Dissertações - Biofísica Molecular - IBILCE

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Métodos de soluções da equação de Fokker-Planck aplicado ao problema de enovelamento de proteína
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-08-08) Perles, João Vitor Santos; Drigo Filho, Elso [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Esta dissertação explora o uso da hierarquia hamiltoniana e do processo de ortogonalização de Gram-Schmidt, combinados com o método de fatorização, para resolver a equação de Fokker-Planck. O objetivo é obter as distribuições de probabilidade, tempos de transição entre estados e constantes de relaxação para potenciais chamados de biestáveis. Nesse trabalho, os potenciais são modelados por funções do tipo polinomial. Primeiramente, é apresentada a solução da equação de Fokker-Planck para um potencial biestável polinomial, assimétrico e genérico, com o objetivo de demonstrar a aplicação dos dois formalismos distintos. Em seguida, a mesma equação é resolvida para um perfil de energia livre, que descreve unidimensionalmente os estados na dinâmica de enovelamento de proteína, obtido a partir de simulação computacional.
A influência da escolha do mapa no estudo do enovelamento de proteínas utilização do modelos baseados em estrutura
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-08-04) Adolfo, Larissa Maria Ferreira; Oliveira, Leandro Cristante de; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Uma das formas de estudar o enovelamento proteico é utilizando o Modelo Baseado em Estrutura (do inglês: Structure Based Model, SBM). Sua energia potencial é determinada pelas propriedades geométricas de uma dada estrutura nativa e um mapa que define os contatos nativos. Esses mapas de contato nativo são responsáveis pela representação das interações de resı́duos ij que estabelecem interações atrativas, estabilizando o estado nativo e fornecendo interações de curto alcance. Para tanto, foram estudados três mapas de contato com amplo emprego na literatura: o mapa de corte para átomos pesados (do Inglês: Heavy Atom Cut-Offs, CO), o Mapa de Contatos de Sombra (do inglês: Shadow Contacts Map, SCM), o mapa de Contatos Estruturais (do inglês: Contact of Structural Units, CSU) e adaptamos o Frustratômetro (do inglês: Frustratometer, Frt) a fim de obter um quarto mapa. Realizou-se, então, a aplicação desses, para três proteínas diferentes, a Inibidor de quimotripsina 2 (PDB id: 2ci2) uma proteína com enovelamento robusta e característico para testes computacionais. A Barnase (PDB id: 1bnr) que contém um processo de enovelamento constituído de um estado intermediário, e o domínio SH3 (PDB id: 1 FMK) que possui um caminho de enovelamento determinado experimentalmente. Como resultados, temos que o SBM demonstra robustez com a troca de mapa de contato. Analisando unicamente pela coordenada de reação Q como comumente encontrado na literatura, temos que somente o mapa de CSU consegue capturar o estado intermediário presente na curva de energia livre para a proteína Barnase e o caminho de formação demonstrado experimentalmente para o domínio SH3. Porém utilizando diferentes coordenadas de reação nenhum dos mapas atesta o estado intermediário previsto para a Barnase, indicando que para a simplificação SBM-C alpha, ocorrem perdas significativas de informação. Então, a partir deste verificamos que os mapas de contato devem introduzir a heterogeneidade entre os resíduos de aminoácidos e interações de mais longa distância como demonstrado pelo mapa do CSU, de forma a corrigir perdas de informações causadas pela simplificação do modelo.
Tratamento variacional da interação íon-dipolo induzido em cavidades esféricas
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-04-10) Pera, Leonan Augusto Massete; Drigo Filho, Elso [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
As interações que ocorrem em hemoproteínas, como entre uma molécula de oxigênio e o íon de ferro, são de grande interesse para o estudo de sistemas vivos e para o desenvolvimento de biotecnologias, de forma que estudar mais a fundo os aspectos envolvidos na interação é de grande serventia para comunidade científica. No presente trabalho estuda-se o caráter vibracional da interação íon-dopolo induzido em uma cavidade esférica, mimetizando a interação entre o íon de ferro e a molécula de oxigênio na cavidade de uma hemoproteína. São calculados os autovalores de energia do estado fundamental em diferentes volumes de cavidades, mimetizam o volume das hemoproteínas, inclusive considerando o confinamento que ocorre devido as mudanças conformacionais das hemoglobinas quando a molécula está no sítio de ligação. Para o cálculo dos autovalores de energia foi empregado o Método Variacional com uma função de onda teste obtida usando a Mecânica Quântica Supersimétrica, que além de fornecer a função de onda teste também possibilita a inserção do efeito de confinamento no sistema. Os resultados mostram que os autovalores de energia para o estado fundamental sofrem uma variação quando o volume é alterado e, além disso, que regimes de alto confinamento conferem uma estabilidade maior para a interação.
