Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
CIÊNCIA E TECNOLOGIA (33144010003P0)
MOLECULAR SIMULATIONS OF LIPID OXIDATION PRODUCTS AND THEIR EFFECTS ON BIOMEMBRANE PROPERTIES
MARIA CECILIA OLIVEIRA
DISSERTAÇÃO
15/01/2019

A oxidação não enzimática de biomembranas tem sido associada a várias doenças inflamatórias como aterosclerose, e neurodegenerativas como Alzheimer, Parkinson e Esquizofrenia. A oxidação dos lipídios que constituem as biomembranas produz uma mistura complexa de diferentes produtos, os quais possuem diferentes efeitos sobre a estrutura e as propriedades da membrana. Além disso, é possível que haja efeitos sinergísticos entre os diferentes produtos de oxidação, o que torna o fenômeno ainda mais complexo. Atualmente, os mecanismos moleculares subjacentes ainda não são completamente compreendidos. Propomos aqui um estudo de simulação molecular do efeito de diferentes produtos de oxidação lipídica nas propriedades biofísicas de membranas, a partir do uso de simulações de dinâmica molecular atomística, que possibilita acessarmos informações a nível atômico baseado no movimento dos átomos. Nossas simulações mostram que a oxidação lipídica leva ao aumento da área média por lipídio e à diminuição da espessura da bicamada, da ordem dos lipídios, e da barreira de energia para permeação da água. A formação de lipídios oxidados de cadeia truncada com o grupo aldeído acarretou na formação de um poro. Nós também realizamos simulações de dinâmica molecular fora do equilíbrio para investigar o estiramento da membrana até formação de poros, e nossos resultados sugerem que a oxidação diminui a área necessária para formação do poro, induzindo assim vazamentos na membrana.

Biomembranas;oxidação lipídica;dinâmica molecular;formação de poros.
The non-enzymatic oxidation of biomembranes has been associated with several inflammatory diseases such as atherosclerosis and neurodegenerative diseases such as Alzheimer’s, Parkinson, and Schizophrenia. The oxidation of biomembrane lipids generates a complex mixture of different products with different effects on the membrane structure and properties. Besides that, it is also possible that synergistic effects take place, which would involve different oxidation products and make the phenomenon even more complex. Currently, the underlying molecular mechanisms are not yet understood. We propose here a study of molecular simulation of the effects of different lipid oxidation products on the biophysical properties of membranes, using atomistic molecular dynamics simulations, which enable us to get atomic-level information based on atomic motions. Our simulations show that lipid oxidation leads to an increase in the average area per lipid and to a decrease of the bilayer thickness, lipids order and free energy barrier to water permeation. The formation of truncated lipid chains oxidized with aldehyde group induced a transmembrane pore formation. We also performed non-equilibrium molecular dynamics simulations of membrane stretching until pore formation, and our results suggest that the oxidation decrease the area required to pore formation leading membrane leakiness.
Biomembranes;lipid oxidation;molecular dynamics;pore formation
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INGLES
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
O trabalho possui divulgação autorizada

Contexto

QUÍMICA
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Banca Examinadora

RODRIGO MAGHDISSIAN CORDEIRO
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
PEDRO ALVES DA SILVA AUTRETO Participante Externo
RODRIGO MAGHDISSIAN CORDEIRO Docente - PERMANENTE
TIAGO RODRIGUES Participante Externo

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC - Pró reitoria de Pós Graduação 20

Vínculo

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Não