Potencial eletrostático de biomoléculas imobilizadas em nanosuperfícies

Resumo

As medições feitas com o microscópio de força atômica (MFA) para o reconhecimento molecular baseiam-se na interação entre duas moléculas: uma ligada à ponta do MFA e outra ligada à superfície de interesse. A imobilização experimental destes sistemas nos nanocomponentes do MFA é um grande desafio para os pesquisadores em todo o mundo. No entanto, o procedimento experimental pode ser assistido por simulações computacionais que proporcionam uma visão preliminar da interação molecular alvo. O principal objetivo deste projeto é investigar os mecanismos reacionais que acometem doenças neurodegenerativas, incluindo esclerose múltipla e neuromielite óptica. Hipóteses da literatura evidenciam um papel significativo de anticorpos autorreativos no desenvolvimento de doenças neurodegenerativas. Neste contexto, a imobilização de anticorpos nos nanocomponentes do MFA pode revelar os mecanismos químicos envolvidos na propagação destas doenças. Métodos de simulação computacional avançadas tais como a Modelagem Molecular, Docking Molecular, Dinâmica Molecular e Mecânica Quântica serão aplicados para a determinação da orientação molecular, energia de interação e da interação entre antígenos e anticorpos na ponta do MFA e superfície da amostra respectivamente. As interações eletrostáticas desempenham um papel importante na imobilização biomolecular (adsorção). Estas interações poderão ser calculadas em colaboração com o pesquisador Prof. Dr. James M. Briggs do Departamento de Biologia e Bioquímica da Universidade de Houston (TX, EUA) por intermédio do programa University of Houston Brownian Dynamics (UHBD). Este fornece resultados sobre a distribuição de carga e potencial eletrostático por meio da resolução numérica da equação de Poisson-Boltzmann usando o método de diferenças finitas. Ademais, dados advindos das simulações por dinâmica Browniana, utilizando o mesmo programa irão propiciar a estimativa da orientação de biomoléculas e da dinâmica interna da interação antígeno-anticorpo. (AU)