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http://tede2.uefs.br:8080/handle/tede/1058
???metadata.dc.type???: | Dissertação |
Title: | Estudo do mecanismo catalítico da enzima pirofosforilase do fungo moniliophthora perniciosa por de métodos QM/MM |
???metadata.dc.creator???: | Teles, André Lacerda Braga |
???metadata.dc.contributor.advisor1???: | Taranto, Alex Gutterres |
???metadata.dc.description.resumo???: | Em 1989 a cultura brasileira do cacau sofreu uma queda em sua produção, o que, em parte, pode ser explicada pelo surgimento e desenvolvimento do fungo Moniliophthora perniciosa, que é responsável por uma praga conhecida como vassoura-de-bruxa do cacaueiro. Tal praga afeta as plantações de cacau levando a grandes danos sócio-econômicos e, devido a isto, o Brasil passou a importar esta matéria prima. Na busca por um controle efetivo da vassoura-de-bruxa, a rota metabólica que leva a síntese da quitina, principal constituinte da parede celular do fungo, foi analisada na perspectiva da seleção de um alvo potencial para a inibição da sua síntese. O alvo selecionado na rota metabólica foi a enzima pirofosforilase, a qual é a responsável em catalizar a reação de formação do intermediário UDP-N-acetilglicosamina. A inibição da formação de UDP-N-acetilglicosamina afetará a formação de quitina e, consequentemente, a síntese da parede celular, indispensável à sobrevivência do fungo. O presente trabalho consiste em um estudo do mecanismo da reação catalisada pela pirofosforilase do M. perniciosa para a formação da UDP-N-acetilglicosamina, através de métodos de química computacional. Foram empregados cálculos de dinâmica molecular (DM) e Mecânica Quantica/Mecânica Molecular (QM/MM) para desenvolver os estudos reacionais assumindo como mecanismo básico a substituição nucleofílica bimolecular (SN2). Uma estrutura de transição com um átomo de fósforo pentavalente foi elucidada, a qual realiza interações com os seguintes resíduos do sítio catalítico Gli-112, Gli-113, Arg-116, Lis-123 e Gli-225. Tais resíduos devem ser explorados para o planejamento racional de novos candidatos a inibidores da referida enzima. Foi realizado também um escaneamento da reação com a adição do cátion divalente Mg+2 baseando-se na literatura quanto à localização do ponto de inserção deste átomo no sistema. Esta simulação produziu uma estrutura intermediária com fosfato em caráter dissociativo, o escaneamento não demonstrou redução da energia de ativações o que como hipótese explicativa sugere-se um local inadequado para a adição do fosfato ou, em ultima análise, um mecanismo de catálise que não perpassa por SN2 na presença do cátion de magnésio. |
Abstract: | In 1989, the brazillian cocoa yeld suffered a breakdown, wich can be explained, in part, by the rise and development of the Moniliophthora perniciosa fungus, wich is responsible for a plague known by witch’s broom. This plague affects the cocoa harvests leading to significant social and economic damages. In a search for the effective control of witch’s broom, the metabolic chitin synthesis route was analysed in the search of a potential biological target to prevent its synthesis. Chitin is the main component of the fungus celular wall. The selected target on the metabolic route is the pyrophosphorylase enzyme, wich is responsible for catalyzing the reaction that forms UDP-N-acetylglucosamine-1-phosphate, one of the intermediates of the chitin synthesis route. Thus, the inhibition of this enzime will affect the chitin production and, as a consequence, the celular wall synthesis, vital to the fungi life. In the present work, realized by means of computational chemistry methods, the enzymatic reaction mechanism to the UDP-N-acetylglucosamine formation were studied. Molecular Dynamics and Quantum Mechanics/Molecular Mechanics (QM/MM) methods were used to develop the studies. The reaction mechanism assumed was a type 2 nucleophilic substitution (NS2). A transition structure with a pentavalent phosphorus atom was elucidated, this structure realizes interactions at the catalytic site with the residues Gly-112, 113, Arg-116, Lys-123 e Gly-225. This interaction must be explored for the rational design of new inhibitors candidates to the referred enzyme. A scan of the reaction with addition of a divalent metal Mg+2 was also carried, the location of the metal insertion point in the system was obtained regarding the literature. This simulation produced a phosphate intermediate structure with a dissociative character, the scan showed no reduction in the activations energy of the reaction. As explanatory hypothesis it was suggested that the local described in the literature may be incorrect for the metal location point or, in a last analysis, a mechanism of catalysis that, in the presence of magnesium cation, do not have a SN2 path as the main mechanism. |
Keywords: | Moniliophthora perniciosa Vassoura-de-bruxa Pirofosforilase UDP-N-acetilglicosamina QM/MM Witch’s broom Pyrophosphorylase UDP-N-acetylglucosamine |
???metadata.dc.subject.cnpq???: | CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOLOGIA GERAL CIENCIAS BIOLOGICAS |
Language: | por |
???metadata.dc.publisher.country???: | Brasil |
Publisher: | Universidade Estadual de Feira de Santana |
???metadata.dc.publisher.initials???: | UEFS |
???metadata.dc.publisher.department???: | DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS |
???metadata.dc.publisher.program???: | Mestrado Acadêmico em Biotecnologia |
Citation: | TELES, André Lacerda Braga. Estudo do mecanismo catalítico da enzima pirofosforilase do fungo moniliophthora perniciosa por de métodos QM/MM. 2011. 65 f. Dissertação (Mestrado Acadêmico em Biotecnologia)- Universidade Estadual de Feira de Santana, Feira de Santana, 2011. |
???metadata.dc.rights???: | Acesso Aberto |
URI: | http://tede2.uefs.br:8080/handle/tede/1058 |
Issue Date: | 4-May-2011 |
Appears in Collections: | Coleção UEFS |
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