00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) IQB - Instituto de Química e Biotecnologia Dissertações e Teses defendidas na UFAL - IQB
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Tipo: Dissertação
Título: Investigação computacional do mecanismo catalítico da nsP2 do vírus Chikungunya (CHIKV)
Autor(es): Padilha, Emanuelly Karla Araújo
Primeiro Orientador: Silva Júnior, Edeildo Ferreira da
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Silva, Julio Cosme Santos da
metadata.dc.contributor.referee1: Aquino, Thiago Mendonça de
metadata.dc.contributor.referee2: Viana, Rommel Bezerra
Resumo: A proteína nsP2 do vírus Chikungunya (CHIKV) é uma cisteíno protease essencial para a formação do complexo de replicação viral. Dessa forma, compreender seu mecanismo molecular é fundamental para o desenvolvimento de novos inibidores. Nesta dissertação, investigamos exclusivamente o mecanismo de ativação enzimática da nsP2 por meio de simulações de dinâmica moleuclar (DM), utilizando uma abordegem de cluster, bem como por meio de cálculos de mecânica quântica (MQ) para estudar a reação enzimática no sítio ativo da enzima. Especificamente, analisamos a ativação da díade catalítica Cys478 -His548 e verificamos a influência da presença de uma molécula de água nesse processo. Quando uma molécula de água está presente, a distância entre Cys478 e His548 no estado de transição é de 1,96 Å (SH∙∙∙OH₂) e 1,28 Å (N∙∙∙H₂O). Além disso, os cálculos de energia de ativação indicam que a presença de água reduz a barreira energética em aproximadamente 7 kcal/mol, favorecendo o mecanismo de ativação da enzima. Com base nesses resultados, propomos um modelo para um possível caminho reacional, incluindo o estado de transição para a transferência de próton na formação do par iônico Cys(S⁻)/His(NH⁺). A compreensão desse mecanismo em nível molecular permite identificar pontos críticos no funcionamneto da nsP2 que podem ser explorados no planejamento de inibidores específicos. Assim, nossos achados fornecem uma base sólida para o desenvolvimento racional de compostos com potencial aplicação no tratamento da febre Chikungunya.
Abstract: The nsP2 protein of the Chikungunya virus (CHIKV) is a cysteine protease essential for the formation of the viral replication complex. Therefore, understanding its molecular mechanism is crucial for the development of novel inhibitors. In this dissertation, we exclusively investigate the enzymatic activation mechanism of nsP2 through molecular dynamics (MD) simulations using a cluster approach, as well as quantum mechanics (QM) calculations to study the enzymatic reaction within the active site. Specifically, we analyze the activation of the catalytic dyad Cys478-His548 and assess the influence of a water molecule on this process. When a water molecule is present, the distance between Cys478and His548 in the transition state is 1.96 Å (SH∙∙∙OH₂) and 1.28 Å (N∙∙∙H₂O). Additionally, activation energy calculations indicate that the presence of water lowers the energy barrier by approximately 7 kcal/mol, facilitating the enzyme activation mechanism. Based on these findings, we propose a model for a possible reaction pathway, including the transition state for proton transfer in the formation of the ion pair Cys(S⁻)/His(NH⁺). Understanding this mechanism at the molecular level allows for the identification of critical points in nsP2 function that can be explored in the design of specific inhibitors. Thus, our findings provide a solid foundation for the rational development of compounds with potential applications in the treatment of Chikungunya fever.
Palavras-chave: Cisteino protease
Chikungunya
Ativação enzimática
Catálise
Cysteine protease
Enzyme activation
Catalysis
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Química e Biotecnologia
Citação: PADILHA, Emanuelly Karla Araújo. Investigação computacional do mecanismo catalítico da nsP2 do vírus Chikungunya (CHIKV). 2026. 60 f. Dissertação (Mestrado em Química e Biotecnologia) – Programa de Pós-Graduação em Química e Biotecnologia, Instituto de Química e Biotecnologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2025.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/17801
Data do documento: 25-fev-2025
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