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Simulação computacional de reatividade e transferência de elétrons no complexo II respiratório

Processo: 17/26109-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Vigência (Início): 01 de maio de 2018
Vigência (Término): 30 de setembro de 2021
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Bioquímica - Enzimologia
Pesquisador responsável:Guilherme Menegon Arantes
Beneficiário:Felipe Curtolo
Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):19/26811-1 - Reatividade de centros de ferro-enxofre estudada com funções de onda multieletrônicas avançadas, BE.EP.DD
Assunto(s):Química quântica   Simulação por computador   Oxirredução   Succinatos   Fumaratos

Resumo

O complexo II respiratório acopla a reação de oxidação de succinato à redução de quinona na cadeia transportadora de elétrons. Na oxidação de succinato, uma molécula de FAD é reduzida e, então, os elétrons são passados via três centros ferro-enxofre até reduzir uma quinona. O mecanismo de oxirredução de succinato em fumarato já é objeto de estudo no mestrado do candidato. Aqui, propomos estender os estudos no complexo II para também investigar os mecanismos moleculares da transferência eletrônica do FADH2 ao centro 2Fe-2S usando métodos híbridos de Química Quântica e Mecânica Molecular (QC/MM). A determinação da estrutura eletrônica de cofatores organometálicos como centros ferro-enxofre é uma tarefa desafiadora devido à correlação forte entre os elétrons da camada aberta dos metais. Assim, propomos o uso de métodos de cálculo avançados como renormalização de grupo da matriz de densidade (DMRG). Os resultados obtidos ajudarão a compreensão em nível molecular de questões em aberto sobre os mecanismos de reação e transferência eletrônica no complexo II e em enzimas homólogas. (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)
YUAN, GUODONG; CURTOLO, FELIPE; DENG, YIBING; WU, TAO; TIAN, FANG; MA, QUN; LIU, YUTONG; ZUO, JINGLIN; ARANTES, GUILHERME MENEGON; ZHENG, PENG. Highly Dynamic Polynuclear Metal Cluster Revealed in a Single Metallothionein Molecule. RESEARCH, v. 2021, . (17/26109-0, 19/21856-7, 18/08311-9)
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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