Publicação: Simulação computacional de líquidos iônicos biocompatíveis e DNA por meio da dinâmica molecular
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CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA::QUIMICA TEORICA
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Resumo
Neste trabalho, investigou-se o efeito do líquido iônico biocompatível colínio-aspartato sobre a estabilidade estrutural de uma fita de DNA em diferentes condições de temperatura, utilizando simulações de dinâmica molecular com o pacote GROMACS. Para isso, foram analisados parâmetros estruturais e interativos, incluindo o desvio quadrático médio (RMSD), o raio de giro (Rg), o número de ligações de hidrogênio e as distâncias máximas e mínimas entre pares de resíduos da biomolécula. Os resultados mostraram que, em temperaturas moderadas (298K e 370K), a presença do líquido iônico não comprometeu a integridade da dupla hélice, mantendo interações essenciais como as ligações de Watson-Crick. Entretanto, em condições extremas (470K), observaram-se maiores flutuações conformacionais, redução na persistência de ligações de hidrogênio e variação significativa nas distâncias entre resíduos, indicando aumento da flexibilidade estrutural. Esses achados sugerem que o líquido iônico colínio-aspartato atua de forma dual: preserva a estabilidade do DNA em condições brandas, mas em temperaturas elevadas modula sua resposta conformacional, favorecendo rearranjos locais. Os resultados contribuem para a compreensão do papel de líquidos iônicos derivados de biomoléculas em sistemas biológicos, destacando seu potencial em aplicações biotecnológicas e no armazenamento de material genético.
Abstract
In this work, the effect of the biocompatible ionic liquid choline aspartate on the structural stability of a DNA strand under different temperature conditions was investigated using molecular dynamics simulations with the GROMACS package. Structural and interactive parameters were analyzed, including the root mean square deviation (RMSD), radius of gyration (Rg), number of hydrogen bonds, and the maximum and minimum distances between DNA residue pairs. The results showed that, at moderate temperatures (298K and 370K), the presence of the ionic liquid did not compromise the integrity of the double helix, preserving essential interactions such as Watson-Crick hydrogen bonds. However, under extreme conditions (470K), greater conformational fluctuations, reduced persistence of hydrogen bonds, and significant variations in residue distances were observed, indicating increased structural flexibility. These findings suggest that choline aspartate acts in a dual manner: it preserves DNA stability under mild conditions, but at elevated temperatures it modulates its conformational response, favoring local rearrangements. The results contribute to a better understanding of the role of biomolecule-derived ionic liquids in biological systems, highlighting their potential in biotechnological applications and genetic material storage.
Palavras-chave
Dinâmica molecular, DNA, Líquidos iônicos, Colínio-aspartato, Estabilidade estrutural, Molecular dynamics, Ionic liquids, Choline aspartate, Structural stability
Citação
GARCIA, João Pedro Pratavieira. Simulação computacional de líquidos iônicos biocompatíveis e DNA por meio da dinâmica molecular. 2025. 49 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Química Industrial) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025.