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Acesso aberto (Open Access)
Dinâmica molecular de armazenamento de H2 em nanotubos de carbono sob ação de campo elétrico externo
(Universidade Federal do Pará, 2016-01-27) AIRES, Júlio Cesar Nunes; CHAVES NETO, Antônio Maia de Jesus; http://lattes.cnpq.br/3507474637884699; https://orcid.org/0000-0002-9730-3512
Foram analisadas várias propriedades termodinâmicas através de sistemas de simulações computacionais, onde se utilizou um nanotubo de carbono uma molécula de gás (H2), a temperatura inicial muito baixa, da ordem de 10-3K. Esta molécula de H2 foi escolhida devido à suas propriedades serem de grande aplicação, em diferentes ramos de estudo, das ciências físicas, químicas e biológicas. A molécula de H2 foi relaxada individualmente fora e dentro do nanotubo durante as simulações. Cada sistema foi submetido à influência de um campo elétrico uniforme paralelo ao nanotubo de carbono e o efeito térmico sobre a temperatura inicial nas simulações gerando o efeito evanescente. Devido ao campo elétrico, a molécula em baixa temperatura gira em órbita sobre o nanotubo de carbono enquanto se aumenta o valor do campo elétrico permitiu a variação do raio da órbita dos átomos. As quantidades calculadas foram as seguintes: a energia cinética, a energia potencial, a energia total, a variação da temperatura in situ, a entropia molar e o raio médio da órbita de átomos. Os dados sugerem apenas a ação do campo elétrico é suficiente para gerar o potencial atrativo evanescente e este sistema pode ser usado como um sensor selecionador de átomos.
Acesso aberto (Open Access)
O estudo da docagem e dinâmica molecular de potenciais fármacos: rodatina, scedapina C e cequinadolina A, utilizados no tratamento da SARS-COV-2
(Universidade Federal do Pará, 2022-05-06) LIMA, Antonio Sanderlei dos Santos; ALMEIDA, Ossalin de; http://lattes.cnpq.br/7040173036131516; HTTPS://ORCID.ORG/0000-0003-3895-0952; CHAVES NETO, Antônio Maia de Jesus; http://lattes.cnpq.br/3507474637884699; https://orcid.org/0000-0002-9730-3512
Devido ao estudo de novos fármacos no combate ao vírus do SARS-COV-2, o qual está causando a pandemia do COVID-19, neste trabalho, abordamos o uso de três drogas (Rodatina, Scedapina C e Cequinadolina A) como possíveis inibidores da SARS-CoV-2, pois possuem diversas propriedades interativas, mostrando potencial para serem utilizadas no tratamento da doença COVID-19. O docking molecular forneceu informações sobre a energia de afinidade os quais foram -8,186, -9,617, - 7,866, -7,601, -7,527 kcal/mol, para as melhores conformações com Cequinadolina A. Os acoplamentos moleculares e energia de afinidade mostraram os resíduos do sítio ativo das macroestruturas, e analisamos o mapa de potencial eletrostático para prever alguns candidatos promissores a antagonistas de vírus. Foram utilizadas técnicas de dinâmica molecular, onde os alvo foram as estruturas externas do vírus, mas especificamente a proteína envelope, protease principal, glicoproteína Spike. Utilizando os módulos do GROMACS 2021.2, os resultados mostraram que os ligantes possuem características de interação no decorrer do tempo. A dinâmica molecular forneceu valores entre 1,5 e 4,5Å, para o desvio quadrático médio das posições atômicas. Dentre os resultados obtidos através da dinâmica molecular, notou-se que as ligações de hidrogênio, quando comparadas ao calculo da raiz quadrada do desvio quadrático médio, sofreram mudança na quantidade de ligações de hidrogênio no processo de ligação, de acordo com a proximidade do ligante usado para filtrar poses irreais no encaixe, e também melhorou a precisão do cálculo de energia de ligação. A análise dos acoplamentos moleculares mostraram que os resíduos do sítio ativo S-gly interagiram fortemente com as três drogas. A reutilização desses medicamentos no combate ao SARS-CoV-2 pode ser candidatos via antagonistas do vírus, que se confirmados por meio de abordagens experimentais, podem contribuir para a resolução da crise global da pandemia de COVID-19.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo do mecanismo conformacional da proteína 3-hidroxi-3- metilglutaril Coenzima A Redutase (HMGR) com as estatinas e substrato através de Dinâmica Molecular, PCA e Energia Livre
(Universidade Federal do Pará, 2017-08-03) COSTA, Clauber Henrique Souza da; SILVA, Jerônimo Lameira; http://lattes.cnpq.br/7711489635465954; https://orcid.org/0000-0001-7270-1517