Efeito do tamanho iônico nas propriedades da dupla camada elétrica
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-12-16) Afonso, Levi Tessari; Carvalho, Sidney Jurado de [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
As interações eletrostáticas desempenham um papel fundamental no comportamento de sistemas contendo macromoléculas em solução aquosa. Uma macromolécula carregada em solução causa atração dos íons de carga oposta para próximo a superfície, formando uma outra camada carregada chamada de dupla camada elétrica. Dessa forma, neste trabalho, se investigou as propriedades da dupla camada elétrica formada pela interação de uma superfície plana carregada com íons de diferentes dimensões Para isso, foi adotado o modelo proposto por Maggs e Podgornik que desenvolve uma forma generalizada da equação de Poisson-Boltzmann que relaciona o potencial eletrostático com a pressão termodinâmica do sistema. Essa forma é vantajosa, uma vez que é possível utilizar equações de estado para a pressão, que podem ser obtidas com diferentes graus de aproximação para o sistema estudado. Neste trabalho, o modelo de rede de Flory-Huggins foi utilizado para calcular a entropia dos arranjos de policátions e poliânions em solução aquosa e, por sua vez, obter a pressão. Com isso, verificamos que a medida que aumentamos o tamanho dos poliânions, a concentração próximo a superfície teve uma diminuição. Isto ocorre por ele ser maior, ocupando mais espaço e então necessitando de uma quantidade menor de moléculas para saturar na superfície. Quando foi verificado o aumento da concentração ou da densidade de carga da superfície para um determinado tamanho, apresentou um desvio nas curvas, por sua vez foram devido à presença dos policátions na dupla camada elétrica.
Tunelamento quântico em sistemas biestáveis
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-11-29) Pulici, Angelo Rober; Drigo Filho, Elso [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Nesta dissertação é apresentado um estudo sobre tunelamento quântico em potenciais biestáveis. Os sistemas analisados consistem de potenciais duplos quadráticos simétricos e assimétricos, visando determinar os tempos de tunelamento característicos. É estudado o fenômeno da ressonância nas transições quânticas na presença de uma perturbação. São obtidos os níveis de energia para diferentes valores da largura e profundidade dos poços, e também, da largura da barreira de potencial entre os poços.
Avaliação do pH como efeito modulador da interação entre a proteína Grb2 monomérica e a molécula de cumarina (1,2-benzopirona)
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-11-21) Moreira, Giovana Casteluci; Melo, Fernando Alves de [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
O câncer é uma das principais causas de morte na atualidade e se manifesta através da proliferação acelerada e descontrolada de células. Uma das principais vias de sinalização ativadas para o desenvolvimento da doença é a via da MAPK/ERK, responsável pelos processos de proliferação e diferenciação celular. O reconhecimento de fatores de crescimento por proteínas de membrana, como a FGFR2, recruta a proteína Grb2, que atua como uma ponte entre a proteína quinase e outras proteínas que ativam a proteína ERK, responsável por ativar fatores de transcrição no núcleo. Apesar de ser classificada como proteína adaptadora, a Grb2 regula a via da MAPK/ERK através de um equilíbrio monômero-dímero, em que o monômero permite a transdução de sinal e o dímero inibe esse processo. Além disso, a Grb2 é capaz de inibir a FGFR2 – que está relacionada com diversos tipos de cânceres, como o câncer de estômago, pele e mama. Desta maneira, a Grb2 é um alvo promissor para o desenvolvimento de terapias antitumorais. Um dos principais desafios da medicina moderna é o desenvolvimento de medicamentos e estratégias que sejam cada vez menos adversas aos pacientes e, nesse contexto, as moléculas de origem natural têm ganhado destaque no meio científico, devido sua grande biodisponibilidade e inúmeras propriedades benéficas para o ser humano. Devido à pouca literatura disponível a respeito de mecanismos moleculares de interação entre Grb2 e moléculas de origem natural, neste trabalho nós realizamos a caracterização dos mecanismos de interação entre o monômero de Grb2 e a molécula de cumarina (1,2-benzopirona), que possui atividade anticarcinogênica e inibe a proliferação celular. Os estudos biofísicos foram conduzidos em duas condições de pH (7,0 e 8,0) por se aproximarem do pH intracelular de células saudáveis e cancerosas, respectivamente. Os resultados da caracterização estrutural indicam que o monômero é mais flexível e estável em pH 8,0 do que em pH 7,0. A interação entre a proteína e a molécula foi classificada como favorável e hidrofóbica (ΔG < 0; ΔH e ΔS > 0), com constantes de afinidade (Ka) moderadas e da ordem de 104 M-1 para o pH 7,0 e 105 M-1 para o pH 8,0. A combinação dos resultados de STD-RMN e análises computacionais mostraram que a molécula de cumarina interage com o sítio de interação por meio de encaixes distintos, comprovando que mudanças conformacionais induzidas pelo aumento de pH modulam o mecanismo de interação de Grb2 com cumarina. Além disso, foi verificado que a estabilidade estrutural do monômero se mostrou dependente da concentração de cumarina, sendo fortemente perturbada na proporção de [2:1] de cumarina:Grb2. A partir desses resultados, concluímos que a conformação estrutural da Grb2 é sensível às mudanças de pH e isso pode influenciar na interação desta proteína com outras moléculas e proteínas parceiras. Estes resultados, se levados em consideração, podem contribuir para o desenvolvimento de medicamentos e tratamentos, contra o câncer, e baseados em Grb2, mais eficazes.
