João Renato Carvalho Muniz.

A divulgação científica é a forma de fazer o conhecimento chegar à sociedade, expandir o conhecimento do público em geral e desmistificar a carreira do cientista. Dessa maneira, o atual projeto tem como finalidade estimular e conduzir alunos do ensino médio, em escolas públicas ou privadas, a despertar para o conhecimento científico. Através de uma linguagem acessível e compreensível, palestras serão proferidas abordando temas de ciência e tecnologia encontrados no IFSC estimulando, dessa maneira, a curiosidade científica dos estudantes e incentivando a continuidade dos estudos nos níveis superiores. O interesse despertado pelo aluno, faz com que este procure conhecer mais a fundo os cursos de física oferecidos pelo Instituto de Física de São Carlos (IFSC), assim como ter a chance de entrar em contado com cientistas e seus laboratórios de pesquisa. A popularização, difusão e comunicação científica são essenciais para que haja o interesse do aluno pelas ciências da natureza e principalmente a física

Pesticidas organofosforados, carbamatos e piretroides têm sido amplamente utilizados no controle de pragas agrícolas por décadas. Esses compostos compartilham a presença de ligações éster em suas estruturas moleculares. Embora apresentem menor persistência ambiental, esses pesticidas representam riscos significativos à saúde humana e ao meio ambiente, mesmo em baixas concentrações. O uso intensivo desses defensivos gerou pressão seletiva sobre insetos e microrganismos, resultando no rápido desenvolvimento de resistência.A hidrólise das ligações éster nesses pesticidas, transformando-os em álcoois e ácidos carboxílicos, aumenta sua solubilidade em água e facilita sua remoção do ambiente. Estudos indicam que métodos biológicos são mais eficazes do que métodos químicos para a bioremediação de áreas contaminadas com pesticidas contendo ligações éster. A hidrólise biológica ocorre por meio de reações catalisadas por esterases, enzimas da superfamília das #945;/#946; hidrolases.Este projeto tem como objetivo identificar novas esterases bacterianas a partir de bancos de dados públicos para aplicação na degradação de pesticidas. As esterases selecionadas serão clonadas, expressas, purificadas e caracterizadas biofisicamente e bioquimicamente. A caracterização biofísica incluirá o uso de técnicas como cristalografia de macromoléculas, crucial para desvendar os mecanismos de interação e catálise das enzimas em nível atômico. Essa técnica permitirá a obtenção de estruturas tridimensionais detalhadas, possibilitando a análise das interações enzimáticas com os pesticidas-alvo.A caracterização bioquímica será realizada por meio de ensaios colorimétricos para determinar parâmetros como pH ótimo, temperatura ótima, estabilidade térmica, cinética enzimática e especificidade por diferentes substratos. A capacidade das esterases recombinantes de catalisar a biodegradação de pesticidas organofosforados, carbamatos e piretroides será também avaliada. A análise dos produtos de reação será realizada com técnicas como ressonância magnética nuclear e cromatografia líquida e gasosa de alta eficiência.A expectativa é que a identificação de novas esterases com alta atividade e especificidade para esses pesticidas leve ao desenvolvimento de biocatalisadores eficazes para a biorremediação de ambientes contaminados, com apoio de dados estruturais detalhados obtidos pela cristalografia de macromoléculas.

A fixação e conversão de N2 em compostos químicos de alto valor agregado tem sido amplamente estuda, uma vez que, o N2 é o gás natural mais abundante e sua redução pode gerar produtos como a amônia, muito utilizada como fertilizante. No entanto, a fixação e a conversão do N2 em compostos nitrogenados úteis são difíceis devido à inércia do N21. Atualmente a amônia (NH3), produto mais comum da fixação de N2, é produzida em escala industrial pelo processo Haber;Bosch, que produz o NH3 a partir do hidrogênio (H2) e N2 à custa de 2 da energia global e 3 da emissão global de CO2 2. Na natureza, as enzimas nitrogenases são capazes de catalisar a redução de N2 a NH3, além da redução de prótons a H2, de forma muito eficiente em condições brandas de temperatura, pH e pressão3. Assim, o uso dessas proteínas para a produção de amônia, pode ser uma excelente alternativa para um processo de produção mais limpo, sustentável e que demanda menos energia. Entre essas enzimas, as nitrogenases dependente de Mo tem sido as mais estudas4. Apesar disso, a expressão heteróloga da nitrogenase em E.coli nunca foi relatada na literatura5. Assim, este projeto tem como principal objetivo analisar a estrutura de uma nitrogenase (PDB 1M1N) expressa de forma heteróloga em E.coli. Se a estrutura da nitrogenase expressa de forma heteróloga for confirmada por cristalografia, sua produção pode ser controlada e otimizada em um organismo vastamente conhecido como a E.Coli, que permitirá também uma produção de mutantes de forma facilitada e que poderá trazer ainda mais benefícios para a produção de amônia verde.

