Cálculos teóricos em sistemas com interesse biológico

Dissertação de Doutoramento em Química, área de especialização em Química Teórica, apresentada à Faculdade de Ciências da Universidade do PortoNo presente trabalho efectuou-se um estudo teórico de processos de associação entre proteases serinas e os respectivos inibidores. Este estudo desenvolveu-se segundo duas vertentes principais:Numa primeira vertente, analisou-se detalhadamente a importância relativa das interacções ligantes responsáveis pela estabilidade do complexo tripsina:PTI, utilizando mutações apropriadas na respectiva região de contacto e métodos de simulação molecular.Numa segunda vertente, efectuou-se um estudo quântico das interacções arginina-carboxilato que desempenham um papel crucial no mecanismo de inibição do factor ß-XIIa.Foi ainda proposto um novo método, baseado na partição espacial das matrizes densidade e densidade de par reduzidas e no formalismo dos integrais indistinguíveis, para decompor as energias molecular e de estabilização em componentes associadas aos fragmentos que constituem o sistema. Este método é especialmente apropriado para estudar sistemas onde ocorre a transferência dum grupo ligado covalentemente, como é o caso das interacções arginina-carboxilato anteriormente menciondas.No âmbito deste trabalho, foi também elaborado um novo algoritmo de compressão de ficheiros de trajectórias obtidos através de dinâmica molecular, designado por Byte Structure Variable Length Coding (BS-VLC), que apresenta eficiências significativamente superiores aos algoritmos conservativos clássicos.No primeiro capítulo, faz-se uma pequena descrição de aspectos gerais relacionados com os mecanismos de catálise e inibição de aspectos gerais relacionados com os mecanismos de catálise e inibição das proteases serinas. A tripsina, o seu inibidor natural PTI e o factor ß-XIIa são objecto de uma atenção especial por serem especificamente estudados neste trabalho.No segundo capítulo, descrevem-se os métodos de simulação molecular utilizados no estudo das interacções ligantes responsáveis pela estabilidade do complexo trpsina:PTI, designadamente os métodos de dinâmica molecular, da perturbaç ..