O colesterol é uma substância de extrema importância para todos os animais. Entretanto, seu alto nível no corpo humano está ligado às duas principais doenças que mais matam no mundo: cardiopatia isquêmica e AVC. Um dos medicamentos sintéticos já utilizados no tratamento da hipercolesterolemia são as estatinas, inibidoras da 3-hidroxi-3-metilglutaril Coezima A redutase (HMGR), que agem principalmente no fígado inibindo a conversão do substrato HMG-CoA em ácido mevalônico, que é o metabólito precursor do colesterol. Realizou-se estudos de Dinâmica Molecular (DM) combinados com Análise de Componentes Principais (PCA) para verificar o mecanismo das mudanças conformacionais do domínio Flap no Cterminal (resíduos His861, Leu862, Val863, Lys864, Ser865 e His866) após a ligação do substrato e de estatinas eficientes na inibição da enzima HMGR. Um total de 500 ns de Tempo de simulação de DM foram realizados neste estudo. Empregou-se cálculos de Energias Livres de Ligação, que indicaram que o mecanismo estrutural do Flap está relacionado diretamente com a ação da proteína HMGR, uma vez que esse domínio controla o acesso ao sítio ativo da enzima. Os resultados mostram também que a modificação estrutural do Flap aumenta a contribuição energética do sistema ao permitir maiores interações com os resíduos catalíticos e, consequentemente, a capacidade de inibir a produção do colesterol, como foi observado para a His866 catalítica, que tem contribuição bastante favorável quando o Flap está no estado fechado, com energia de -14,802 Kcal/mol, e quando o Flap passa para o estado aberto a contribuição é menos favorável, com -1,022 Kcal/mol, para o inibidor 1, mostrando que no estado fechado o resíduo catalítico está envolvido diretamente e contribui de modo favorável para o sistema, nos levando a uma melhor compreensão das mudanças conformacionais de HMGR após a ligação dos ligantes estatínicos e substrato HMG-CoA.
Acesso aberto (Open Access)
Interações de carvão ativado, fármacos e libidibia ferrea contra o vírus SARS-COV-2
(Universidade Federal do Pará, 2021-08-25) ARAÚJO, Herica Daniele Costa; CHAVES NETO, Antonio Maia de Jesus; http://lattes.cnpq.br/3507474637884699; https://orcid.org/0000-0002-9730-3512
As elevadas taxas de infecção e mortalidade da Síndrome Respiratória Aguda Grave (SARS-CoV-2) ou infeção chamada COVID-19 tem causado severos impactos sócioeconômicos mundialmente. A transmissão ocorre basicamente pelo contato com fluidos corporais. Nas vias aéreas, por spray de gotículas e/ou aerossóis suspensos no ambiente e/ou depositados em superfícies. A eficácia do uso de máscaras eficientes na contenção do contágio é uma necessidade. O presente trabalho avaliou a capacidade de adsorção dos filtros contendo carvão ativado e carvão ativado modificado durante a nanofiltragem nas máscaras com maiores eficácias. As possíveis interações entre a proteína de pico e da membrana com o carvão ativado não modificado com oxigênio e o carvão ativado modificado com oxigênio foram avaliadas por docagem molecular e dinâmica molecular. Utilizou-se os softwares Autodock Vina 4.2.6 e AMBER 16 nas simulações. Resultados dos complexos formados entre ligante-receptor tiveram a energia de afinidade, o desvio quadrado médio da raiz (RMSD) e a energia livre de Gibbs de ligação avaliados. O carvão ativado modificado com oxigênio demostrou maior espontaneidade nas interações proteicas. E, outra frente de combate ao coronavírus foi abordada neste trabalho: o tratamento dos infectados, pois avaliou-se a ação inibitória dos princípios ativos de retrovirais conhecidos pela literatura, bem como novos compostos da flora brasileira docados com as proteínas de pico (S-pro), membrana (M-pro) e envelope (E-pro). Três fármacos (Colchicina, Nafamostato e Selinexor) e três compostos originados da Libidibia ferrea ou Caesalpinia ferrea (Ácido Elágico, Pauferrol A e Sitosterol) interagiram como ligantes. E, após a docagem, demonstrou-se graficamente as energias de afinidade mais favoráveis dos sítios ativos estabelecidos entre ligantes e receptores. A docagem foi realizada por meio do servidor SwissDock. As interações dos ligantes Pauferrol A e Colchicina com as proteínas contidas na superfície viral apresentaram destaque por estabelecerem melhores afinidades energéticas.