As cisteíno proteases (CPs) são amplamente distribuídas em organismos e desempenham papéis essenciais em processos fisiológicos e patológicos, tornando-se alvos estratégicos na descoberta de novos fármacos para doenças infecciosas e câncer. O equilíbrio entre suas funções normais e patológicas exige o desenvolvimento de inibidores seletivos, além de seu potencial como biomarcadores em diagnósticos e prognósticos.Este estudo foca no desenvolvimento de inibidores de CPs, incluindo a cruzaína de Trypanosoma cruzi, as CPs CPA, CPB e CPC de Leishmania spp., a protease Mpro do SARS-CoV-2, e as catepsinas L, B e S em humanos. Estudos anteriores in vitro e in vivo comprovaram a eficácia de inibidores da cruzaína como agentes anti-T. cruzi. Com a pandemia de COVID-19, inibidores de CPs foram reposicionados e otimizados, resultando na identificação de compostos eficazes contra a Mpro do SARS-CoV-2, com 100 de eficácia antiviral e sem citotoxicidade.Atualmente, estão sendo caracterizados inibidores de catepsinas humanas como potenciais agentes antineoplásicos. Apesar do volume substancial de dados disponíveis, a compreensão sobre a ação multialvo desses inibidores ainda apresenta limitações, constituindo um desafio científico relevante.A abordagem inclui o desenvolvimento de inibidores peptideomiméticos reversíveis a partir de aminoácidos não naturais, com perfis farmacocinéticos e toxicológicos adequados. Serão construídas bibliotecas de inibidores com diversidade multialvo e cobertura intra-alvo apropriadas, visando a implementação de estratégias de medicina translacional, desde o nível molecular até estudos pré-clínicos avançados em modelos animais.A cristalografia de macromoléculas será utilizada para elucidar as interações entre os inibidores e seus alvos através do emprego de técnicas como soaking e co-cristalização para a obtenção dos complexos enzima/inibidores, fornecendo informações estruturais detalhadas sobre os mecanismos de inibição. Esses dados serão cruciais para a otimização do design dos inibidores e para a seleção de candidatos promissores para o desenvolvimento clínico.

A Abrus pulchellus é uma planta trepadeira encontrada no Brasil, semelhante à Abrus precatorius (ervilha do rosário), ambas conhecidas por suas sementes altamente tóxicas. Este estudo investiga as diferentes isoformas da proteína pulchellina, presente nas sementes de A. pulchellus. As isoformas PI, PII, PIII e PIV pertencem à família das proteínas inibidoras de ribossomo (RIP) tipo 2, compartilhando características estruturais e funcionais com outras toxinas, como a abrina e a ricina. Essas proteínas possuem uma cadeia lectínica (cadeia B), responsável pela ligação a carboidratos, facilitando a entrada celular, e uma cadeia RNA N-glicosidase (cadeia A), que inativa a síntese proteica por meio da depurinação do RNA ribossômico.Para diferenciar as isoformas da pulchellina e outras RIPs, a toxina foi extraída e purificada a partir das sementes. A cristalização das isoformas, com exceção da PIII, produziu bons resultados em experimentos de difração de raios X. O próximo estágio da pesquisa envolve a cristalização da isoforma PIII e o refinamento dos modelos cristalográficos das densidades eletrônicas obtidas. Testes biofísicos também serão conduzidos para determinar parâmetros como massa molecular, tamanho, estado oligomérico, ponto isoelétrico e estabilidade térmica das proteínas.A elucidação das estruturas cristalográficas é crucial para compreender as diferenças entre as isoformas da pulchellina e outras RIPs tipo 2. Esse conhecimento poderá contribuir significativamente para a bioquímica e biologia molecular, além de abrir novas perspectivas no desenvolvimento de terapias médicas, especialmente no tratamento do câncer, dadas as propriedades dessas proteínas de inativar a síntese proteica em células-alvo.

