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dc.contributor.authorFreire, Thales Souza
dc.date.accessioned2023-04-17T19:11:12Z
dc.date.available2023-04-17T19:11:12Z
dc.date.issued2023-02-24
dc.identifier.citationFREIRE, Thales Souza. Estudos in sı́lico de proteı́nas alostéricas e sua interação com ligantes. 2023. Tese (Doutorado em Física) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2023. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/17782.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/17782
dc.description.abstractAllosteric proteins are extremely important for the regulation of several functions in the organism, such as the transport of molecules through the blood and cell membranes, as well as the phosphorylation of other proteins. In this context, the present work was divided into the study of three proteins: Abelson Tyrosine Kinase (Abl1), Human Serum Albumin (HSA) and FMS-Like Tyrosine Kinase 3 (FLT3). Each protein was studied separately, using computational simulation methods, such as Classical Molecular Dynamics and Molecular Docking. For Abl1 was studied the emergence of resistance to the drug dasatinib upon mutations. Here, three mutations were simulated with the Free Energy Perturbation method, where the difference in free energy variation between binding the inhibitor to the native and mutant form of the enzyme was calculated, obtaining a good agreement with experimental values. As for albumin, the change in conformation mediated by the interaction with medium-chain fatty acids was studied. In this case, the well- tempered Metadynamics method was used to facilitate the transition between states and obtain the path of minimum free energy between one state and another, the results were compatible with the experimental observations. As for FLT3, a study similar to that of Abl1 was initiated, for the drug gilteritinib, however the dynamics of this enzyme proved to be more complex than that of Abl1. As the theoretical results did not agree with the experimental values, it was decided to investigate the effect of mutations on the activation free energy profile, using Metadynamics with collective path variables. Such a tool made it possible to reveal the effect of mutations on the activation dynamics, where the resistance effect is partly due to a reduction in the enzyme activation barrier. In the three cases, pure molecular dynamics alone was not able to give the desired information, making it necessary to resort to enhanced sampling methods, such as free energy perturbation and metadynamics, which showed to be efficient for the treated cases.eng
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsAttribution 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/*
dc.subjectAlosteriapor
dc.subjectProteı́naspor
dc.subjectEnzimaspor
dc.subjectDinâmica molecularpor
dc.subjectMetadi-nâmicapor
dc.subjectPerturbação de energia livrepor
dc.subjectMutaçõespor
dc.subjectFLT3por
dc.subjectAbl1por
dc.subjectHSApor
dc.titleEstudos in sı́lico de proteı́nas alostéricas e sua interação com ligantespor
dc.title.alternativeIn silico studies of allosteric proteins and their interaction with ligandseng
dc.typeTesepor
dc.contributor.advisor1Caracelli, Ignez
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8956527354576143por
dc.description.resumoProteı́nas alostéricas são de extrema importância para a regulação de diversas funções no organismo, como o transporte de moléculas pelo sangue e membranas celulares, bem como a fosforilação de outras proteı́nas. Neste contexto, o presente trabalho se dividiu no estudo de três proteı́nas: FMS-Like Tirosina Quinase 3 (Abl1), Albumina Sérica Humana (HSA) e FMS-Like Tirosina Quinase 3 (FLT3). Cada proteı́na foi estudada separadamente, com utilização de métodos de simulação computacional, como Dinâmica Molecular Clássica e Docking Molecular. Para a Abl1 foi estudado o surgimento de resistência para o medicamento dasatinib devido a mutações. Aqui, três mutações foram simuladas com o método de Pertubação de Energia Livre, onde foi calculada a diferença na variação de energia livre entre ligar o inibidor na forma nativa e mutante da enzima, obtendo uma boa concordância com valores experimentais. Já para a albumina foi estudada a mudança de conformação mediada pela interação com ácidos graxos de cadeia média. Para isso, foi usada o método Metadinâmica bem temperada para facilitar a transição entre os estados e obter caminho de mı́nima energia livre entre um estado e outro, com resultados compatı́veis com as observações estruturais. Já para FLT3, iniciou-se um estudo similar ao da Abl1, para o fármaco gilteritinib, porém a dinâmica desta enzima se mostrou mais complexa do que a da Abl1. Como os resultados teóricos não concordavam com os valores experimentais, optou-se por investigar o efeito das mutação no perfil de energia livre de ativação, com utilização da Metadinâmica com variáveis coletivas de caminho. Tal ferramenta possibilitou revelar o efeito das mutações na dinâmica de ativação, onde o efeito de resistência é em parte devido a uma redução na barreira de ativação da enzima. Nos três casos, apenas a dinâmica molecular pura não é capaz de obter as informações desejadas, sendo necessário lançar mão de métodos de melhoramento de amostragem, como a pertubação de energia livre e metadinâmica, os quais se mostraram eficientes para os casos tratados.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Física - PPGFpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA GERAL::FISICA ESTATISTICA E TERMODINAMICApor
dc.description.sponsorshipId141923/2019-9por
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/0320608221793070por


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