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dc.creatorSantos, Taináh Martins Resende-
dc.date.accessioned2023-04-11T11:38:57Z-
dc.date.available2023-04-11T11:38:57Z-
dc.date.issued2023-04-10-
dc.date.submitted2023-02-16-
dc.identifier.citationSANTOS, T. M. R. Emprego de complexos de vanádio para manipular a autofagia: cálculos quânticos e desenvolvimento de parâmetros de campo de força. 2023. 166 p. Tese (Doutorado em Agroquímica)–Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2023.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/56546-
dc.description.abstractThe modulation of autophagy has been presented as a very useful strategy in anticancer treatments. In this sense, it is known that vanadium complexes (VCs) are capable of both inhibiting and inducing autophagy in cancer cells. In this work, two vanadium complexes were used. The first compound, [VO(oda)(phen)], has proven efficiency in inhibiting autophagy in pancreatic cancer cells. The second, [VO(bpy)2Cl], is known for having the ability to induce autophagy in triple-negative breast cancer cells. In this context, Molecular Dynamics (MD) simulations are excellent strategies to investigate the interaction between metallic complexes and their biological targets. However, simulations of this type are heavily dependent on the proper choice of the force field (FF). General FFs are not efficient to describe the properties of metallic complexes. Furthermore, specific FFs for the VCs targeted by this study have not yet been reported in the literature. That way, this thesis presents an investigation divided into three parts: development, validation, and application. Therefore, initially it is proposed the development of AMBER FF parameters for the two VCs, from a minimum energy structure, obtained by DFT calculations using B3LYP/def2-TZVP level of theory plus ECP for the vanadium atom. From the optimized geometry, the calculations of the Hessian matrix and the RESP charges were performed to provide the charges of each atom, the force constants and the equilibrium values. Lennard-Jones parameters for all atoms except vanadium were assigned according to GAFF. Vacuum MD simulations were performed to validate the developed FFs. Structural analyses allowed to find values with appreciable agreements between the experimental data and the quantum reference. From the developed and validated FFs, it was possible to investigate the interactions between the VCs and the PI3K and ULK1 proteins, crucial for the autophagic machinery. RMSD, hydrogen bonds, and RMSF analyses were performed. In addition, we present how the VCs act to inhibit/induce autophagy and suggest how it would be possible to modify the actions of the complexes so that autophagy modulation occurs. From a general perspective, our findings encourage new parameterizations of metallic complexes with significant biological importance, as well as allow to contribute to the elucidation of the complex process of autophagy.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Lavraspt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rightsacesso abertopt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectAutofagiapt_BR
dc.subjectModulaçãopt_BR
dc.subjectComplexos de vanádiopt_BR
dc.subjectCampo de força AMBERpt_BR
dc.subjectDinâmica molecularpt_BR
dc.subjectAutophagypt_BR
dc.subjectModulationpt_BR
dc.subjectVanadium complexespt_BR
dc.subjectAMBER force fieldpt_BR
dc.subjectMolecular dynamicspt_BR
dc.titleEmprego de complexos de vanádio para manipular a autofagia: cálculos quânticos e desenvolvimento de parâmetros de campo de forçapt_BR
dc.title.alternativeUsing of vanadium complexes to manipulate autophagy: quantum calculations and development of force field parameterspt_BR
dc.typetesept_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Agroquímicapt_BR
dc.publisher.initialsUFLApt_BR
dc.publisher.countrybrasilpt_BR
dc.contributor.advisor1Ramalho, Teodorico de Castro-
dc.contributor.advisor-co1Cunha, Elaine Fontes Ferreira da-
dc.contributor.referee1Rocha, Gerd Bruno da-
dc.contributor.referee2Rocha, Willian Ricardo-
dc.contributor.referee3Homem-de-Mello, Paula-
dc.contributor.referee4Costa, Luciano Tavares da-
dc.description.resumoA modulação da autofagia tem se apresentado como uma estratégia muito útil no combate ao câncer. Nesse sentido, sabe-se que complexos de vanádio (CV) são capazes tanto de inibir quanto de induzir a autofagia em células cancerosas. Neste trabalho, foram utilizados dois complexos de vanádio. O primeiro, [VO(oda)(phen)], possui comprovada eficiência em inibir a autofagia em células do câncer de pâncreas. Já o segundo, [VO(bpy)2Cl], é conhecido por possuir a capacidade de induzir a autofagia em células do câncer de mama triplo-negativo. Neste contexto, simulações de Dinâmica Molecular (DM) são excelentes estratégias para investigar a interação de complexos metálicos e seus alvos biológicos. Entretanto, simulações desse tipo são fortemente dependentes da escolha adequada do campo de força (FF, do inglês Force Field). FFs gerais não são eficientes para descrever as propriedades de complexos metálicos. Além disso, ainda não foram relatados na literatura FFs específicos para os CVs, alvos deste estudo. Sendo assim, esta tese apresenta uma investigação dividida em três partes: desenvolvimento, validação e aplicação. Portanto, inicialmente é proposto o desenvolvimento de parâmetros de FF AMBER para os dois CVs, a partir de uma estrutura de mínima energia, obtida por cálculos de DFT com nível de teoria B3LYP/def2-TZVP mais ECP para o átomo de vanádio. A partir da geometria otimizada, os cálculos da matriz hessiana e das cargas RESP foram realizados para fornecer as cargas de cada átomo, as constantes de força e os valores de equilíbrio. Os parâmetros de Lennard-Jones para todos os átomos, exceto para o vanádio, foram atribuídos de acordo com o GAFF. Simulações de DM no vácuo foram realizadas para validar os FFs desenvolvidos. A partir de análises estruturais, foi possível encontrar valores com apreciáveis acordos entre os dados experimentais e a referência quântica. A partir dos FFs desenvolvidos e validados, foi possível investigar as interações entre os CVs e as proteínas PI3K e ULK1, cruciais para o maquinário autofágico. Análises de RMSD, ligações de hidrogênio e RMSF foram realizadas. Além disso, apresentamos como os CVs agem para inibir/induzir a autofagia e sugerimos como seria possível modificar as atuações dos complexos para que a modulação da autofagia ocorra. Em linhas gerais, nossos achados encorajam novas parametrizações de complexos metálicos com significativas importâncias biológicas, bem como permitem contribuir para a elucidação do complexo processo de autofagia.pt_BR
dc.publisher.departmentDepartamento de Químicapt_BR
dc.subject.cnpqQuímicapt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/3833376634712727pt_BR
Appears in Collections:Agroquímica - Doutorado (Teses)



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