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Simulação computacional dos mecanismos de reação em quinol:fumarato redutases

Processo: 16/23525-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Mestrado
Vigência (Início): 01 de março de 2017
Vigência (Término): 30 de abril de 2018
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Bioquímica - Enzimologia
Convênio/Acordo: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Pesquisador responsável:Guilherme Menegon Arantes
Beneficiário:Felipe Curtolo
Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Assunto(s):Simulação de dinâmica molecular   Oxirredução   Bioenergia

Resumo

Em condições normais, organismos aeróbios oxidam succinato a fumarato no complexo II mitocondrial, enquanto organismos anaeróbios que utilizam fumarato como aceptor final de elétrons de suas vias catabólicas catalisam a reação reversa. A quinol:fumarato redutase (QFR) é a enzima responsável por catalisar a reação nestes organismos anaeróbios. Embora não possuam genes que codificam para QFRs, organismos aeróbios também conseguem reduzir fumarato em condições de hipóxia através do complexo II. Todavia, a eficiência catalítica nesse sentido é muito baixa, dando indícios de que o mecanismo enzimático de redução do fumarato não deva ser exatamente o inverso da oxidação de succinato. Neste projeto, propomos estudar o mecanismo de reação de redução de fumarato nas QFRs através de simulações computacionais com potenciais híbridos de química quântica e mecânica molecular (QC/MM). Os resultados ajudarão a compreensão em nível molecular de algumas questões em aberto sobre o mecanismo da reação enzimática. Especificamente, investigaremos o estado eletrônico e de carga da flavina durante a redução e o mecanismo de sua regeneração enzimática. Também propomos determinar as bases moleculares que direcionam o sentido da reação enzimática de oxirredução entre fumarato e succinato em conjunto com outro trabalho desenvolvido em nosso grupo de pesquisa sobre o complexo II. (AU)

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Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
CURTOLO, FELIPE; ARANTES, GUILHERME M.. Mechanisms for Flavin-Mediated Oxidation: Hydride or Hydrogen-Atom Transfer?. JOURNAL OF CHEMICAL INFORMATION AND MODELING, v. 60, n. 12, p. 6282-6287, . (16/23525-0, 16/24096-5, 17/26109-0, 19/21856-7)

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