| Abstract: | Biomolecular recognition processes are intrinsically related to protein flexibility. To understand how ligands interact with its partners, how proteins can cooperate with each other, or why aggregation process occurs, are particularly important, not only to biophysics, but also in the rational drug design process. X-ray crystallography, nuclear magnetic resonance, and molecular dynamics simulations are broadcasted approaches used to try to comprehend flexibility in biological macromolecules, although, this is not an easy task. This Ph. D. thesis will discuss the role of the flexibility using two different systems, (i) Mycobacterium tuberculosis EPSP synthase and (ii) Calmodulin from Mus musculus. Our main goal with this first system was to analyse in detail the structural information of the EPSP synthase, using molecular dynamics simulation. As a result, we have hypothesised how EPSP synthase flexibility could affect its activity, as well as its implications in the process of molecular docking experiments. Calmodulin project was developed during a ten month internship at the University of Cambridge. Our main goal was to study the influence of peptide mutated sequences in the process of molecular recognition, using nuclear magnetic resonance and isothermal titration calorimetry. As a product of this work, we have observed the impact of the linker domain to the peptide recognition, as well as, we have presented the importance of the entropy‐ enthalpy balance in the association with Calmodulin.
O reconhecimento biomolecular está diretamente ligado à capacidade de uma proteína a suportar mudanças conformacionais, ou seja sua plasticidade. Compreender como ocorre a associação de ligantes com seus receptores, como proteínas se interrelacionam, porque ocorrem os processos de agregação, são de extrema importância, não apenas para a área da biofísica, como também para o desenho racional de fármacos. Técnica como cristalografia por difração de raios X, ressonância magnética nuclear e dinâmica molecular, são algumas das principais abordagens para o estudo da flexibilidade em macromoléculas biológicas. No entanto, esta não é uma tarefa simples. Esta tese de doutorado versará sobre o papel da flexibilidade em dois sistemas distintos, (i) a enzima EPSP sintase de Mycobacterium tuberculosis e (ii) a proteína Calmodulina de Mus musculus.A Parte 1 trará como modelo de estudo a enzima EPSP sintase de Mycobacterium tuberculosis. O nosso objetivo com esta parte foi analisar em detalhes as informações estruturais desta enzima, por meio da técnica de dinâmica molecular. Como resultados, propomos como a flexibilidade pode atuar na modulação da atividade enzimática, a hipótese dos cinco mínimos locais de energia, bem como, suas implicações para o processo de docagem molecular a partir de uma estrutura. A Parte 2 foi desenvolvida durante o período de doutorado sanduíche e teve como alvo a proteína Calmodulina de Mus musculus. O objetivo na Parte 2 desta tese foi estudar a influência de mutações no processo de reconhecimento molecular com a Calmodulina, por meio das técnicas de ressonância magnética nuclear e calorimetria por titulação isotérmica. Como resultados, observamos a influência da região de dobradiça para o reconhecimento dos peptídeos avaliados, bem como, um processo de balanço entrópico‐entálpico na associação destas moléculas. |
