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Estudo do mecanismo de associação e dissociação dos ligantes netropsina e hoechst 33258 frente a diferentes sequências de DNA

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Estudo do mecanismo de associação e dissociação dos ligantes netropsina e hoechst 33258 frente a diferentes sequências de DNA

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Título Estudo do mecanismo de associação e dissociação dos ligantes netropsina e hoechst 33258 frente a diferentes sequências de DNA
Autor Santos, Luis Andre Baptista dos
Orientador Netz, Paulo Augusto
Data 2015
Nível Mestrado
Instituição Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Química.
Assunto DNA
Metadinâmica
Netropsina
[en] Hoechst 33258
Resumo Atualmente, grande parte dos fármacos desenvolvidos com propriedades antitumorais tem como alvo molecular o DNA. Estas moléculas são desenvolvidas na maioria das vezes para, a despeito da grande variedade de sequências e conformações possíveis para uma molécula de DNA, interagirem específicamente com uma dada região e/ou sequência do DNA. Um dos objetivos mais desafiadores para o desenvolvimento destes fármacos é compreender como estas moléculas interagem especificamente com seu alvo biológico. Uma vez que estes processos ocorrem em escalas de tempo que ainda não podem ser alcançadas por técnicas de simulação clássicas, como a dinâmica molecular, novas metodologias foram propostas. Um destes métodos foi o proposto por Laio e Parrinello, em 2002, e denominado metadinâmica. A metadinâmica usa um potencial adaptativo em função de uma coordenada relevante ao sistema, permitindo que o sistema evolua para regiões diferentes do mínimo local da superfície de energia livre. Com isso, este trabalho teve como objetivo verificar se a metadinâmica descreveria de forma satisfatória o processo de dissociação e associação da Netropsina, usando como variável coletiva a distância entre o centro de massas destes ligantes ao eixo principal formado pelo DNA. Objetivou-se também verificar se a metadinâmica é capaz de fornecer a variação de energia livre de dissociação do Hoechst 33258 para diferentes sequências de DNA. Os resultados obtidos neste trabalho para a dissociação e associação da Netropsina revelaram uma boa concordancia entre os dados de energia livre experimentais com os obtidos pelo emprego da metadinâmica. O mecanismo de dissociação e associação da Netropsina obtido por metadinâmica revelou grande coerência com o modelo mecanistico proposto na literatura. Uma vez que não foi possível encontrarmos um conjunto de parâmetros adequados para a as simulações de metadinâmica para a dissociação da molécula do Hoechst 33258, não foi possível verificarmos o comportamento da metadinâmica em relação à variação da sequência do DNA.
Abstract Nowadays, most of drugs which are developed with antitumoral properties have as their molecular target the DNA molecule. Despite of the wide variety of conformational and sequence possibilities of the DNA molecule, these molecules are developed for interacting specifically with a particular region and/or DNA sequence. One of the most challenging objectives in the development of these drugs is to understand how these molecules interact specifically with the biological target. Since these processes take place at time scales larger than those we can reach with classical simulation techniques, such as Molecular Dynamics, new methodologies have been proposed to work with this processes. One of these methods, called Metadynamics, was proposed by Laio e Parrinello, at 2002. Metadinamics uses an non-Markovian potential dependent of a coordinate which is relevant to systen, also named collective variable, allowing the system to evolve through regions on the free energy surface which are different of the local minimum. This study aimed to verify if the Metadinamics methodology will describe satisfactorily the process of dissociation and association of Netropsin, using as a collective variable the distance between the center of mass of this molecule to the principal axis of the DNA molecule. This work was also aimed to determine whether Metadinamics is able to provide the variation of free energy for dissociation of Hoechst 33258 molecule from different DNA sequences. The results obtained in this work for dissociation and association of Netropsin molecule showed a good agreement between the experimental free energy data with those obtained by the use of Metadynamics simulations.The dissociation and association mechanism of Netropsin obtained by Metadinamics showed great coherence with the mechanistic model proposed in the literature. However, it was not possible to find a suitable set of parameters for the Metadynamics simulations for the process of Hoechst 33258 dissociation, therefore, we could not evaluate in this work the behavior of Metadynamics against different DNA sequences.
Tipo Dissertação
URI http://hdl.handle.net/10183/117620
Arquivos Descrição Formato
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