Palestrante
Descrição
A realização de estudos teóricos em sistemas moleculares não é trivial e requer uma grande quantidade de recursos computacionais para amostrar variações nas propriedades dinâmicas e estruturais das macromoléculas. Com o intuito de otimizar as simulações computacionais e poder amostrar eventos biológicos relevantes, foram desenvolvidas técnicas de amostragem ampliadas, permitindo a amostragem de alterações conformacionais de baixa frequência de macromoléculas em tempo computacional viável. A Dinâmica Molecular acelerada por Gaussiana (GaMD) (1) e a Dinâmica Molecular Adaptativamente Enviesada (ABMD) (2) são técnicas de amostragem ampliadas recentes e bem documentadas que provaram ser eficientes. O objetivo deste trabalho foi fazer uma comparação entre estas duas técnicas. Para isso, usamos o Lisozima T4 como um modelo, que é conhecido pelo seu movimento de ajuste induzido e que está bem documentado em relação a mudança conformacional que apresenta. (3) Três sistemas foram modelados, um contendo a enzima T4 no estado nativo (tipo selvagem), o outro com uma mutação (M6I) conhecido por resultar em uma conformação aberta entre os dois domínios da enzima e um sistema com a mutações (C54T, C97A,L99A) que permite a formação do sítio artificial na Lisozima e tendo como ligante um benzeno. Para o sistema nativo, foram simulados 10 em Dinâmica Molecular. Nas simulações do GaMD, obtivemos uma força média potencial mais grosseira (PMF), definindo dois mínimos locais, correspondentes aos estados conformacionais abertos e fechados, para o sistema tipo selvagem. Para o sistema M6I, vemos uma superfície de energia com um mínimo amplo correspondente à conformação aberta. Para o sistema ligado obtivemos um mínimo amplo correspondendo a conformação fechada. Nas simulações ABMD, os resultados são semelhantes aos apresentados pelo GaMD, no entanto, já vemos um perfil de energia mais preciso em relação às simulações do GaMD. O sistema nativo foi analisado através do pyEMMA e obtvemos valores de tempo para a transição entre estados próximo de valores descritos experimentalmente pela literatura. Em conclusão, embora ambos os métodos possam definir superfícies de energia similares, na ABMD,devido ao potencial enviesado, maior convergência e cálculos mais precisos foram alcançados ao custo da escolha a priori de uma variável coletiva.
Referências
1 MIAO, Y.; FEHER, V. A.; MCCAMMON, J. A. Gaussian accelerated molecular dynamics: unconstrained enhanced sampling and free energy calculation. Journal of Chemical Theory and Computation, v. 11, n. 8, p. 3584-3595, Aug. 2015.
2 MORADI, M. et al. The adaptively biased molecular dynamics method revisited: new capabilities and an application. Journal of Physics: conference series, v. 640, n. 1, p. 012020-1-012020-12, 2015.
3 YIRDAW, R. B.; MCHAOURAB, H. S. Direct observation of T4 lysozyme hinge-bending motion by fluorescence correlation spectroscopy. Biophysical Journal, v. 103, n. 7, p. 1525-1536, Oct. 2012.
| Subárea | Biotecnologia Molecular |
|---|---|
| Apresentação do trabalho acadêmico para o público geral | Não |
