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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/39542| Tipo: | Dissertação |
| Título : | Defensina nsd7 de Nicotiana suaveolens acoplada ao ácido fosfatídico: avaliações sobre o mecanismo molecular através da análise de bioquímica quântica e simulações de dinâmica molecular. |
| Título en inglés: | NsD7 Defensin Binding to Phospatidic Acid: Insights on Molecular Mechanism through Quantum Biochemistry and Molecular Dynamics Simulations |
| Autor : | Nascimento, Thais Ferreira |
| Tutor: | Rocha, Bruno Anderson Matias da |
| Palabras clave : | Defensina;Bioquímica quântica;Dinâmica molecular |
| Fecha de publicación : | 2018 |
| Citación : | NASCIMENTO, Thais Ferreira. Defensina nsd7 de Nicotiana suaveolens acoplada ao ácido fosfatídico: avaliações sobre o mecanismo molecular através da análise de bioquímica quântica e simulações de dinâmica molecular. 2018. 61f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018. |
| Resumen en portugués brasileño: | As defensinas vegetais são peptídeos catiônicos compostos de 45-54 aminoácidos que desempenham um papel no sistema imunológico inato. As defensinas podem desempenhar vários papéis no organismo da planta, incluindo atividade antibacteriana, proteinase inibitória, e etc. As interações com membranas fosfolipídicas celulares são um componente chave do mecanismo da ação do peptídeo antimicrobiano. No presente trabalho calculamos as energias de interação resíduo-droga-resíduo da defensina de Nicotiana sauveolens, NsD7 usando métodos quânticos e simulação de dinâmica molecular para revelar dados estruturais e mecanismos moleculares não expostos na literatura. Os dados de entrada para os cálculos realizados neste estudo foram adquiridos a partir a estrutura de cristal de raios-X da defensina NsD7 de plantas complexada com ácido fosfatídico (PA) (PDB ID: 5KK4). Neste estudo, a energia de interação entre um par específico de resíduos de aminoácidos e o ligante foi obtida a partir de cálculos quânticos. Além disso, realizamos um estudo da simulação de MD para analisar a interação e a estabilidade das moléculas de NsD7 na presença e na ausência da molécula de ácido fosfatídico. A estratégia utilizada encontrou alguns resíduos adicionais que mostram significância na interação de monômeros de NsD7, além daqueles mencionados anteriormente na literatura, como Lys1, Arg5, Glu6, Arg40, Lys45 e Cys47. Por outro lado, os resultados corroboram com o estudo anterior, mostrando que Lys36: PA e Arg39: PA possuem alta interferência na energia de ligação do sistema. Além disso, notamos em nosso estudo que o resíduo Lys4 possui baixa energia repulsiva. No estudo anterior, o Lys4 não mostrou interferência na formação de oligômeros. A simulação de dinâmica molecular corroborou com dados experimentais, mostrando que, na ausência da molécula de PA, o sistema é incapaz de manter a estabilidade do sistema. Por outro lado, quando a molécula de PA está presente no sistema, o complexo NsD7: PA se torna estável. Os cálculos quânticos utilizados no trabalho atrelado as simulações de MD são capazes de descrever o perfil energético do sistema, assim como analisar a estabilidade do sistema como um todo. |
| Abstract: | Plant defesins are cationic peptide composed of 45-54 amino acids that play a role in innate immune system. The defensins may play several roles in the plant organism including antibacterial activity, proteinase inhibitory, etc. Interactions with cellular phospholipid membranes are a key component of the antimicrobial peptide mechanism. We calculated the residue-residue−drug interaction energies of NsD7 defensin using quantum methods and molecular dynamics simulation to reveal structural data and molecular mechanisms not exposed in the literature. The input data for the calculations performed in this study was the X-ray crystal structure of plant defensin NsD7 complexed with phospatidic acid (PA) (PDB ID: 5KK4). In this study, the interaction energy between a specific pair of amino acid residues and the ligand was achieved from quantum calculations. Also, we performed a molecular dynamic study to analyze the interaction and the stability of the NsD7 molecules in the presence or absence of the phosphatidic acid. The current strategy has found a few extra residues that show significance on the interaction of NsD7 monomers, beyond those previously mentioned in the literature, such as Lys1, Arg5, Glu6, Arg40, Lys45 and Cys47. On the other hand, the results corroborate with the previously, showing that Lys36:PA and Arg39:PA have high interference in the binding energy of the system. Also, we noticed in our study that the residue Lys4 have low repulsive energy. In the previously study, the Lys4 did not showed interference in the oligomer formation. The molecular dynamics simulation corroborated with experimental data, showing that in the absence of PA, the system is incapable to maintain the system stability. On the other hand, when PA molecule is present in the system, the complex NsD7:PA become stable. The quantum calculations used in this work coupled to MD simulations are capable of describing the energy profile of the system as well as the stability analysis of the system as a whole. |
| URI : | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/39542 |
| Aparece en las colecciones: | DBBM - Dissertações defendidas na UFC |
Ficheros en este ítem:
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