Simulações moleculares da interação da região conservada de cisteínas do ectodomínio da proteína G do hRSV com o receptor celular CX3CR1 do hospedeiro
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-10-10) Piloto, João Victor; Caruso, Ícaro Putinhon [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
O Vírus Sincicial Respiratório humano (hRSV) é um dos principais causadores de doenças respiratórias agudas como bronquiolite e pneumonia em crianças e idosos. Atualmente, as patologias causadas pelo hRSV não são bem entendidas e as vacinas formuladas não apresenta efetividade e segurança suficientes. A infetividade do vírus está relacionada com suas proteínas de membrana e dentre elas a glicoproteína G ou proteína G, que é responsável pela ligação do vírus à célula epiteliais do trato respiratório do hospedeiro e consequente instalação da infecção. Esta glicoproteína exerce um importante papel como antígeno de reconhecimento, sendo alvo para identificação do RSV através de anticorpos. Há evidências na literatura de que a proteína G interage com um receptor celular, conhecido como CX3CR1, porém não existe informações estruturais experimentais sobre essa interação. O objetivo do trabalho foi caracterizar a interação da região conservada de cisteína do ectodomínio da proteína G com o receptor celular CX3CR1 utilizando ferramentas computacionais. A partir da abordagem de modelagem molecular, modelos estruturais para as quatro isoformas do receptor celular foram calculados, os quais passaram por uma etapa de 300 ns de simulação de dinâmica molecular em bicamada lipídica de POPC para avaliação de suas estabilidades estruturais. Em seguida, cálculos de docking molecular buscaram pela conformação mais provável do peptídeo da região conservada de cisteína da G na interação com a região N-terminal do barril de alfa-hélices do CX3CR1. Por fim, novas simulações de 300 ns reportaram a estabilidade estrutural do modelo proposto para o complexo CX3CR1/peptídeo da G (CX3CR1/G), apontando os resíduos LYS-171, GLY-177, TYR-179, GLN-184 e ARG-272 da proteína como importante para a formação de pontes de hidrogênio com o peptídeo. Os cálculos de PCA e de RMSF mostraram uma comparação entre as formas livres e ligadas, mostrando um maior grau de flexibilidade das regiões N e C-terminais, assim como uma maior flexibilidade das alças entre as hélices α das isoformas doCX3CR1. Os cálculos de energia livre de ligação teórica (MM/PBSA) mostraram que os resíduos ácidos interagem de forma favorável para a ligação e manutenção do peptídeo da G na região do docking, indicando que a isoforma 1 do CX3CR1 é aquela com energia de ligação mais favorável para a interação com o peptídeo da G. As informações estruturais produzidas no presente trabalho podem trazer luz ao mecanismo de interação da proteína G do hRSV com o receptor celular CX3CR1, assim como proporcionar uma caracterização molecular do processo de adesão do vírus à célula do hospedeiro.
Adsorção de polieletrólitos em macroíon opostamente carregado por física estatística de campos
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-10-04) Garozi, Henry Frank Rodrigues; Carvalho, Sidney Jurado de [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
A adsorção de polieletrólitos em superfície opostamente carregadas tem sido objeto de estudo de diversos grupos de pesquisa devido a sua presença em processos biológicos e aplicabilidade em nanotecnologia. Neste trabalho é estudado a interação entre várias cadeias de polieletrólitos e uma superfície esférica opostamente carregada, e será analisada adsorção crítica das cadeias com a superfície, onde os íons da solução estão presentes de forma implícita em interações mediadas por potenciais do tipo Debye-Hückel. Visando isso, é utilizado o formalismo da Física Estatística de Campos no ensemble canônico para substituir graus de liberdade associados as posições das partículas por graus de liberdade associados a configurações de campos contínuos e locais, o que, empregando métodos funcionais e aproximação de ponto de sela, nos conduz a equações de campos que são resolvidas numericamente.