Acesso aberto (Open Access)
Interações de ftalocianinas de Co, Cu e não metálicas com estruturas externas de SARS-CoV-2 utilizando docking e dinâmica molecular
(Universidade Federal do Pará, 2021-12-22) ALENCAR, Wilson Luna Machado; CHAVES NETO, Antonio Maia de Jesus; http://lattes.cnpq.br/3507474637884699; https://orcid.org/0000-0002-9730-3512
Acesso aberto (Open Access)
Interações de Quantum Dot com estruturas externas de vírus Nipah utilizando docking e dinâmica molecular
(Universidade Federal do Pará, 2023-01-30) ALMEIDA, Aguinaldo Pantoja de; OLIVEIRA, Mozaniel Santana de; http://lattes.cnpq.br/0810227136654245; HTTPS://ORCID.ORG/0000-0002-4076-2443; CHAVES NETO, Antônio Maia de Jesus; http://lattes.cnpq.br/3507474637884699; https://orcid.org/0000-0002-9730-3512
Realizando a interação da proteína mais externa do vírus Nipah com quatorze estruturas com possível potencial para a emissão de pontos quânticos, utilizando de ancoragem e dinâmica molecular, utilizando as plataformas de docagem molecular: CB Docking, Swiss DOCK, AutoDock Vina 4.2.6 para realizar um comparativo de resultados explicitando os melhores valores, além de utilizar o Gromacs 2022 fazer cálculos das trajetórias dos ligantes em relação ao tempo. Os complexos demonstram principalmente interações hidrofóbicas no sítio de ligação do receptor. Os resultados de energia de afinidade obedeceram às cargas parciais das pontas as quais apresentaram melhor estabilidade, os resultados de RMSD também respeitaram essa premissa. Assim, o conjunto formado por combinações de proteínas com quantum dot tem potencial para adsorver de forma mais eficiente os componentes proteicos do vírus. Os estudos de docagem e dinâmica molecular e verificação da energia de ligação revelaram a ligação forte e estável entre o para o QD-K e QD-G e QD-F com a macroestrura do vírus NIPAH. Foi estabelecido nos estudos de docagem, que os ligantes têm pontuações de energia de afinidade de -13,658 kcal/mol, -13.6 kcal/mol,-13,9 kcal/mol, para K, G e F respectivamente. O mesmo resultado se replicou no estudo de verificação de energia livre de Gibbs com valores para F de 239,00 kcal/mol, G de 246,65 kcal/mol e K de 259,52 kcal/mol.
