Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/31553
ORCID:  http://orcid.org/0000-0001-7287-1743
Tipo do documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Título: Modelar Molecular das interações do complexo NS1/anti-NS1 para aplicação no diagnóstico diferencial de Flaviroses
Título(s) alternativo(s): Molecular Modeling of the NS1/anti-NS1 complex interactions for application in differential diagnosis of Flaviviruses
Autor(es): Guerra, Renan Faria
Primeiro orientador: Franca, Eduardo de Faria
Primeiro membro da banca: Comar Júnior, Moacyr
Segundo membro da banca: Tsubone, Tayana Mazin
Terceiro membro da banca: Abrahão Júnior, Odonírio
Quarto membro da banca: Oliveira, Osmair Vital de
Resumo: O desenvolvimento de métodos de diagnóstico diferencial das flaviroses Dengue e Zika, que superem as limitações de reatividade cruzada, é um desafio que encontra nos imunossensores uma alternativa promissora pela sua maior seletividade e especificidade. Neste trabalho, métodos de modelagem molecular foram utilizados para compreender e elucidar, in silico, as interações moleculares específicas de complexos formados pela proteína não-estrutural 1 (NS1) e um anticorpo anti-NS1 requeridas por esses dispositivos. As simulações de dinâmica molecular sugeriram a estabilidade energética e estrutural do anticorpo anti-NS1 e das proteínas NS1, mesmo na ausência de glicosilações, além de possibilitarem a amostragem estatística de suas estruturas representativas em meio aquoso com boa qualidade estereoquímica. As estruturas das proteínas NS1 e do anticorpo foram submetidas ao protocolo de Docking Molecular para a predição da estrutura 3D de complexos com caráter nativo. O protocolo proposto combina Docking Molecular de corpo rígido com diferentes métodos de busca, critérios de avaliação CAPRI, busca por resíduos de aminoácidos pertencentes a epítopos descritos na literatura e cálculos quânticos semi-empíricos, e apresentou melhor desempenho para sistemas estudados com arquivos input cristalográficos do receptor e ligante. A partir da sua aplicação, os modelos mais representativos de cada um dos sistemas estudados foram preditos pelo webserver ClusPro e selecionados considerando o maior número de resíduos pertencentes a epítopos conservados nas PPIs caracterizadas por um maior número de ligações de hidrogênio, hidrofóbicas e interações específicas p-p intermoleculares. Portanto, esses foram descritos como mais representativos da interação específica entre antígeno e anticorpo. Os domínios distintos wing e b-ladder foram, respectivamente, as regiões de interação preferencial do anticorpo com as proteínas NS1-DENV2 e NS1-ZIKV. Ademais, valores de energia livre de ligação na faixa de -6,5 a -13,0 kcal mol-1, característica de complexos dessa natureza, e constantes de dissociação (kd) em ordens de grandeza diferentes (10-8 a 10-10 M) sugerem seletividade e especificidade para os sistemas estudados, com potencial aplicabilidade em dispositivos de sensoriamento, em particular os sensores do tipo AFM, no diagnóstico diferencial e precoce de Dengue e Zika.
Abstract: The development of differential diagnosis methods between Dengue and Zika Flaviviruses, which overcome cross-reactivity, is a challenge that finds in imunosensors a promising alternative due to its greater selectivity and specificity. In this work, molecular modelling methods were used to understand and elucidate, in silico, specific molecular interactions of nonstructural 1 protein (NS1) and antibody anti-NS1 complexes, required by these devices. The MD simulations suggested energetic and structural stability of the anti-NS1 antibody and the NS1 protein, even in the absence of glycosylation, and allowed the statistical sampling of their representative structures in aqueous environment with good stereochemical quality. The NS1 proteins and antibody structures were submitted to the Molecular Docking protocol to predict 3D structure of near-native complexes. The proposed protocol combines rigid body Molecular Docking with different pose prediction methods, CAPRI evaluation criteria, search for epitope amino acids residues and semiempirical approach, and presented better performance for systems studied with crystallographic ligand and receptor input files. From its application, the most representative models of each studied system were predicted by ClusPro webserver and selected considering the higher number of conserved epitopes residues in the PPIs characterized by a higher number of hydrogen bonds, hydrophobic and p-p intermolecular specific interactions. Therefore, these models were described as the most representative models of antigen-antibody specific interaction. The wing and b-leader domains were, respectively, the preferential interaction region of the antibody with NS1-DENV2 and NS1-ZIKV proteins. Furthermore, binding free energy values ranges from -6.5 to -13.0 kcal mol-1, which is usual for this kind of complexes, and dissociation constants (Kd) in different magnitude orders (10-8 to 10-10 M) suggested selectivity and specificity for the studied systems, with potential application in sensoring devices, in particular AFM-type sensors, for differential and early diagnosis of Dengue and Zika.
Palavras-chave: Dengue
Zika
NS1
Docking Molecular Proteína-Proteína
Modelagem Molecular
Diagnóstico Diferencial
Área(s) do CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA::QUIMICA TEORICA
Idioma: por
País: Brasil
Editora: Universidade Federal de Uberlândia
Programa: Programa de Pós-graduação em Química
Referência: GUERRA, Renan Faria. Modelagem molecular das interações do complexo NS1/anti-NS1 para aplicação no diagnóstico diferencial de Flaviroses 2021. 130 f. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2021. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2021.124.
Identificador do documento: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2021.124
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/31553
Data de defesa: 24-Fev-2021
Aparece nas coleções:TESE - Química

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
ModelagemMolecularInterações.pdf34.91 MBAdobe PDFThumbnail
Visualizar/Abrir


Este item está licenciada sob uma Licença Creative Commons Creative Commons