Efeitos da regulação de carga na interação entre macroíons e superfícies carregadas
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-07-28) Quadre, Amanda Beatriz; Carvalho, Sidney Jurado de [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Proteínas e outras biomoléculas contêm grupos tituláveis ácidos e básicos que permitem a regulação da sua carga. Alguns estudos vêm mostrando que a regulação da carga afeta o processo de adsorção destas biomoléculas em superfícies carregadas. Inspirado nisso, foi estudado um modelo teórico em que macroíons interagem com uma superfície plana carregada e podem associar ou dissociar cátions da solução de acordo com a isoterma de Langmuir-Davies. Para a descrição do sistema foi utilizado uma abordagem variacional, em que a minimização do funcional da energia livre resultou em uma equação de Poisson-Boltzmann Modificada. Com esta abordagem, foi possível fornecer informações aos questionamentos sobre como o mecanismo de regulação de carga afeta a carga líquida da macromolécula em relação a sua proximidade da superfície carregada. Como um dos objetivos foi considerar o efeito coletivo de interação entre os macroíons, portanto não foi utilizado o modelo de célula para descrever este sistema. Os resultados obtidos são particularmente relevantes para problemas que envolvam proteínas e peptídeos, como por exemplo, no estudo da interação entre peptídeos e membranas e proteínas em poros carregados.
Busca por flavonoides como potencial ligante ao domínio RBD da proteína S para combate da Covid-19 por meio da plataforma DockThor
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-06-15) Garcia, Camila Gonçalves; Fossey, Marcelo Andrés [UNESP]; Araújo, Gabriela Campos de; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
O enfrentamento da pandemia, iniciada no ano de 2019 e ocasionada pelo novo coronavírus, o SARS-CoV-2, tem provocado muitos desafios para a ciência do mundo todo. É inédito o modo acelerado, pelo qual vem ocorrendo a busca por potenciais tratamentos de combate ao vírus. Na esteira dessa preocupação, esta pesquisa tem como objetivo buscar flavonoides com potencial de ligantes ao domínio RBD da proteína S, para o combate da Covid-19. A busca tem como objeto seis farmacológicos originados da flora brasileira. Trata-se de flavonoides, compostos com considerável capacidade de promover benefícios à saúde. A definição da estrutura do domínio RBD, da proteína Spike (S) do SARS-CoV-2, que foi utilizada nesta pesquisa, se deu a partir de uma busca em bancos de dados, por estruturas do SARS-CoV-2 com e sem inibidores complexados. A seleção dos seis flavonoides aplicados na busca por novos inibidores, junto ao SARS-CoV-2, foi realizada a partir do estudo de alguns trabalhos que pesquisaram os diferentes tipos desses compostos fenólicos. Em seguida, realizou-se o docking molecular dos compostos e estruturas selecionados na proteína alvo. Foram realizados dockings utilizando a estrutura RBD da proteína S, com o receptor ACE2 humano e sem a ACE2, permitindo a comparação entre os resultados encontrados. Essa comparação entre os dockings, com e sem a ACE2, permitiu observar por exemplo diferenças nas quantidades de aminoacidos encontrados e na qualificação posicional da genisteína. Desse modo, teve-se como resultado a determinação de um conjunto de compostos promissores, sendo possível destacar que a melhor correlação foi verificada nas áreas próximas às folhas β antiparalelas da estrutura analisada.
Avaliação das propriedades de interação envolvendo as proteínas Albumina de Soro Humano (HSA) e Albumina de Soro Bovino (BSA).
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2021-02-04) Tavares Neto, Ernesto; Oliveira, Leandro Cristante de [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Albumina de Soro Humano (HSA) é uma proteína com grande importância biológica especialmente por sua função transportadora. Alterações em suas características de transporte é um problema chave em estudos atuais. O estresse oxidativo é responsável por causar grande parte dessas modificações em HSA, proteína que sofre com as espécies reativas ao oxigênio (ROS). O excesso de ROS está diretamente relacionado ao processo de oxidação em proteínas. O trabalho foi dividido em duas propostas distintas, onde na primeira os resíduos de aminoácidos de sítio I, Trp-214 e Lys-199, foram modificados computacionalmente e comparados aos dados experimentais obtidos por colaboradores. Assim, foi avaliado as alterações na afinidade de ligação com o composto fenilbutazona. Os agentes taurina monocloramina (Tau-NHCl) e taurina dibromamina (Tau-Nbr2) foram usados