Simulação computacional do mecanismo catalítico da enzima catecol o-metiltransferase
Methyl transfer reactions are very important in biological systems, the enzyme catechol O-methyltranferase catalyzes a transfer reaction of a methyl group of the co-substrate S-adenosylmethionine to dopamine. This disease is related to a Parkinson's disease that is a neurodegenerative disease that a...
| Autor principal: | SILVA, Edson Leandro de Araújo |
|---|---|
| Grau: | Dissertação |
| Idioma: | por |
| Publicado em: |
Universidade Federal do Pará
2022
|
| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
http://repositorio.ufpa.br:8080/jspui/handle/2011/14459 |
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ir-2011-144592022-08-30T14:07:34Z Simulação computacional do mecanismo catalítico da enzima catecol o-metiltransferase SILVA, Edson Leandro de Araújo SILVA, Jerônimo Lameira http://lattes.cnpq.br/7711489635465954 https://orcid.org/ 0000-0001-7270-1517 Doença de Parkinson Catecol O-metiltransferase SAM Simulação computacional Mecânica quântica Parkinson’s disease Catechol O-metiltransferase Computer simulation Quantum mechanics CNPQ::CIENCIAS DA SAUDE::FARMACIA::QUIMICA MODULAR MODELAGEM MOLECULAR E SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL DE SISTEMAS BIOMOLECULARES MODELAGEM MOLECULAR Methyl transfer reactions are very important in biological systems, the enzyme catechol O-methyltranferase catalyzes a transfer reaction of a methyl group of the co-substrate S-adenosylmethionine to dopamine. This disease is related to a Parkinson's disease that is a neurodegenerative disease that affects 7 to 10 million people of the world population, mainly a parcel over 60 years. Due to the importance of the reaction catalyzed by this enzyme, computational tools in conjunction with quantum mechanics methods were used to study the mechanism of reaction of the methyl transfer of S-adenosylmethionine to dopamine. In this study, the presence or not of Mg2+ in the reaction and changes in dopamine structure for catechol and phenol were taken into account in order to propose a quantum region more suitable for future non-enzymatic simulation work. The methods used in the PM6 semi-present method, the ab initio DFT and the MP2 correlation. The methods used include PM6 semiempirical method, ab initio DFT and perturbation MP2, where the first method was highlighted in the description of all reactions studied. The reaction with the catechol in the solvent had the following values of energy barriers: 18.62 kcal/mol (PM6); 9.91 kcal/mol (DFT); 14.44 kcal/mol (MP2). The presence of the Mg2+ ion in the same reaction with the catechol showed the following energy barrier values: 24.55 kcal/mol (PM6); 15.99 kcal/mol (DFT); 17.39 kcal/mol (MP2). The PCM solvation model was used to study a reference reaction in the enzymatic system and to analyze how energy barriers of the reaction in water and with barriers obtained in the gas. FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas Reações de transferência de metil são muito importantes em sistemas biológicos, sendo a enzima catecol O-metiltranferase catalisa a reação de transferência de um grupo metil do substrato S-adenosilmetionina para dopamina. Esta enzima está relacionada com a doença de Parkinson que trata-se de uma doença neurodegenerativa que afeta de 7 a10 milhões de pessoas da população mundial, principalmente a parcela com mais de 60 anos. Devido a importância da reação catalisada por esta enzima, ferramentas computacionais em conjunto com métodos da mecânica quântica foram utilizadas para o estudo do mecanismo de reação da transferência de metil da S-adenosilmetionina para dopamina. Neste estudo, a presença ou não do íon Mg2+ na reação e mudanças na estrutura da dopamina para catecol e fenol foram levadas em consideração a fim de propor a região quântica mais adequada para futuros trabalhos de simulação no meio enzimático. Os métodos utilizados incluem o método semiempírico PM6, o ab initio DFT e o de perturbação MP2, onde o primeiro método apresentou destaque na descrição de todas as reações