Avaliação in silico da enzima haloalcano desalogenase: Potenciais híbridos de Química Quântica/ Mecânica Molecular (QC/MM) para o estudo mecanístico da Sphin- gomonas paucimobilis UT26 (LinB)
| dc.contributor.advisor | Bachega, José Fernando Ruggiero | |
| dc.contributor.author | Hagen, Gustavo | |
| dc.contributor.department | Departamento de Clínica Médica | |
| dc.date.accessioned | 2024-01-12T16:46:41Z | |
| dc.date.available | 2024-01-12T16:46:41Z | |
| dc.date.date-insert | 2024-01-12 | |
| dc.date.issued | 2022-08-15 | |
| dc.description | Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Química Medicinal, Fundação Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto Alegre | |
| dc.description.abstract | Os compostos orgânicos halogenados, principalmente os solventes, fazem parte do ciclo de vida de diversos produtos. Além disso, esta classe de moléculas pode penetrar no meio ambiente como resíduos tóxicos. Devido a este fato, são necessários esforços e investimentos para construir uma estrutura capaz de lidar com os resíduos gerados nesta atividade. Após décadas de avanços, ainda há descarte massivo dessas substâncias nos ecossistemas. A enzima haloalcano desalogenase está envolvida na atividade de degradação de uma variedade de compostos halogenados cíclicos e alifáticos. Assim, microrganismos que possuem essas enzimas em seu metabolismo apresentam potencial biotecnológico para aplicação de biorremediação em ambientes contaminados. Modelos computacionais podem prever a eficiência do poder catalítico destas enzimas quando expostas aos compostos resultantes da ação antrópica. Os métodos computacionais híbridos de química quântica/mecânica molecular (QC/MM) são ferramentas poderosas para o processo exploratório de reações enzimáticas. Esta pesquisa tem como objetivo aplicar métodos computacionais para estudar a eficiência da enzima haloalcano desalogenase. O método de trabalho compreende a realização de simulação de dinâmica molecular, utilizando os campos de força da família AMBER. Os cálculos híbridos foram implementados através do programa EasyHybrid, conectado ao software pDynamo. A partir desta configuração e de acordo com os resultados, o caminho reacional apresenta uma etapa lenta de reação SN2, seguida de hidrólise para a quebra intermediária e formação do produto. Foi possível comprovar que o tamanho da região quântica e o átomo de halogênio do substrato impactam diretamente na barreira energética da reação. | |
| dc.description.abstract-en | The organic halogen compounds, especially the solvents, are part of the life cycle of various products. Besides, this class of molecules can sink into the environment as toxic residues/waste. Due to this fact, efforts and investments are needed to build a structure capable of dealing with the waste generated from this activity. After decades of advances, there is still massive disposal of these substances in the ecosystems. The haloalkane dehalogenase enzyme is involved in the activity of degradation of a range of cyclical and aliphatic halogen compounds. Hence, microorganisms that have these enzymes in their metabolism present a biotechnological potential for applying biorremediation in contaminated environments. Computational models can predict the efficiency of the catalytic power of these enzymes when exposed to the compounds that result from the anthropogenic action. The hybrid computational methods of quantum chemistry/molecular mechanics (QC/MM) are powerful tools for the exploratory process of enzymatic reactions. This research aims to apply computational methods to study the efficiency of the haloalkane dehalogenase enzyme, The work method comprises the performance of molecular dynamics simulation, using the AMBER family force fields. The hybrid calculations were implemented through the program EasyHybrid, connected to the pDynamo software. From this configuration and according to the results, the reaction path presents a slow step of SN2 reaction, followed by hydrolysis for the intermediary break and product formation. It was possible to prove that the size of the quantum region and the halogen atom of the substrate directly impact the energetic barrier of the reaction. | |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.ufcspa.edu.br/handle/123456789/2596 | |
| dc.language.iso | pt_BR | |
| dc.relation.requires | TEXTO - Adobe Reader | |
| dc.rights | Acesso Aberto Imediato | p_BR |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/br/ | |
| dc.subject | Química Computacional | |
| dc.subject | QC/MM | |
| dc.subject | Enzimologia | |
| dc.subject | [en] Computational Chemistry | en |
| dc.subject | [en] Enzymology | en |
| dc.title | Avaliação in silico da enzima haloalcano desalogenase: Potenciais híbridos de Química Quântica/ Mecânica Molecular (QC/MM) para o estudo mecanístico da Sphin- gomonas paucimobilis UT26 (LinB) | |
| dc.type | Trabalho de conclusão de graduação |
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