para oxidar a HSA. Foram observadas experimentalmente alterações espectroscópicas na proteína resultantes da oxidação do Trp-214, indicando a formação de N'-formylkynurenine (NFK). A oxidação da HSA via Tau-NBr2 gerou um significante aumento na constante de associação com a fenilbutazona, o que não foi verificado via Tau-NHCl. Os resíduos Trp-214 e Lys-199 foram substituídos computacionalmente e simulados pelos respectivos produtos da oxidação. A energia de interação calculada usando a função Amber score mostrou que a forma nativa da HSA apresentou uma energia de interação menor do que para os casos oxidados, HSA com Trp-214 modificado para NFK e HSA com Lys-199 modificada para sua forma carbonilada. Assim, os resultados computacionais corroboraram com os obtidos experimentalmente indicando que as alterações oxidativas dos resíduos de aminoácidos no sı́ tio I da HSA afetam suas propriedades de ligação. Na segunda proposta, a Albumina de Soro Bovino (BSA), uma proteína homóloga a HSA, foi avaliada por sua estrutura similar e por possuir algumas especificidades em sua sequência primária. A análise computacional revelou que HSA oferece algumas vantagens como a preferência pela ligação de compostos em comparação a BSA. Neste trabalho, a mesma abordagem computacional e experimental foi usada para caracterizar as especificidades na afinidade de ligação entre as proteínas humana e bovina. O composto 4-(Dicyanomethylene)-2-methyl-6-(4-dimethylaminostyryl)-4H pyran (DCM) foi utilizado nessas análises. As simulações de docking e dinâmica molecular mostraram que o composto apresenta uma maior afinidade verificada pelas energias de ligação para as interações no sítio I da HSA comparado aos sítios II e III, e o deslocamento do DCM de seu sítio de ligação na presença de compostos de mesmo sítio mostrou que o mesmo ocorre experimentalmente. Também foi mostrado pelas simulações computacionais que o DCM possui maior afinidade de ligação para a HSA (sítio I) comparado ao mesmo sítio da BSA, e esses resultados corroboraram com a medida experimental das constantes de associação (avaliado por fluorescência e pela supressão da fluorescência intrínseca das proteínas). Em geral, esses resultados sugerem a existência de especificidades nas características de ligação entre as espécies da albumina, indicando potenciais causadores das diferenças e fornecendo pontos de partida para estudos futuros envolvendo essas proteínas e compostos com propriedades farmacológicas.
Representação detalhada do relevo de energia de monômeros de β-amilóide e de proteínas de repetições
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2021-12-15) Sanches, Murilo Nogueira; Leite, Vitor Barbanti Pereira [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
O processo pelo qual uma proteína assume sua configuração funcional é denominado enovelamento e corresponde a um problema que intriga os pesquisadores desde a década de 50. Devido à importância que essa classe de macromoléculas possui e às doenças que sua má atividade acarretam, compreender a formação de sua estrutura tridimensional é uma questão fundamental. Contudo, devido à sua complexidade, o processo ocorre em um espaço de fase multidimensional, de forma que sua análise não é trivial. Esse problema se torna ainda mais complicado devido ao fato de existirem classes especiais de proteínas que apresentam certas particularidades, como é o caso das proteínas intrinsecamente desordenadas e das proteínas de repetições. Enquanto a primeira classe apresenta alta flexibilidade e a ausência de um estado nativo de referência, a segunda classe corresponde à estruturas terciárias compostas pela repetição de um mesmo domínio, e que não enovelam de forma independente mas sim por meio de um mecanismo de cooperação. Neste trabalho foram analisados dois sistemas distintos. O primeiro consiste nas dinâmicas moleculares de monômeros de β-amilóides, visando compreender suas diferentes taxas de agregações. O segundo sistema corresponde às simulações de proteínas da família de repetições de anquirina, buscando a compreensão do mecanismo de formação dessas repetições. As análises foram realizadas por meio do Energy Landscape Visualization Method que, usando uma métrica baseada na distância interna entre os resíduos de cada conformação, é capaz de projetar a superfície de energia em espaços 2D e 3D. Os resultados demonstraram que a propensão de agregação das diferentes espécies de β-amilóide está contida no relevo de energia livre dos monômeros, enquanto que as repetições de anquirina apresentaram diferentes rotas de enovelamento com distintas probabilidades de ocorrência.
