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Tipo: TCC
Título: Construção e qualificação in silico da estrutura completa da integrina α4β1 inserida em bicamada lipídica por modelagem e dinâmica molecular
Título em inglês: In silico building and qualification of the α4β1 integrin complete structure inserted in a lipid bilayer by molecular modelling and dynamics
Autor(es): Garcia, Thiago Raniere Rios
Orientador: Costa, José Hélio
Coorientador: Silva, João Hermínio Martins da
Palavras-chave em português: Modelagem molecular;Dinâmica molecular;Integrina
Palavras-chave em inglês: Molecular modelling;Molecular dynamics;Integrin
CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
Data do documento: 2018
Citação: GARCIA, Thiago Raniere Rios. Construção e qualificação in silico da estrutura completa da integrina α4β1 inserida em bicamada lipídica por modelagem e dinâmica molecular. 2026. 75 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Biotecnologia) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018.
Resumo: Integrinas são receptores heterodiméricos transmembranares presentes em células que operam no sistema imunológico e atuam diretamente em processos de diferenciação, migração, inflamação e homeostase celular. Por esses fatores, as integrinas tornaram-se alvos importantes nos estudos relacionados à terapêutica humana, envolvidos principalmente com a proliferação de células tumorais e doenças autoimunes. O objetivo desse projeto visa a modelagem molecular da estrutura tridimensional da integrina α4β1 (VLA-4) e a preparação e execução de dinâmica molecular desse receptor inserido em membrana explícita, visando a aplicação de tal complexo no desenho racional de fármacos. Para tal, utilizando o banco de dados de sequências de proteínas UniProtKB, realizou-se a prospecção das sequências das subunidades α4 e β1 que compõem a integrina alvo. Usando o algoritmo de alinhamento de sequências BLASTp a partir do banco de dados PDB, foram selecionados modelos para a construção da estrutura tridimensional da integrina α4β1 pelo programa Modeller. Para a dinâmica molecular, a estrutura da integrina α4β1 foi inserida em uma bicamada lipídica mista, confinada em caixa solvatada com solvente explícito e carga líquida igual a zero. O sistema foi minimizado, equilibrado em duas etapas, com elevação controlada da temperatura e da pressão, e submetido a dinâmica molecular de produção pelo pacote NAMD. A partir dessa metodologia, foi possível obter uma estrutura tridimensional completa da integrina e a montagem de um sistema proteína-membrana minimizado e equilibrado que foi submetido à dinâmica molecular de produção. Os resultados obtidos a partir do estudo do RMSD, do raio de giro e do estudo das pontes salinas, comprovam a estabilidade estrutural do modelo e a manutenção da conformação proteica, principalmente em relação ao sítio de interação. Tais resultados indicam que a integrina construída está apta a ser utilizada como uma plataforma para o desenvolvimento de mais pesquisas que abordem a identificação de moléculas com potencial terapêutico aplicando a estratégia de planejamento de fármacos.
Abstract: Integrins are heterodimeric transmembrane receptors present in virtually all human cells that directly act in a number of processes, including differentiation, migration, inflammation and cellular homeostasis. Because of these factors, the integrins became relevant targets for studies related to human therapeutics, primarily involved with the proliferation of tumor cells and autoimmune diseases. The objective of this project is to accomplish the molecular modelling of the three-dimensional structure of the integrin α4β1 (VLA-4) and the preparation and execution of molecular dynamics of this receptor inserted in an explicit membrane, aiming its application in rational drug design. We used the protein sequence databank UniProtKB to prospect the amino acid sequences of both subunits (α4 and β1). Applying the algorithm of sequence alignment BLASTp against the protein databank PDB, we selected the templates molecules necessary for the assembly of the integrin α4β1 complete tridimensional structure by Modeller program. Using the VMD program, the α4β1 structure was inserted in a mixed lipid bilayer and confined in a solvated box with explicit solvent and net charge zero. The system was minimized and equilibrated in two phases, with gradual rising of temperature and pressure, and submitted to the molecular dynamics production run using the NAMD package. Based on this methodology, it was possible to obtain the integrin tridimensional structure with good structural ratings and the assembly of a protein-membrane system minimized and equilibrated. The results obtained from the simulation support the quality of the structural model and the maintenance of the protein conformation, primarily in regard of the interaction site, indicating that the integrin structure is apt to be used as a platform to the development of novel researches based on the identification of pharmacological ligands applying the rational drug design.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/84098
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/7611884427824451
ORCID do Orientador: https://orcid.org/0000-0001-7914-0150
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/9164931802712627
ORCID do Coorientador: https://orcid.org/0000-0003-1534-9857
Currículo Lattes do Coorientador: http://lattes.cnpq.br/4614096538855002
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
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