Defesa de Dissertação de Mestrado — Marcos Rogério Simões

Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas

Marcos Rogério Simões

Descrição e caracterização de sítios de ligação de proteínas através da teoria dos grafos

Sala EB01 (Engenharia Básica)

Presidente
Dr. Paulo Sergio Lopes de Oliveira — LNBio / CNPEM

Membros titulares
Prof. Dr. Jörg Kobarg — FCF / Unicamp
Drª Juliana Helena Costa Smetana — Ilum / CNPEM

Membros suplentes
Drª Mariana Abrahão Bueno de Morais — LNBR / CNPEM
Profª Drª Deborah Schechtman — IQ / USP
Drª Gabriela Felix Persinoti — LNBR / CNPEM

Resumo
Os processos biológicos são amplamente regulados pela interação de pequenas moléculas em sítios de ligação presentes na estrutura de proteínas. Esses sítios de ligação geralmente são localizados em cavidades, de modo que a caracterização dessas estruturas é essencial para compreender as interações proteína-ligante, com importantes aplicações no estudo de doenças e no desenvolvimento de novos fármacos. Nesse contexto, este trabalho propõe novas formas de caracterização e comparação de cavidades por meio da representação dessas estruturas na forma de grafos. A teoria dos grafos tem tido crescente relevância na resolução de problemas relacionados aos campos da biologia e das ciências farmacêuticas, cujas propriedades matemáticas podem ser ferramentas importantes na análise topológica de cavidades. Uma das aplicações dessa teoria consiste no estudo da dinâmica dos sítios de ligação, como exemplificado pela análise do processo de abertura do sítio ativo da protease do HIV-1 (vírus da imunodeficiência humana tipo 1) através das propriedades de diâmetro do grafo e centralidade de proximidade dos seus vértices. Essa abordagem permitiu identificar o momento da abertura do sítio ativo e os resíduos dos flaps da proteína envolvidos nesse processo. Além disso, a métrica de similaridade de grafos Graphlets Correlation Distance (GCD-11) permitiu comparar a topologia de cavidades presentes em proteínas diferentes. Nesse caso, foram analisadas as diferenças topológicas do sítio de ligação do ATP em quinases humanas, sendo que a métrica GCD-11 foi capaz de agrupar quinases de acordo com a similaridade topológica do sítio de ligação do ATP. Este trabalho mostra o potencial da teoria de grafos no desenvolvimento de metodologias capazes de caracterizar os sítios de ligação em proteínas, sendo de grande importância para área farmacêutica bem como para quaisquer outras áreas relacionadas à engenharia de enzimas e biologia estrutural de proteínas.