Interações com nanotubos de carbono e pontos quânticos de óxido de grafeno com estruturas externas do Sars-cov-2 via simulações de dinâmica e docagem molecular

dc.contributor.advisor-co1OLIVEIRA, Mozaniel Santana de
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0810227136654245pt_BR
dc.contributor.advisor-co1ORCIDhttps://orcid.org/0000-0002-4076-2443pt_BR
dc.contributor.advisor1CHAVES NETO, Antonio Maia de Jesus
dc.contributor.advisor1LattesLattes: 3507474637884699pt_BR
dc.creatorLOBATO, Júlio César Mendes
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/9580526734421125pt_BR
dc.date.accessioned2023-11-01T18:23:44Z
dc.date.available2023-11-01T18:23:44Z
dc.date.issued2023-06-02
dc.description.abstractThe interaction between nanoparticles and SARS-CoV-2 virus proteins was evaluated using ligands such as single-walled carbon nanotubes (NTCPUs) and receptors including envelope protein (E-pro), major protease (M-pro) and Spike glycoprotein (Sgly). Molecular docking modeling and molecular dynamics techniques were applied. Molecular dynamics revealed root mean square shift of atomic positions ranging from 0.5Å to 3.0Å. The results indicated that the zigzag nanotube showed better affinity energy, with binding free energy values of -9.48, -9.98 and -10.08 kcal/mol for E-pro, M-pro and S-gly, respectively. Furthermore, the mean square deviation of the atomic positions remained more stable for this type of nanotube, indicating a high probability of binding to the active sites of the macromolecules. Molecular couplings and binding free energy showed strong interaction between NTCPUs and residues of the S-gly active site, with values of -112.73, -94.38 and -80.49 kcal/mol for zigzag, chiral and armchair ligands, respectively. In a second step, five graphene oxide (GO) quantum dots smaller than 20 nm were used as ligands, interacting only with the spike receptors of three different strains: S-GLY-OMICRON, S-GLY-KAPPA and S-GLY-DELTA. Comparing the two ligands, it was observed that the S-GLY-OMICRON/OG-E interaction showed better affinity with Gibbs free energy of 172.2510 KJ/mol, compared to the better affinity of carbon nanotubes, S-gly/zig-zag, with ΔG of -112.73 KJ/mol. The eight proposed ligands have a high probability of binding to the active sites of the macrostructures. In conclusion, both carbon nanotubes and OG showed promise for application in SARS-CoV-2 inhibitor products, such as the development of materials for the manufacture of personal protective equipment, sprays and waterproofing solutions in general.pt_BR
dc.description.affiliationETEPA - Escola Técnica Estadual Magalhães Baratapt_BR
dc.description.resumoAvaliou-se a interação entre nano partículas e as proteínas do vírus SARS-CoV-2, utilizando ligantes como nanotubos de carbono de parede única (NTCPUs) e receptores, incluindo a proteína do envelope (E-pro), a principal protease (M-pro) e a glicoproteína Spike (S-gly). Foram aplicadas técnicas de modelagem molecular de docagem e dinâmica molecular. A dinâmica molecular revelou o desvio quadrático médio de posições atômicas variando de 0,5Å a 3,0Å. Os resultados indicaram que o nanotubo zigzag apresentou melhor energia de afinidade, com valores de energia livre de ligação de -9,48, -9,98 e -10,08 kcal/mol para E-pro, M-pro e S-gly, respectivamente. Além disso, o desvio quadrado médio das posições atômicas se manteve mais estável para este tipo de nanotubo, indicando alta probabilidade de ligação aos sítios ativos das macromoléculas. Os acoplamentos moleculares e a energia livre de ligação mostraram forte interação dos NTCPUs com os resíduos do sítio ativo S-gly, com valores de - 112,73, -94,38 e -80,49 kcal/mol para os ligantes zigzag, quiral e armchair, respectivamente.Numa segunda etapa, foram usados cinco pontos quânticos de óxido de grafeno (OG) com dimensões inferiores a 20 nm, como ligantes, interagindo apenas com os receptores das spikes de três cepas diferentes: S-GLY-OMICRON, S-GLYKAPPA e S-GLY-DELTA. Comparando os dois ligantes, observou-se que a interação S-GLY-OMICRON/OG-E apresentou melhor afinidade com energia livre de Gibbs de - 172,2510 KJ/mol, em comparação com a melhor afinidade dos nanotubos de carbono, S-gly/zig-zag, com ΔG de -112,73 KJ/mol. Os oito ligantes propostos têm alta probabilidade de se ligarem aos sítios ativos das macroestruturas. Em conclusão, tanto os nanotubos de carbono quanto os OGs mostraram-se promissores para aplicação em produtos inibidores do SARS-CoV-2, como o desenvolvimento de materiais parafabricação de equipamentos de proteção individual, sprays e soluções impermeabilizantes em geral.pt_BR
dc.identifier.citationLOBATO, Júlio César Mendes . Interações com nanotubos de carbono e pontos quânticos de óxido de grafeno com estruturas externas do Sars-cov-2 via simulações de dinâmica e docagem molecular. Orientador: Antonio Maia de Jesus Chaves Neto. 2023. 129 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal do Pará, Belém, 2023. Disponível em: https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16049. Acesso em:.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16049
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Parápt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentInstituto de Tecnologiapt_BR
dc.publisher.initialsUFPApt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Naturais da Amazôniapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.source1 CD-ROMpt_BR
dc.subjectNanotubos de carbonopt_BR
dc.subjectÓxido de grafenopt_BR
dc.subjectSARS-CoV-2pt_BR
dc.subjectDockingpt_BR
dc.subjectDinâmica molecular e energia livrept_BR
dc.subjectCOVID-19pt_BR
dc.subjectCarbon nanotubespt_BR
dc.subjectGraphene oxidept_BR
dc.subjectMolecular dynamics and free energypt_BR
dc.subject.areadeconcentracaoUSO E TRANSFORMAÇÃO DE RECURSOS NATURAISpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIASpt_BR
dc.subject.linhadepesquisaMODELAGEM E SIMULAÇÃO DE PROCESSOSpt_BR
dc.subject.linhadepesquisaENGENHARIA DE PROCESSOSpt_BR
dc.subject.linhadepesquisaMEIO AMBIENTE E ENERGIApt_BR
dc.titleInterações com nanotubos de carbono e pontos quânticos de óxido de grafeno com estruturas externas do Sars-cov-2 via simulações de dinâmica e docagem molecularpt_BR
dc.title.alternativeInteractions with carbon nanotube and graphene oxide quantum dots with Sars-cov-2 external structures via molecular dynamics and docting simulationspt_BR
dc.typeTesept_BR

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