Os materiais plásticos derivados de fósseis (PDF) possuem propriedades excepcionais, como durabilidade, resistência e versatilidade, e estão amplamente presentes em atividades cotidianas. No entanto, o uso intensivo desses materiais, muitas vezes em produtos de ciclo de vida curto, tem gerado desafios socioeconômicos e ambientais graves, devido ao acúmulo de resíduos em ambientes terrestres e marinhos. Estima-se que, se as tendências atuais de produção e gestão de resíduos continuarem, até 2050 cerca de 12 bilhões de toneladas métricas de resíduos plásticos estarão depositadas em aterros e no meio ambiente.Embora os processos de reciclagem mecânica e química tenham um papel importante no gerenciamento de resíduos plásticos, eles se mostram insuficientes para lidar com a poluição causada por PDF, dado o baixo índice de reciclagem e as limitações técnicas e econômicas. Além disso, esses processos geram materiais de qualidade inferior, que também acabam sendo descartados, postergando o problema da poluição.Em contraste, abordagens biotecnológicas têm emergido como alternativas promissoras e economicamente sustentáveis para a degradação de resíduos plásticos. A biodegradação de PDF oferece uma solução potencial para mitigar o impacto ambiental, alinhando-se aos conceitos de bioeconomia e promovendo benefícios econômicos e sociais. No entanto, ainda existem lacunas científicas significativas, como o desenvolvimento de enzimas com propriedades catalíticas superiores, a caracterização de vias bioquímicas e o isolamento de microrganismos capazes de promover a bioconversão de PDF.Este projeto busca preencher essas lacunas por meio do desenvolvimento de processos biotecnológicos voltados para a bioreutilização de PDF, com foco em três frentes principais: a criação de consórcios microbianos termofílicos para a degradação de polietileno, o isolamento de microrganismos termofílicos degradadores de polietileno e a clonagem, expressão e caracterização de proteínas enzimáticas termofílicas relacionadas à degradação de PDF.Destaque especial será dado à obtenção de complexos enzima-ligante, utilizando técnicas de co-cristalização e soaking, que são essenciais para elucidar as interações moleculares envolvidas no processo de degradação. Essas técnicas permitirão um entendimento detalhado das estruturas enzimáticas, facilitando a otimização de enzimas para futuras aplicações biotecnológicas.A bioreutilização de PDF é uma área de pesquisa em rápido desenvolvimento, e as novas tecnologias resultantes podem oferecer oportunidades econômicas significativas. Este projeto tem o potencial de gerar impacto científico relevante, além de contribuir para o desenvolvimento de tecnologias de bioconversão com apelo comercial.

Corais escleractíneos são abundantes na costa brasileira e são fundamentais na formação de recifes, regiões de grande biodiversidade e importância social e econômica para as comunidades litorâneas. Pela ação antrópica, a água do mar torna-se mais ácida e turva, prejudicando a fauna e flora. Neste contexto, o presente trabalho se propõe a estudar o processo de biomineralização, isto é, o processo biológico de formação de esqueletos de carbonato de cálcio por corais da ordem Scleractinia para promover sua preservação. Este projeto une Física de Materiais e Biologia Molecular para estudar os fundamentos de biomineralização coralínea: o material e os mecanismos de formação. Sabe-se que minerais de origem biológica são frequentemente distintos de seus pares de origem geológica por temperaturas de transição de fase e dimensões de rede cristalina, explicados pela matriz orgânica e intermédio proteico em sua síntese. Serão estudadas quatro proteínas encontradas no organismo modelo S. pistillata (Esper, 1972), conhecidas como CARPs (Coral Acid Rich Proteins). Tais proteínas não tem estrutura tridimensional publicada nem mecanismo de ação totalmente compreendido, porém sabe-se que atuam em conjunto com anidrases carbônicas. Assim, estudaremos os esqueletos de duas espécies de corais endêmicos brasileiros, M. hispida (Verril, 1901) e S. stellata (Verril, 1868), que podem ter proteínas isoladas e caracterizadas. O projeto valoriza a fauna nacional, promove estudo, sistematização e preservação. É relevante internacional, pois cumpre com o 14 Objetivo do Desenvolvimento Sustentável da ONU, Vida na Água, além da publicação de estrutura proteica inédita.

