Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/17712
metadata.dc.type: Dissertação
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Modelagem molecular voltada para a construção de um nanobiossensor para detecção do herbicida Imazaquin
metadata.dc.creator: Guerra, Renan Faria
metadata.dc.contributor.advisor1: Franca, Eduardo de Faria
metadata.dc.contributor.referee1: Abrahão Júnior, Odonírio
metadata.dc.contributor.referee2: Guilardi, Silvana
metadata.dc.description.resumo: Nesse estudo, o objetivo foi desenvolver e descrever um modelo molecular da interação enzima-inibidor que seja base para a projeção otimizada de um nanobiossensor de AFM para a detecção de pesticidas utilizados na agricultura e seu controle dentro dos níveis estipulados pela legislação vigente. O herbicida estudado (imazaquin) é um representante do grupo das imidazolinonas e é inibidor da atividade da enzima Acetohidroxiácido Sintase (AHAS), responsável pela etapa inicial de síntese dos aminoácidos de cadeia ramificada. A análise das propriedades dessa enzima na presença de seus cofatores FAD e TPP foi realizada para se obter informações estruturais e de distribuição de cargas na superfície molecular para avaliar a funcionalização da ponteira do microscópio de força atômica por meio da imobilização da enzima. A simulação computacional do sistema, por Dinâmica Molecular, foi permitida com a obtenção dos parâmetros de campo de força para os cofatores e o herbicida utilizando a ferramenta online SwissParam e estes foram implementados no campo de força CHARMM27, utilizado pelo software GROMACS; em seguida, as devidas simulações foram realizadas para a validação dos mesmos. A orientação molecular da AHAS foi definida com base no mapa eletrostático e na disponibilidade do herbicida no sítio ativo. Realizou-se simulação de dinâmica molecular direcional (SMD), seguida de cálculos quânticos para os frames mais representativos, segundo a metodologia QM/MM sequencial, em uma direção específica de retirada do herbicida do sítio ativo. Para isso, aplicou-se forças harmônicas externas com constantes de força similares à do cantilever do AFM para simular experimentos de detecção desse herbicida pelo nanobiossensor proposto. Foram calculados um valor de força de 1391 pN e uma energia de ligação de -14048,52 kJ mol-1. Palavras-
Abstract: In this study, our goal was develop and describe a molecular model of the enzyme-inhibiting interaction which can be used for an optimized projection of a Microscope Force Atomic nanobiosensor to detect pesticides molecules, used in agriculture, to evaluate its accordance with limit levels stipulated in valid legislation for its use. The studied herbicide (imazaquin) is a typical member of imidazolinone family and is an inhibitor of the enzymatic activity of Acetohydroxiacid Synthase (AHAS) enzyme that is responsible for the first step of pathway for the synthesis of side-chains in amino acids. The analysis of this enzyme property in the presence of its cofactors was made to obtain structural information and charge distribution of the molecular surface to evaluate its capacity of became immobilized on the Microscopy Atomic Force tip. The computational simulation of the system, using Molecular Dynamics, was possible with the force-field parameters for the cofactor and the herbicides obtained by the online tool SwissParam and it was implemented in force-field CHARMM27, used by software GROMACS; then appropriated simulations were made to validate the new parameters. The molecular orientation of the AHAS was defined based on electrostatic map and the availability of the herbicide in the active site. Steered Molecular Dynamics (SMD) Simulations, followed by quantum mechanics calculations for more representative frames, according to the sequential QM/MM methodology, in a specific direction of extraction of the herbicide from the active site. Therefore, external harmonic forces were applied with similar force constants of AFM cantilever for to simulate herbicide detection experiments by the proposed nanobiosensor. Force value of 1391 pN and binding energy of -14048.52 kJ mol-1 were calculated.
Keywords: Química
Biossensores
Dinâmica molecular
Microscopia de força atômica
Nanobiossensor enzimático
Acetohidroxiácido Sintase (AHAS)
Imazaquin
Enzymatic nanobiosensor
Atomic Force Microscopy (AFM)
Acetohydroxyacid Synthase (AHAS)
Molecular Dynamic
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Química
Citation: GUERRA, Renan Faria. Modelagem molecular voltada para a construção de um nanobiossensor para detecção do herbicida Imazaquin. 2016. 113 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2016.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/17712
Issue Date: 28-Jul-2016
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Química

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
ModelagemMolecularVoltada.pdfDissertação5.26 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.