundamentais para a estabilidade proteica e para que as proteínas realizem suas funções biológicas. A distribuição de carga nessas macromoléculas é definida pelos tipos de resíduos que as compõem e pelas condições do ambiente a que elas estão sujeitas, como, por exemplo, concentração de sal e pH. Compreender como esses aspectos podem governar a estabilidade e o enovelamento de proteínas é de fundamental importância no desenvolvimento racional de aplicações biomédicas e biotecnológicas. No presente estudo, utilizou-se modelos computacionais simplificados visando investigar esses efeitos eletrostáticos nos processos de enovelamento, na estabilidade térmica e na presença e ausência de mutações do seguinte conjunto de proteínas: o domínio N-terminal da proteína ribossomal L9 (NTL9); a variante da proteína G (1PGB-QDD), a proteína Cold Shock A (CspA); e a proteína 5 do ácaro Blomia tropicalis (Blo t 5). A partir desses modelos computacionais, buscou-se avaliar os efeitos causados pelas mutações, pelo pH e pela concentração de sal na dinâmica e na estabilidade proteica. Os resultados obtidos via simulações foram comparados com dados experimentais e obtiveram uma excelente concordância, tendo em vista a simplicidade dos modelos utilizados. Além disso, os resultados computacionais permitiram obter uma enorme gama de informações sobre o... / Abstract: Eletrostatic interactions play a crucialrole in protein folding. In addition, these interactions between charged residues are fundamental for protein stability and for proteins to perform their biological functions. The charge distribution in these macromolecules is defined by the types of residues composing them and by the conditions of the environment to which they are subject, such as salt concentration and pH. Understanding how these aspects can govern protein folding and stability is of fundamental importance in the rational development of biomedical and biotechnological applications. In the present study, simplified computational models to investigate these electrostatic effects in the folding processes ... / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-04-28Bitstream added on 2014-06-13T18:41:06Z : No. of bitstreams: 1 oliveira_lc_dr_sjrp.pdf: 1552331 bytes, checksum: ff9be69b536d540081c28a83bf038868 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A topologia do estado nativo de uma proteína desempenha um papel crucial no processo de enovelamento. Neste trabalho uma nova aproximação utilizando aspectos topol ogicos para investigar a evolução protéica e apresentada. O modelo utiliza uma rede c ubica 3 3 3 de 27 monômeros e um mapa de conexões entre diferentes conformações em espa co de fase estrutural e de sequência. Desenhamos a melhor sequência não frustrada para cada uma das 103346 conformações maximamente compactas usando um algorítimo que maximiza o número de tipos de monômeros na sequência. Isto significa que cada sequência não pode possuir contatos desfavor aveis. O n umero m aximo de tipos de monômeros e 5. A sequência-conformação e considerada \protein-like se ela tem uma unica conformação de mais baixa energia, alem de acessibilidade e robustez. De todas as conformações maximamente compactas, somente 4; 75% geraram sequências \protein-like', o qual são o alvo neste estudo. Com esses dados realizamos simulações de Monte Carlo (MC) no qual examinamos as melhores sequêencias estruturas baseando-se no ZScore. A simulação e iniciada com uma sequência aleatória no qual e testada em todas as conformações, seguindo as regras estipuladas por MC. Se o ZScore aumenta, assumimos que a nova conformação e mais estável que a anterior. Esse processo e repetido até que as sequências otimamente desenhadas (com mais alto ZScore) são alcançadas. Mantendo as trajetórias originadas via MC, um mapa de conectividade sequências-estruturas e obtido. Os resultados mostram trajetórias conectadas com estruturas com baixos valores de ZScore. O aumento do ZScore ao longo da simulação conduz a um pequeno grupo de conformações preferenciais. O modelo sugere um funil de estruturas para a evolução de proteínas no qual as estruturas do fundo estão associadas com o ii \motif de uma proteína... / The topology of a protein native state plays a crucial role in the folding process. In this work a new approach using topological aspects to investigate the protein evolutions is presented. The model uses the 27-mer in a cubic lattice of 3 3 3, and a conection map between di erent conformations is found in the sequence and structural phase space. We designed the best unfrustrated sequence for each of the 103346 maximally compact conformation, using an algorithm that maximizes the number for monomers types in the sequence. This means that each sequence cannot have unfavorable contacts. The maximum number of types of monomer is 5. The sequence-conformation is considered protein-like if it has a unique lowest energy conformation, accessible and robust . Out of all maximally compact conformations, only 4,75% generated protein-like sequence, with are targeted in this study. With this data we performed a Monte Carlo simulations in which we probe for better sequence-structure based on Zscore. The simulation start which a random sequence and it is tested all conformations, nding its conformations according to the Monte Carlo rules. If the Zscore increases, we assume that the new conformation is more stable than the previous. This process is repeated until the optimally designed sequence (with the highest Zscore) is reached. Keeping track of all the Monte Carlo trajectories, a map of conectivity of sequence-structures is obtained. The results shows trajectories connected with structures of low Zscore values. The increase of Zscore along of the simulation leads to a small group of preferred conformations. The model suggest a funnel like structure for folding evolution, in which the structures at the bottom of the funnel are associated with the motif of a protein. This result can be a possible iv explanation for the restricted number of conformations compared to the large number of sequences... (Complete abstract click electronic access below)