Projetos

Mecânica quântica e mecânica molecular QM/MM

Tratamento quântico da região reativa acoplado ao campo de força clássico do restante do sistema, para mecanismos que a mecânica molecular sozinha não descreve.

3 projetos

Estudo computacional da localização de orbitais moleculares na região de fronteira HOMO-LUMO em sítios de reações enzimáticas: Aplicação no planejamento de fármacos.

Estudo computacional da localização de orbitais moleculares na região de fronteira HOMO-LUMO em sítios de reações enzimáticas: Aplicação no planejamento de fármacos.

Aloisio Almeida de SouzaBSc.

Os mecanismos de reações enzimáticas são amplamente estudados e foram propostos ciclos catalíticos com diversas etapas envolvendo transferência de prótons. Contudo, os efeitos da deslocalização e da transferência eletrônica são quase sempre negligenciados, especialmente no contexto do planeamento de novos medicamentos. Com este projeto pretendemos desenvolver um protocolo para prospecção de fármacos, levando em consideração o agrupamento de orbitais de fronteira e sua vizinhança em sítios catalíticos de enzimas.

Equipe: Pedro Geraldo Pascutti (oritentador), Mariana Simões Ferreira (coorientadora) e José de Anchieta de Oliveira Filho (coorientador)

Estudo da densidade eletrônica intermolecular em interações entre biomoléculas

Estudo da densidade eletrônica intermolecular em interações entre biomoléculas

José de Anchieta de Oliveira FilhoPhD.

As interações intermoleculares são fundamentais para o reconhecimento biomolecular e a energia de ligação. Neste projeto, investiga-se a densidade eletrônica intermolecular (IED) como um descritor dessas interações, por meio da combinação de cálculos de mecânica quântica, métodos híbridos QM/MM e dados de difração de raios-X. A análise de diferentes conjuntos de complexos biomoleculares apresenta correlações entre a IED e as energias de ligação experimentais. Adicionalmente, são gerados mapas 2D e 3D que permitem visualizar o compartilhamento eletrônico entre moléculas.

Estudo in silico da evolução de propriedades quânticas no processo de maturação de afinidade de anticorpos a epítopos do HIV

Lilian Mendonça Alves de OliveiraMSc.

Linfócitos B são os responsáveis pela produção de anticorpos, moléculas capazes de reconhecer e neutralizar antígenos. Os anticorpos apresentam uma região determinante de complementaridade (CDR) que possibilita a interação com os epítopos dos antígenos. Essa interação é fundamental para a neutralização do patógeno. Com os avanços da Biologia Computacional, tornou-se possível modelar tridimensionalmente essas interações em diferentes estágios da maturação de afinidade, utilizando ferramentas como dinâmica molecular e abordagens híbridas de Quantum Mechanics/Molecular Mechanics (QM/MM). Essas técnicas permitem uma análise mais precisa da estrutura, da reatividade química e da afinidade das interações, contribuindo para o desenvolvimento de imunoterapias e vacinas mais eficazes contra vírus como o Vírus da Imunodeficiência Humana (HIV). Avanços no campo da biologia quântica têm apontado que a seleção natural atua sobre a localização tridimensional de orbitais eletrônicos nas estruturas de proteínas e temos interesse em investigar esse fenômeno sob um modelo evolutivo simplificado: o processo de hipermutação somática (SHM), que, efetivamente, seleciona anticorpos progressivamente mais eficientes ao longo de uma infecção. Sendo assim, o objetivo do trabalho é investigar como o processo de hipermutação somática e maturação de afinidade de anticorpos anti-HIV influencia a estrutura do complexo antígeno-anticorpo e as propriedades de reatividade molecular associadas, avaliando alterações nos índices de reatividade eletrônica (como o índice de Fukui) decorrentes das mutações adaptativas.

Equipe: Pedro Henrique Monteiro Torres

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