Acesso aberto (Open Access)
Investigação computacional de bromo-ariloxi-2-acetamida etil-benzimidazólicos como inibidores não-peptídicos da proteinase cruzaína de trypanosoma cruzi
(Universidade Federal do Pará, 2017-11-17) FERREIRA, Fábio Jorge de Nazaré; ALENCAR, Nelson Alberto Nascimento de; http://lattes.cnpq.br/3035968396241810; https://orcid.org/ 0000-0002-5763-7024; CARNEIRO, Agnaldo da Silva; http://lattes.cnpq.br/8915348778787525
A doença de Chagas é uma infecção causada pelo protozoário flagelado Trypanosoma cruzi, transmitida por insetos conhecidos no Brasil como barbeiros. Na região amazônica, estudos têm mostrado que a contaminação por via oral tem sido frequente. Os únicos fármacos disponíveis para o tratamento da doença de Chagas - o Benzonidazol (Rochagan R , Roche) e o Nifurtimox (Lampit R , Bayer) - têm demonstrado uma eficiência limitada e severos efeitos colaterais. A cruzaína é uma enzima presente em todos os estágios do ciclo de vida do T. cruzi e é a mais abundante da família da papaína de cisteíno proteases encontradas no parasito, sendo um alvo enzimático promissor para o planejamento e desenvolvimento de inibidores contra a doença. Inibidores não-peptídicos que ligam não covalentemente à enzima foram sintetizados e avaliados biologicamente in vitro e in vivo por Ferreira e colaboradores (2014) análogos do composto líder (cristalografado) 8D (ou B95), obtendo uma série de compostos ativos, dos quais os mais potentes são: 8K, 8L e 8R. Este trabalho investigou as potenciais interações e energias da cruzaína (código PDB: 3KKU) complexadas com estes quatro ligantes por meio de ferramentas computacionais, a fim de ajudar a elucidar sua potencial atividade na inibição nesta enzima. O protocolo computacional (parâmetros, topologias, coordenadas, minimizações, termalizações e produções) foi o mesmo para cada sistema. Na etapa final de produção de dinâmica molecular (DM), cada sistema foi simulado por um período de 100 ns, aos quais foram analisados os valores de estabilidade do desvio da raiz média quadrática (RMSD) da enzima e a mudança acentuada na conformação do ligante 8L. Também foi avaliada a qualidade da simulação por meio de gráficos de energia potencial, cinética e total, volume e temperatura. Foram analisadas interações de ligações de hidrogênio dos ligantes com alguns resíduos de aminoácidos pertencentes ao sítio catalítico. Tem como destaque, a interação entre o ASP161 e o ligante 8R, sendo ratificado pela decomposição de energia por resíduo mostrando que o ASP161 tem a melhor contribuição. Em termos de energia livre de ligação, o ∆Gtotal segue a tendência experimental, apontando o ligante 8R como o mais favorável à reação apresentando valor teórico de -30,04 kcal.mol−1. Esta espontaneidade da reação é ratificada por meio dos valores obtidos com o método SIE, cujo valor teóricofoi de -7,54 kcal.mol−1. Os resultados deste trabalho devem favorecer a otimização do composto 8R ou desenvolvimento de uma série de análogos desta molécula a fim de se utilizar como possível fármaco para o tratamento da doença de Chagas.
Acesso aberto (Open Access)
Nanofiltração de hormônios e metais pesados em nanotubos de carbono e de boro por dinâmica molecular
(Universidade Federal do Pará, 2020-02-27) CAVALEIRO, Rosely Maria dos Santos; CHAVES NETO, Antonio Maia de Jesus; http://lattes.cnpq.br/3507474637884699; https://orcid.org/0000-0002-9730-3512
As Estações de Tratamento de Esgotos recebem diversos efluentes e realizam a filtração seletiva de moléculas que podem, se persistirem nas águas, contaminar o meio ambiente. Os processos de separação iniciam por partículas maiores até às nanopartículas. Entre as moléculas denominadas contaminantes emergentes, os hormônios e os metais pesados impactam em graves consequências nos organismos pela ação desreguladora endócrina. Quando as águas superficiais recebem efluentes com traços de contaminação de hormônios ou metais pesados, causam doenças nos seres vivos, principalmente em mulheres grávidas e crianças, além de interferir nas cadeias de DNA, afetando também as próximas gerações. Este estudo de Dinâmica Molecular realizou a nanofiltração de água com hormônios e de água com metais pesados em nanotubos de carbono e de nitreto de boro, sob ação de 8 (oito) campos elétricos com duração de 100 (cem) ps. Os hormônios do estudo foram: estrona, estradiol, estriol, progesterona, etinilestradiol, levonorgestrel, dietilbestrol e os íons de metal pesado: chumbo, cádmio, ferro, zinco e mercúrio. Cada uma das moléculas de hormônio e íon de metal pesado foram filtradas nos dois nanotubos, sob as mesmas condições de contorno. Os resultados indicam que é possível criar sistemas de nanofiltração eficazes na remoção destes micropoluentes utilizando nanotubos de carbono e nanotubos de nitreto de boro sob ação de CEUs uniformes de 10-5 a.u. até 10-8 a.u.