Identificação de pequenos ligantes de origem natural como potenciais antivirais para o domínio N-terminal da nucleoproteína do SARS-CoV-2
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2021-08-04) Oliveira, Isabela Brunozi de; Caruso, Icaro Putinhon [UNESP]; Almeida, Fabio Ceneviva Lacerda; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Quercetina como potencial bloqueador na progressão da fibrose hepática em ratos com esteatose hepática não alcoólica (EHNA): identificação de biomarcadores metabólicos terapêuticos e profiláticos
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2021-06-14) Megid, Raquel Arantes; Souza, Fatima Pereira de [UNESP]; Caruso, Ícaro Putinhon [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
As doenças hepáticas gordurosas não alcoólicas (DHGNA) descrevem um espectro de doenças crônicas do fígado mais comuns e crescentes do mundo, causadas pelo acúmulo de gordura nas células, condição denominada esteatose hepática. Estima-se que em um quinto dos pacientes ocorra progressão para o estágio mais grave da doença denominada esteato hepatite não alcoólica (EHNA), condição com processo inflamatório, lesão de hepatócitos e potencial desenvolvimento de fibrose, cirrose e carcinoma hepatocelular, situações com potencial necessidade de transplante hepático. A molécula quercetina, flavonoide presente na dieta humana, apresenta grande interesse farmacológico por demonstrar potencial na redução do estresse oxidativo gerado pelo desenvolvimento da doença. O objetivo deste trabalho é avaliar a resposta terapêutica e profilática da quercetina no estabelecimento de EHNA. O experimento foi realizado in vivo com ratos Sprague Dawley nos grupos CP – Controle padrão, que recebeu dieta convencional nutricionalmente adequada à espécie, CD – Controle hiperlipídico + DEN, dieta hiperlipídica para indução de EHNA e o composto hepatotóxico dietilnitrosamina (DEN), CH – Controle hiperlipídico, apenas dieta hiperlipídica, TP – Tratamento profilático, dieta hiperlipídica e simultânea administração de quercetina desde o início do experimento e TT – Tratamento terapêutico, dieta hiperlipídica e administração de quercetina após três semanas do início experimental. Foram realizadas avaliação do desempenho clínico animal, análise de cinética enzimática das transaminases ALT e AST, análise macroscópica e microscópica do fígado e identificação metabolômica por ressonância magnética nuclear (RMN). Os animais do Grupo CP demonstraram boas condições clínicas de saúde com padrões normais em todas as variáveis analisadas. O Grupo CD foi consirerado o grupo mais agredido pela ação de DEN em conjunto à indução de EHNA por apresentar conjunto de características clínicas comuns em desarranjos hepáticos como icterícia, colúria e hipocolia, menor ganho de peso corporal e hepático, menor consumo de alimento, maiores níveis séricos de ALT e AST e presença de fibrose e cirrose hepática. Os animais dos Grupos CH, TP e TT apresentaram o estabelecimento de EHNA, no entanto, ambos os tratamentos com quercetina se apresentaram eficientes e promissores no sentido de impedir o estabelecimento da fibrose na condição de EHNA, protegendo o órgão contra maior degeneração e perda de funções vitais, aspecto fundamental para garantir possibilidade de reversão da patologia ao quadro clínico saudável do fígado e recuperação das suas funções comprometidas pelo acúmulo de gordura nas células.
Estudo da interação da proteína de matriz (M) do vírus sincicial respiratório humano (hRSV) com resveratrol: pesquisa de moléculas candidatas para o desenho de antivirais
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2021-03-18) Rodrigues, Thainá dos Santos; Fossey, Marcelo Andres [UNESP]; Souza, Fátima Pereira [UNESP]; Caruso, Ícaro Putinhon [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
O Vírus Sincicial Respiratório Humano é a principal causa de internação por doenças respiratórias entre menores de 5 anos de idade, mais comumente durante a primeira infecção, sendo responsáveis por quadros de pneumonia ou bronquiolite. Atualmente, não há vacinas ou tratamento eficazes contra a doença. Dentre as proteínas codificadas por esse vírus, a proteína de Matriz faz parte da estrutura interna do vírion e é composta por 256 resíduos de aminoácidos e trata-se de uma proteína fosforilada e não glicosilada que envolve todo o complexo ribonucleoproteico (RNP, composto pelas proteínas L, N e P), localizando-se entre este complexo e a bicamada lipídica viral com função primordial no brotamento da partícula viral e disseminação do vírus. O Resveratrol (trans-3,40,5-trihidroxiestilbeno) é uma fitoalexina encontrado naturalmente em muitas fontes alimentares comuns, incluindo uvas, amoras e amendoins e possuí inúmeras vantagens e efeitos na saúde humana, incluindo a propriedade antiviral. O objetivo deste trabalho foi caracterizar a interação da proteína de matriz (M) e o Resveratrol. Então, a proteína foi obtida de forma recombinante, purificada através de cromatografia de afinidade e exclusão molecular, verificada por eletroforese SDS-PAGE e a análise da estrutura secundaria e de interação da proteína com o ligante foram realizadas respectivamente por dicroísmo circular e espectroscopia de fluorescência. A proteína purificada com massa molecular (30 kDa). Os espectros de dicroísmo circular (CD) mostraram que a proteína M é composta majoritariamente de estruturas em folha β, sendo 44% de estruturas beta, 23% de estruturas alfa hélice, e 33% de estruturas randoim coil. Os resultados de interação proteína/ligante mostraram uma interação do tipo hidrofófica onde a Kb do complexo aumenta proporcionalmente com aumento da temperatura 5,2x10-3 M-1 evidenciando uma interação média/alta sendo n=1, ou seja, 1 ligante para 1 proteína. O presente trabalho sugere a interação do Resveratrol com a proteína M, corroborando dados que indicam que esse antioxidante interfere na montagem viral e na formação de vírus maduros, etapa mediada pela proteína M. Pela escassez de novos fármacos com ação antiviral, o Resveratrol poderá ser uma alternativa para o tratamento de infecção pelo HRSV.
