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Title: Proposição de modelos tridimensionais da extensão COOH-terminal da cisteíno-protease B de Leishmania (Leishmania) amazonensis
Advisor: Caffarena, Ernesto Raúl
Alves, Carlos Roberto
Members of the board: Guimarães, Ana Carolina Ramos
Porto, Celia Beatriz Anteneodo de
Pereira, Bernardo Acácio Santini
Pereira, Mirian Claudia de Souza
Batista, Paulo Ricardo
Authors: Santos, Deborah Antunes dos
Affilliation: Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil
Abstract: A Leishmania (Leishmania) amazonensis é um importante agente etiológico da leishmaniose tegumentar em humanos no Brasil. Este parasito apresenta mecanismos de adaptação que podem ser guiados por suas proteases onde se destacam as cisteíno-proteases (CP), sendo a CPB a mais estudada dentre as CPs já descritas em Leishmania spp. O foco deste trabalho é a região COOH-terminal da CPB (cyspep), por suas reconhecidas propriedades modulatórias sobre o sistema imune de camundongos. No presente estudo busca-se propor um modelo estrutural da cyspep visando estabelecer sua relação estrutura-função. O estudo foi conduzido por abordagem in silico, desenvolvendo o modelo tridimensional através de técnicas de modelagem comparativa, threading e métodos de novo, e analisando a estabilidade estrutural por dinâmica molecular. A associação do uso de servidores online que utilizam as abordagens de modelagem comparativa, threading e métodos de novo para predição tridimensional de proteínas foi favorável à resolução de 72 modelos da cyspep. Através de informações sobre predição de estrutura secundária e ligações dissulfeto, dos modelos gerados para cyspep, 11 foram selecionados para simulações de dinâmica molecular, sendo dois modelos obtidos por modelagem comparativa (Comp, Fugue), 5 por threading (IT1, M4, M8, L3 e SP5) e 4 por métodos de novo (Q5, Q7, D9 e R1) Os 11 modelos foram submetidos a simulação por dinâmica molecular por um tempo de 200 ns. Os modelos Fugue e IT1 também foram submetidos a simulações de dinâmica molecular sob a influência de diferentes campos de força para melhor avaliar seu conteúdo de estrutura secundária. Nossos resultados sugerem que a cyspep pode adotar uma conformação composta principalmente de folhas\2212\03B2, as quais se mantiveram estáveis após longas simulações de dinâmica molecular sob a influência de diferentes campos de força; enquanto o teor helicoidal foi rapidamente desfeito. Ainda com relação as estruturas em folha\2212\03B2, não foi possível observar padrões de dobras consenso entre diferentes modelos. Embora os procedimentos usados neste trabalho para predição de ligações de dissulfeto indicarem a possiblidade de 36 ligações entre os resíduos de cisteína (Cys17, Cys21, Cys31, Cys44, Cys52, Cys59, Cys65, Cys73 e Cys85) não foi possível constatar um consenso na predição dessas ligações
Abstract: Leishmania (Leishmania) amazonensis is an important etiological agent of cutaneous leishmaniasis in humans, in Brazil. This parasite has adaptive mechanisms that can be modulated by their proteases, characterizing the cysteine protease (CP) as the most extensively studied CPB among the CPs described for Leishmania spp. This work was focused on the COOH -terminal region of CPB (cyspep), recognized for their modulatory properties on the immune system of mice. This present study aims to propose a structural model for the cyspep trying to determine its structure-function relationship. The present study was conducted by in silico to develop a three-dimensional model using comparative modeling, threading and de novo methods, and molecular dynamics to analyze its structural stability. The association of many online servers using the approaches of comparative modeling, threading and de novo methods for the prediction of the three-dimensional structure of protein was favorable for the achievement of 72 three-dimensional models for cyspep. Through secondary structure and disulfide bonds prediction, out of the 72 models generated for cyspep, 11 were selected for molecular dynamics simulations, of which 2 models were obtained by comparative modeling (Comp, Fugue), 5 by threading (IT1, M4, M8, L3 and SP5) and 4 de novo methods (Q5, Q7, D9 and R1). The eleven models were submitted to molecular dynamics simulations for a computational time of 200 ns. The Fugue and IT1 models were also subjected to molecular dynamics simulations under different force fields to better assess their secondary structure content and determine the impact of the force field on the structure. Our results suggest that the cyspep might adopt a conformation composed of mostly β-sheets, which remained stable after long molecular dynamics simulations under the influence of different force fields while the helical content was rapidly disrupted. However, it was not possible to recognize a consensus of folding patterns among the various created models. Additionally, although the procedures used in this work for predicting disulfide bonds indicated the possibility of 36 bonds between cysteine residues (Cys17, Cys21, Cys31, Cys44, Cys52, Cys59, Cys65, Cys73 and Cys85) we could not observe a consensus upon the prediction of these bonds
DeCS: Leishmania
Cisteína Proteases
Relação Estrutura-Atividade
Ácidos Carboxílicos
Issue Date: 2014
Citation: SANTOS, D. A. dos. Proposição de modelos tridimensionais da extensão COOH-terminal da cisteíno-protease B de Leishmania (Leishmania) amazonensis. 2014.123f. Dissertação (Mestrado em Biologia Computacional e Sistemas) - Fundação Oswaldo Cruz, Instituto Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro, RJ, 2014
Date of defense: 2014-06-04
Place of defense: Rio de Janeiro/RJ
Department: Pós-Graduação Biologia Computacional e Sistemas
Defense institution: Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz
Program: Programa de Pós-Graduação Biologia Computacional e Sistemas
Copyright: open access
Appears in Collections:IOC - PGBCS - Dissertações de Mestrado

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