A conversão de biomassa lignocelulósica em açúcares fermentáveis representa uma alternativa viável para a produção de combustíveis renováveis, tais como o etanol. No entanto, a recalcitrância e complexidade desse material torna desafiador o desenvolvimento de processos economicamente viáveis, tornando imprescindível a aplicação de enzimas mais eficientes. Majoritariamente, as celulases e hemicelulases utilizadas nos processos biotecnológicos e bioindustriais são produzidas por fungos do gênero Trichoderma, Aspergillus e Penicilium, todavia, estas enzimas, geralmente, são estáveis em temperaturas pouco elevadas (entre 40-50 ºC). A investigação e o desenvolvimento de enzimas que apresentem maior estabilidade térmica, elevada taxa de hidrólise e de transferência de massa pela redução da viscosidade do meio e, por outro lado, capazes de garantir uma diminuição da contaminação dos reatores, resultaria em um processo de bioconversão da biomassa mais eficaz e econômico. Enzimas com essas características podem ser obtidas de organismos termofílicos. Resultados preliminares, realizados em nosso laboratório, evidenciaram algumas proteínas de interesse e participantes do arsenal enzimático de degradação da biomassa, produzidas pelo fungo termofílico Thielavia terrestris, sob diferentes fontes de carbono como o bagaço de cana-de-açúcar in natura (BCIN), bagaço de cana-de-açúcar explodido à vapor (BCEV) e polpa kraft (CEL). Das enzimas identificadas, o atual projeto alvitra a obtenção de informações funcionais e estruturais das enzimas ?auxiliares?, das famílias: AA1, AA3, AA7 e AA9, além de outras enzimas ativas em carboidratos como, por exemplo: GH3, GH5, GH7, GH10, GH43, GH45, GH74 e GH114, com o emprego de métodos científicos modernos em enzimologia e bioquímica de macromoléculas, aliados à estudos biofísicos. A caracterização das enzimas, aliadas às informações estruturais alicerçarão a construção de coquetéis enzimáticos providos de melhores propriedades hidrolíticas que poderão ser empregadas em biorefinarias para a degradação da biomassa lignocelulósica, agentes poluentes e geração de materiais biotecnológicos.

A conversão de biomassa lignocelulósica em açúcares fermentáveis representa uma alternativa viável para a produção de combustíveis renováveis, tais como o etanol. No entanto, a recalcitrância e complexidade desse material torna desafiador o desenvolvimento de processos economicamente viáveis, tornando imprescindível a aplicação de enzimas mais eficientes. Majoritariamente, as celulases e hemicelulases utilizadas nos processos biotecnológicos e bioindustriais são produzidas por fungos do gênero Trichoderma, Aspergillus e Penicilium, todavia, estas enzimas, geralmente, são estáveis em temperaturas pouco elevadas (entre 40-50 ºC). A investigação e o desenvolvimento de enzimas que apresentem maior estabilidade térmica, elevada taxa de hidrólise e de transferência de massa pela redução da viscosidade do meio e, por outro lado, capazes de garantir uma diminuição da contaminação dos reatores, resultaria em um processo de bioconversão da biomassa mais eficaz e econômico. Enzimas com essas características podem ser obtidas de organismos termofílicos. Resultados preliminares, realizados em nosso laboratório, evidenciaram algumas proteínas de interesse e participantes do arsenal enzimático de degradação da biomassa, produzidas pelo fungo termofílico Thielavia terrestris, sob diferentes fontes de carbono como o bagaço de cana-de-açúcar in natura (BCIN), bagaço de cana-de-açúcar explodido à vapor (BCEV) e polpa kraft (CEL). Das enzimas identificadas, o atual projeto alvitra a obtenção de informações funcionais e estruturais das enzimas ?auxiliares?, das famílias: AA1, AA3, AA7 e AA9, além de outras enzimas ativas em carboidratos como, por exemplo: GH3, GH5, GH7, GH10, GH43, GH45, GH74 e GH114, com o emprego de métodos científicos modernos em enzimologia e bioquímica de macromoléculas, aliados à estudos biofísicos. A caracterização das enzimas, aliadas às informações estruturais alicerçarão a construção de coquetéis enzimáticos providos de melhores propriedades hidrolíticas que poderão ser empregadas em biorefinarias para a degradação da biomassa lignocelulósica e biotecnologia.

Gram-negative bacteria possess a double cell membrane, which provides them with extra layer of protection and complicates delivery of therapeutics and substrates for fermentation. Thus understanding of their cell envelop in molecular detail is essential to our ability to exploit their weaknesses for medical applications and to increase biofuel efficiency; however this has been hindered by the difficulty in studying membrane protein targets. So far X-ray crystallography of membrane proteins was inaccessible in Brazil. This project capitalizes on the expertise of the two leading groups at University of Birmingham (UoB) and University of São Paulo (USP) to address this gap and aims for the first time establish a specialized, collaborative membrane-protein structural pipeline, which will be of great benefit to both institutions.