Modelo de propagação de sinal iônico em um neurônio a partir da equação de Fokker-Planck
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2021-01-28) Terra, Eder Juno Nicolau; FIlho, Elso Drigo [UNESP]; Araujo, Marcelo Tozo; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
O potencial de ação no axônio inicia o ciclo da comunicação sináptica, que é um processo chave para o entendimento do sistema nervoso. Neste trabalho, é introduzido um modelo alternativo descrito através de um formalismo estatístico, a equação de Fokker-Planck, em que se sugere uma função que modela o comportamento da transmissão do sinal elétrico no axônio do neurônio. Resolvendo a equação de Fokker-Planck para o estado de equilíbrio, encontramos a função densidade de probabilidade analítica (exata) do sistema. Os parâmetros introduzidos no modelo são fixados a partir de dados fenomenológicos relacionados a um neurônio motor, e calculamos o tempo de transmissão dos íons num axônio de uma célula nervosa. Como esperado, no caso da perda de bainhas de mielina, o modelo proposto prevê o bloqueio da passagem de íons pelo axônio.
Potenciais novos catalisadores para produção de biodiesel: lipases fúngicas de thermomyces lanuginosus e rhizomucor miehei imobilizadas sobre suportes nanozeolíticos trocados com cátions lantanídeos.
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2020-11-26) Guarnieri, Guilherme de Paula; Nery, José Geraldo [UNESP]; Vasconcellos, Adriano de; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
O intuito desse projeto é trabalhar na busca por novos catalisadores que possam baratear e otimizar a produção de biodiesel pela transesterificação de matérias-primas de terceira geração via rota etílica. Os catalisadores de interesse são enzimas lipases imobilizadas por adsorção sobre suportes sólidos, as nanozeólitas, em específico as de topologia Faujasita Tipo X. As nanozeólitas foram sintetizadas e submetidas a experimentos de troca iônica para substituição dos íons de sódio (Na+) presentes em sua estrutura por cátions lantanídeos (Ce3+, Dy3+, Gd3+ e La3+) empregando-se soluções nas concentrações de 0,1M e 0,5M (os materiais obtidos nessas condições foram denominados “nano-X/-Ln/-c”, onde “-Ln” representa o cátion lantanídeo e “- c” a concentração da solução de troca iônica). Após os experimentos de troca-iônica os materiais foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), espectroscopia de infravermelho (FT-IR) e potencial zeta. Os dados de DRX e FT-IR indicaram um nível de amorfização da estrutura cristalina dos materiais em comparação ao material em sua forma sódica. Após a caracterização físico-química os materiais foram utilizados como suportes sólidos para imobilização de enzimas lipases de Thermomyces lanuginosus (TLL) e Rhizomucor miehei (RML). Inicialmente as imobilizações foram realizadas em tampão fosfato 100mM (pH 7,0). A taxa de imobilização das enzimas TLL e RML sobre cada suporte foi determinada pelo método espectrofotométrico do Ensaio de Bradford. A atividade enzimática dos complexos resultantes, assim como a atividade das enzimas livres, foi determinada pelo método titulométrico em testes de lipólise de óleo de oliva. Os complexos nanozeólita-enzima que apresentaram melhores resultados de atividade foram replicados em tampão fosfato 10mM. As enzimas imobilizadas apresentaram uma queda de atividade com relação às suas formas livres, exceto pelas imobilizações realizadas em tampão fosfato 100mM de TLL sobre o material nano-X/Ce/0,5M e de RML sobre o material nano-X/La/0,1M, as quais foram 158,8% e 96,3% mais ativas que suas formas livres nos testes de lipólise. Dentre os complexos selecionados para a transesterificação de óleo de microalgas, as imobilizações de TLL sobre os materiais nanoX/Ce/0,5M, nano-X/Dy/0,1M e nano-X/Gd/0,5M apresentaram os melhores rendimentos de ésteres etílicos, com taxas de conversão de 78%, 75% e 75%, respectivamente.
Síntese e caracterização de compósitos à base de quitosana e zeólita: aplicações ambientais e biomédicas
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2020-04-01) Medeiros, Vinicius Litrenta; Nery, José Geraldo [UNESP]; Paula, Alex Silva; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
A busca por novos materiais, principalmente materiais que apresentem múltiplas aplicações, continua atraindo pesquisas ao redor do mundo. Dentre os materiais pesquisados com esse intuito, os compósitos ganham destaque. Compósitos são materiais mistos formados pela união de dois ou mais materiais diferentes com a finalidade de produzir um material novo com propriedades distintas, em relação aos seus materiais de origem. Os compósitos podem ser aplicados em diferentes áreas, entre elas encontram-se a remediação ambiental e a hemostasia. A remediação ambiental se faz necessária principalmente pelo fato de que muitas fontes hídricas acabam sendo poluídas por resíduos nocivos a saúde humana e animal, como metais pesados, e o consumo destas águas acaba causando sérias doenças. Devido a isso a busca por agentes capazes de retirar estes poluentes da água torna-se necessária. Outro grande problema de saúde publica são as hemorragias incontroladas que continuam sendo umas das principais causas de mortes no mundo. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi sintetizar um compósito que apresente a capacidade de atuar tanto como agente de remediação ambiental como agente hemostático. O compósito foi sintetizado utilizando zeólita e quitosana como suas matrizes. O material foi caracterizado por Difração de Raios-X; Espectroscopia de Infravermelho e Microscopia Eletrônica de Varredura. O potencial de ação ambiental foi testado analisando a absorção de cátions de cádmio e chumbo, presentes em solução aquosa, pelo material, e a possível aplicação hemostática do material foi testada medindo o tempo de coagulação do sague na presença do compósito. O material foi capaz de absorve os cátions de metais pesados e também diminuiu significativamente a o tempo de coagulação do sangue. Os resultados indicam que o material possui potencial material na remediação ambiental e na hemostasia.