Acesso aberto (Open Access)
Sensores de narcóticos, gás natural e syngás utilizando nanotubos de carbono sob ação de campo elétrico externo
(Universidade Federal do Pará, 2021-02-15) AIRES, Júlio Cesar Nunes; CHAVES NETO, Antonio Maia de Jesus; http://lattes.cnpq.br/3507474637884699; https://orcid.org/0000-0002-9730-3512
Este trabalho apresenta uma análise da dinâmica molecular entre vários fármacos ilícitos: benzoilmetilecgonina, diacetilmorfina, 3,4 metilenodioximetanfetamina, D-Deoxefedrina, dietilamida do ácido lisérgico e, interagindo com uma seção de nanotubos de carbono a baixa temperatura inicial de simulação, correspondendo a 10−3 K, e sob um campo elétrico uniforme, como um sistema de detecção de drogas. Além da análise do comportamento das moléculas de gás natural e do SYNGAS interagindo com um nanotubo de carbono a uma temperatura inicial de simulação de 300K, com todos os sistemas sendo relaxados por 50 ps fora do nanotubo de carbono, descrevendo cada arranjo possível para captura, um campo elétrico externo constante foi então aplicado aos sistemas, longitudinalmente, ao longo do comprimento do nanotubo de carbono, promovendo um efeito evanescente, capaz de prende-los orbitando o nanotubo de carbono. Simulações para intensidades de campo elétrico dentro de uma faixa de 10-5 a 10-1 u.a. foram realizados, para verificação do comportamento dos fármacos, enquanto para as moléculas componentes do gás natural e SYNGAS, uma faixa de 10-8 a 10-1 u.a foi adotada. Raios orbitais médios foram estimados, além de um número de propriedades termodinâmicas. Nossos resultados indicam que a combinação de um campo elétrico uniforme externo e interações de van der Waals em um nanotubo derivado de carbono é suficiente para criar um campo evanescente de potencial atrativo, apresentando-o como um sistema para a detecção de temperaturas e raios de fármacos.
Acesso aberto (Open Access)
Simulação computacional da adsorção dos poluentes benzeno, tolueno e p-xileno sobre carvão ativado
(Universidade Federal do Pará, 2013-12-27) COSTA, Wanessa Almeida da; MARTELLI, Marlice Cruz; http://lattes.cnpq.br/1213009262936026; BRASIL, Davi do Socorro Barros; http://lattes.cnpq.br/0931007460545219
Os maiores problemas de contaminação de aquíferos e solos são atribuídos aos hidrocarbonetos monoaromáticos, que são os constituintes mais solúveis e mais móveis da fração de algumas substâncias, como por exemplo, da gasolina. Para a remoção destes contaminantes, a adsorção por carvão ativado é o método mais utilizado, pois o carvão apresenta uma habilidade significativa para adsorver componentes orgânicos de baixo peso molecular, como o benzeno, o tolueno e o p-xileno. Neste trabalho, verificou-se a adsorção dos mesmos sobre carvão ativado via simulação computacional. Como base, utilizou-se o modelo postulado de carvão preparado por Bourke et al. (2007). Várias etapas foram concluídas desde os modelos das estruturas do carvão e dos poluentes até as simulações de dinâmica molecular. Para a análise conformacional da estrutura do carvão, foi utilizado o método semi-empírico PM3 e para o processo de dinâmica, o campo de força AMBER FF99SB. A estrutura passou por um aquecimento, à pressão constante, até alcançar uma temperatura final de 298K (25ºC), sendo suas informações coletadas a cada 50ps. Posteriormente, a estrutura foi submetida a equilíbrio de sistema, à temperatura constante de 298K (25ºC), por 500ps para então suas informações serem analisadas. Por fim, o sistema foi então submetido à dinâmica molecular durante 15 ns. Após análise dos resultados, constatou-se que os grupos éter, lactona e carbonila (cetona) presentes na estrutura de carvão ativado conferem caráter ácido à mesma e devido a isto e à sua consequente carga superficial negativa, a adsorção tornou-se viável uma vez que os poluentes apresentavam carga superficial positiva, o que corrobora o entendimento que já se tem a respeito desse tipo de fenômeno.