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???metadata.dc.type???: Dissertação
Title: Determinação estrutural do modelo mutante da cisteína protease do Theobroma Cacao por modelagem comparativa e cálculos QM/MM
???metadata.dc.creator???: Andrade, Deyse Valverde Gomes de 
???metadata.dc.contributor.advisor1???: Taranto, Alex Gutterres
???metadata.dc.description.resumo???: A cultura do cacau no Brasil foi altamente prejudicada pelo Moniliophthora perniciosa, o fungo que provoca a praga da vassoura-de-bruxa no cacau, provocando uma diminuição significativa na produção de cacau no Brasil. Uma importante estratégia para controlar a vassoura-de-bruxa consiste no estudo da interação Theobroma cacao – M. perniciosa. No entanto, há pouca informação sobre o mecanismo de interação molecular envolvido no processo de resistência/vulnerabilidade do cacaueiro. Este fato incentivou a implantação do Projeto Genoma do cacau e, a partir deste foi verificado que genes que codificam as proteases estão envolvidos na fitopatogênese da praga, principalmente a cisteína protease. Esta é expressa durante o processo de maturação das sementes e está presente no período necrofítico da doença. Além de seus aspectos biológicos, as proteases são muito importantes na área biotecnológica devido à sua grande aplicação industrial. As proteases são amplamente empregadas na indústria alimentícia, na produção de detergentes e indústrias farmacêuticas. Neste trabalho determinamos a estrutura 3D da cisteína protease do T. cacao através de Modelagem Comparativa. Desta forma, a seqüência primária da cisteína protease do T. cacao foi submetida ao BLASTp obtendo-se a proteína 1PCI|A com 36% de similaridade estrutural como molde. A seguir, três modelos foram construídos (dv1, dv2 e dv3), os quais foram refinados e validados pelos softwares AMBER 9.0 e PROCHECK, respectivamente. Dentre os modelos construídos, o modelo dv1 proporcionou um melhor Gráfico de Ramachandran apresentando 95% dos aminoácidos em regiões energeticamente favoráveis. Este modelo final é constituído por 171 aminoácidos, formados por 2693 átomos, unidos por 2719 ligações químicas. A estrutura 3D desta enzima apresenta 7 α-hélices, 23 turns e 2 folhas-β. A região do sítio ativo esta conservada, sendo representada pelos resíduos Cys25 e His159. A partir deste modelo, foi então gerado um modelo mutante pela substituição do resíduo His/Gly159. Este ao ser validado também apresentou similares características de dv1. Estudos da interação entre a estrutura mutante com os íons metálicos Zn+2, Cu+1, Cu+2 e Cd+2 foram realizados através do método QM/MM implementado no programa Gaussian 03W. Como resultado, a proteína mutante é capaz de quelar todos os íons estudados, e mostrou-se ser seletiva para o Cd+2 com energia de ligação de -59801 x 103 kcal/mol. Com isso o presente trabalho sugere que modificações na seqüência da cisteína protease do T. Cacao pode levar ao desenvolvimento de novos produtos de interesse comercial.
Abstract: The culture of cacao in Brazil was highly harmed by Moniliophthora perniciosa, the fungus that causes witches' broom disease of cocoa. This disease decreases significantly the cocoa production. An important strategy for control of the witches’ broom is the molecular study of the interaction between cacao-M. perniciosa. However, there is little information about of the mechanism of molecular interaction involved in resistance/vulnerability of cacoa tree. To address this problem, the Genome Project showed genes of cysteine protease involved in the mechanism of resistance/vulnerability. Cysteine protease is expressed during the process of the maturation of the seed and it is present in necrofitics period of the disease. Furthermore, proteases have a wide application in feed products, detergents and pharmaceutical industries. This work constructed the 3D structure of the cysteine protease of T. cacao by comparative modeling. Thus, the primary sequence of the cysteine protease of T. cacao was submitted to BLASTp obtaining the protein 1PCI|A with 36% of structural similarity as such. Below, three models were constructed (dv1, dv2 and dv3), which were refined and validated by AMBER 9.0 and PROCHECK software, respectively. Among these models, dv1 showed a better Ramachandran Plot with 95% of amino acids in favorable energy region. The final model consists of 171 amino acids, formed by 2693 atoms linked by 2719 chemical bonds. The 3D structure of this enzyme has 7 α-helix, 23 turns and 2 β-sheets. The region of the conserved active site is represented by residues Cys25 and His159. From this model, a mutant model was then generated by replacing His159/Gly. This also was evaluated showing similar dv1 characteristics. Studies of the interaction between the mutant structure with the metal ions +2, Cu+1, Cu+2 and Cd+2 were carried out by QM/MM approach implemented in Gaussian 03W. As a result, the mutant protein is able to complex with all of them, and showed selective for Cd+2 with -59801 x 103 kcal/mol. Therefore this study suggests that changes in the sequence of the cysteine protease of T. Cacao can lead to the development new products of commercial interest.
Keywords: Moniliophthora perniciosa
Theobroma cacoa
Cisteína protease
Modelagem comparativa
QM/MM
Cysteine protease
Comparative modeling
???metadata.dc.subject.cnpq???: CIENCIAS BIOLOGICAS
CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA
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: ANDRADE, Deyse Valverde Gomes de. Determinação estrutural do modelo mutante da cisteína protease do Theobroma Cacao por modelagem comparativa e cálculos QM/MM. 2009. 105 f. Dissertação (Mestrado Acadêmico em Biotecnologia)- Universidade Estadual de Feira de Santana, Feira de Santana, 2009.
???metadata.dc.rights???: Acesso Aberto
URI: http://tede2.uefs.br:8080/handle/tede/1217
Issue Date: 29-Jul-2009
Appears in Collections:Coleção UEFS

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