estudadas. A reação com o catecol no solvente apresentou os seguintes valores de barreiras de energia: 18,62 kcal/mol (PM6); 9,91 kcal/mol (DFT); 14,44 kcal/mol (MP2). A presença do íon Mg2+ na mesma reação com o catecol apresentou os seguintes valores de barreiras de energia: 24,55 kcal/mol (PM6); 15,99 kcal/mol (DFT); 17,39 kcal/mol (MP2). O modelo de solvatação PCM foi usado com o intuito de estudar a reação de referência na água do sistema enzimático e analisar as barreiras de energia da reação na água e comparar com barreiras obtidas no gás. 2022-06-10T14:42:42Z 2022-06-10T14:42:42Z 2017-02-16 Dissertação SILVA, Edson Leandro de Araújo. Simulação computacional do mecanismo catalítico da enzima catecol o-metiltransferase. Orientador: Jerônimo Lameira Silva. 2017. 58 f. Dissertação (Mestrado em Química Medicinal e Modelagem Molecular) - Programa de Pós-graduação em Química Medicinal e Modelagem Molecular, Instituto de Ciências da Saúde, Universidade Federal do Pará, Belém, 2017. Disponível em: http://repositorio.ufpa.br:8080/jspui/handle/2011/14459. Acesso em:. http://repositorio.ufpa.br:8080/jspui/handle/2011/14459 por Acesso Aberto http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ application/pdf Universidade Federal do Pará Brasil Instituto de Ciências da Saúde UFPA Programa de Pós-Graduação em Química Medicinal e Modelagem Molecular Disponível na internet via correio eletrônico: bibsaude@ufpa.br |
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Repositório Institucional - Universidade Federal do Pará |
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Doença de Parkinson Catecol O-metiltransferase SAM Simulação computacional Mecânica quântica Parkinson’s disease Catechol O-metiltransferase Computer simulation Quantum mechanics CNPQ::CIENCIAS DA SAUDE::FARMACIA::QUIMICA MODULAR MODELAGEM MOLECULAR E SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL DE SISTEMAS BIOMOLECULARES MODELAGEM MOLECULAR |
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Doença de Parkinson Catecol O-metiltransferase SAM Simulação computacional Mecânica quântica Parkinson’s disease Catechol O-metiltransferase Computer simulation Quantum mechanics CNPQ::CIENCIAS DA SAUDE::FARMACIA::QUIMICA MODULAR MODELAGEM MOLECULAR E SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL DE SISTEMAS BIOMOLECULARES MODELAGEM MOLECULAR |
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Methyl transfer reactions are very important in biological systems, the enzyme catechol O-methyltranferase catalyzes a transfer reaction of a methyl group of the co-substrate S-adenosylmethionine to dopamine. This disease is related to a Parkinson's disease that is a neurodegenerative disease that affects 7 to 10 million people of the world population, mainly a parcel over 60 years. Due to the importance of the reaction catalyzed by this enzyme, computational tools in conjunction with quantum mechanics methods were used to study the mechanism of reaction of the methyl transfer of S-adenosylmethionine to dopamine. In this study, the presence or not of Mg2+ in the reaction and changes in dopamine structure for catechol and phenol were taken into account in order to propose a quantum region more suitable for future non-enzymatic simulation work. The methods used in the PM6 semi-present method, the ab initio DFT and the MP2 correlation. The methods used include PM6 semiempirical method, ab initio DFT and perturbation MP2, where the first method was highlighted in the description of all reactions studied. The reaction with the catechol in the solvent had the following values of energy barriers: 18.62 kcal/mol (PM6); 9.91 kcal/mol (DFT); 14.44 kcal/mol (MP2). The presence of the Mg2+ ion in the same reaction with the catechol showed the following energy barrier values: 24.55 kcal/mol (PM6); 15.99 kcal/mol (DFT); 17.39 kcal/mol (MP2). The PCM solvation model was used to study a reference reaction in the enzymatic system and to analyze how energy barriers of the reaction in water and with barriers obtained in the gas. |
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