Impacto de peptídeos biologicamente ativos no empacotamento lipídico de membranas modelo
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2020-03-24) Miasaki, Kenneth Massaharu da Fonseca; Neto, João Ruggiero [UNESP]; Alvares, Dayane dos Santos [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Os peptídeos sintéticos L1A (IDGLKAIWKKVADLLKNT-NH2, Q = +3e) e seu análogo acetilado (acL1A, Q = +2e) utilizados neste estudo foram projetados para que tenham características estruturais semelhantes ao peptídeo Polybia-MP1 extraído do veneno da vespa Polybia paulista, em que um dos dois resíduos ácidos ocupa a segunda posição na região Nterminal, e resíduos básicos são terceiros e/ou quartos vizinhos dos resíduos ácidos. Esses peptídeos possuem significativa atividade bactericida seletiva para bactérias Gram-negativas, especialmente Escherichia coli, sem serem hemolíticos. Estudos anteriores, em sistemas modelo, demonstraram que a acetilação do N-terminal resultou no aumento da atividade lítica em vesículas aniônicas (8POPC/2POPG) em comparação com o L1A, o que sugeriu perturbação do empacotamento lipídico de modo mais eficaz para o análogo que é menos carregado. Considerando que a membrana plasmática de bactérias Gram-negativas contém majoritariamente fosfatidiletanolamina (PE) e fosfatidilglicerol (PG), o presente trabalho propôs investigar o impacto dos peptídeos L1A e acL1A em membranas modelo compostas por 3POPE/1DOPG utilizando uma variedade de técnicas experimentais. Os resultados demonstraram que ambos os peptídeos induziram segregação lipídica, sendo o análogo acetilado mais eficiente em recrutar PG e segregar PE.
Estudo físico-químico da interação entre o copolímero tribloco Plurônico F127 e amido de milho em solução aquosa
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2020-03-12) Botão, Monize de Almeida; Feitosa, Eloi da Silva [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Amido de milho (AM) é considerado insolúvel em água à temperatura ambiente (25 °C), o que pode limitar suas aplicações industriais. A possibilidade de interação entre AM e moléculas anfifílicas, como o copolímero tribloco Plurônico F127 (F127), indica que essas moléculas podem ser usadas para alterar a solubilização dos grânulos de AM, inibindo sua tendência de aglomeração e precipitação. A partir da interação AM-F127, espera-se solubilizar os grânulos de AM em água, sem a desestabilização das micelas de F127. Amostras de AM-F127 desidratadas (sólidas) e hidratadas (em solução) foram investigadas por espalhamento dinâmico de luz (DLS), espectrofotometria UV-Vis, espectroscopia de dicroísmo circular (CD), espectrometria de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), difratometria de raios-X e testes de adição de lugol à mistura. Testes com lugol confirmaram que tanto o precipitado quanto o sobrenadante de AM-F127 em água sofrem mudanças significativas em suas estruturas, confirmando a interação AM-F127. Resultados de DLS mostram que AM em água é altamente polidisperso e que a concentração de F127 e a temperatura influenciam a formação e o tamanho dos agregados. O diâmetro hidrodinâmico (Dh ≈ 800 nm) e os valores de elipticidade de agregados sobrenadantes em mistura de AM e F127 (1,2%) indicam existência de amilose ou grânulos pequenos de AM em solução a 25 °C. Espectrofotometria UV-Vis mostra pequeno aumento na banda de absorbância de F127, evidência de interação AM-FTIR. FTIR e difratometria de raios-X não apresentaram evidências dessa interação. A combinação desses resultados indica pequena influência de F127 na solubilidade de AM e pequeno efeito, em concentrações moderadas, de AM nas micelas de F127. Todavia, os resultados dos testes nas amostra de amido em água dão indício de uma pequena quantidade de grânulos de AM ou amilose solúveis em solução, necessitando de mais estudos para a quantificação desses resultados.

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