Laboratório de Modelagem e Dinâmica Molecular

Uma proteína não é uma estrutura estática. Sua função emerge do movimento: das mudanças conformacionais que abrem e fecham sítios de ligação, da competição entre ligantes, da interação com a membrana que a ancora. Simular esse movimento com resolução atômica permite formular hipóteses testáveis sobre mecanismos de ação e sobre como interferir neles.

O movimento relevante não acontece numa escala só. Vibrações de ligações e rotações de cadeias laterais se dão em femtossegundos e picossegundos; o fechamento de uma alça sobre um sítio ativo, em nanossegundos; a transição entre estados conformacionais de um domínio inteiro pode levar microssegundos ou mais. Cada pergunta pede um método com o alcance adequado, e é por isso que o laboratório combina dinâmica molecular clássica, análise de modos normais por rede elástica e descrição quântica da região reativa, em vez de tratar todos os casos com a mesma ferramenta.

A consequência prática, para o planejamento de fármacos, é que uma estrutura cristalográfica ou um modelo estático é um retrato, não o filme. Um sítio de ligação pode existir em apenas parte das conformações que a proteína visita, e uma cavidade aparentemente fechada pode abrir-se por flutuação térmica. Levar o movimento em conta muda o que se considera um alvo aproveitável e muda quais moléculas se espera que se liguem a ele.

O laboratório investiga alvos terapêuticos para o tratamento de doenças causadas por HIV, DENV, ZIKV, Yersinia pestis e Trypanosoma cruzi, articulando modelagem estrutural, simulação e triagem computacional em colaboração com grupos experimentais.

O LMDM integra programas de pós-graduação da UFRJ e recebe estudantes de iniciação científica, mestrado, doutorado e pós-doutorado. O treinamento cobre desde os fundamentos de mecânica estatística e campos de força até a operação de recursos de computação de alto desempenho e o desenvolvimento de código científico.