O atual projeto de pesquisa propõe a caracterização da atividade e processividade enzimática, além da resolução das estruturas tridimensionais por cristalografia de raios-X de hidrolases de glicosídeos, tais como a endoglucanase I e β-manosidase do fungo Trichoderma harzianum tanto na sua forma apo- como complexados com substratos e produtos de reação. Adicionalmente, será implementada uma abordagem pioneira em universidades brasileiras, que é a determinação em larga escala de hidrolases de glicosídeos em geral. Atualmente, existe uma grande escassez de caracterização estrutural dessas enzimas, o que é desarmônica com a grande importância biotecnológica das mesmas.
O emprego de métodos científicos modernos em enzimologia e cristalografia de macromoléculas, aliados a estudos biofísicos e bioquímicos a serem desenvolvidos no Grupo de Cristalografia de Proteínas do IFSC/USP conduzirão à uma compreensão mais aprofundada da hidrólise da biomassa vegetal. Notavelmente, apesar de vários milhares de genes de hidrolases de glicosídeos que estão disponíveis atualmente, uma porcentagem muito baixa de estruturas cristalográficas são conhecidas. A caracterização das endo/exo-glucanases e β-glicosidases propiciarão um maior detalhamento dos mecanismos de interações com polímeros de celulose e hemicelulose, além dos estudos da sua processividade. Essas informações estruturais alicerçarão estudos de mutagênese sítio-dirigida visando a produção de enzimas e coquetéis providos de melhores propriedades hidrolíticas que poderão ser empregados em biorefinarias. O sucesso desses estudos darão sua contribuição para que o Brasil se firme como um líder na produção de bioenergia sustentável e amigável ao meio ambiente.

Descrição: A degradação enzimática ráp dos polissacarídeos que compõem a parede celular das plantas é atualmente um grande desafio para a produção de biocombustíveis. Um dos requisitos para que isso ocorra de maneira eficiente é a disponibilidade de enzimas que hidrolisam celulose, hemicelulose e outros polissacarídeos em açúcares fermentescíveis em condições adequadas para a utilização industrial. A implantação de enzimas mais termoestáveis adicionaria ao processo menores chances de contaminação dos reatores além de vantagens como aumento da taxa de hidrólise, diminuição da viscosidade e maior transferência de massa. Concomitantemente, contribui-se para melhor compreensão das relações entre a estrutura e função destas macromoléculas termoestáveis. Dessa forma, objetiva-se nesta proposta investigar enzimas termofílicas e proteínas associadas na digestação da biomassa provinda de fungos termofílicos. A prospecção destas enzimas será abordada com ferramentas de secretoma e transcriptoma a qual contemplará com a formação de uma biblioteca enzimática. Através de estudos funcionais e estruturais das enzimas recombinantes obtidas usando técnicas de cristalografia de proteínas e de espalhamento de raios-X a baixo ângulo, intenta-se fornecer subsídios para desenvolvimento de coquetéis enzimáticos para hidrólise da biomassa lignocelulósica

Programa de Cooperação Brasil - União Europeia/Edital CNPq nº 06/2009 - MCT/CNPq/FAPEAM, FAPDF, FAPEMIG, FAPEPI, FAPESP, FAPERJ, FACEPE, FAPERGS - Biocombustíveis de Segunda Geração Processo CNPq No. 490022/2009-0 e FAPESP 09/52840-7

Alternativas eficazes de produção energética é um elemento indispensável ao ser humano na atual sociedade e a utilização da biomassa lignocelulósica na produção de biocombustíveis de segunda geração pode ser uma delas. Todavia, a hidrólise enzimática atualmente empregada na sacarificação da biomassa é dificultada pela considerável recalcitrância da parede celular. Para que essa tecnologia se torne sustentável e economicamente viável, um entendimento em âmbito atômico-molecular da hidrólise enzimática da biomassa faz-se necessário. O atual Projeto de Pesquisa propõe uma abordagem pioneira em universidades brasileiras, que é a realização de um genoma estrutural e estudos sistemáticos das relações entre a estrutura e função de celulases e proteínas auxiliares ativas na degradação da parede celular vegetal. O emprego de métodos científicos modernos em cristalografia de macromoléculas, aliados a estudos biofísicos e bioquímicos a serem desenvolvidos no Laboratório de Biotecnologia Molecular do IFSC/USP conduzirão a uma compreensão mais aprofundada da hidrólise da biomassa vegetal. Notavelmente, apesar de milhares de genes de hidrolases de glicosídeos disponíveis, poucas estruturas cristalográficas são conhecidas. As estruturas de raios-X das endo- e exoglucanases e β-glicosidases propiciarão um maior detalhamento dos mecanismos de interações com polímeros de celulose e hemicelulose. Essas informações estruturais alicerçarão estudos de mutagênese sítio-dirigida visando à produção de enzimas e coquetéis providos de melhores propriedades hidrolíticas que poderão ser empregados em biorefinarias. O sucesso desses estudos darão sua contribuição para que o Brasil se firme como um líder na produção de bioenergia sustentável e amigável ao meio ambiente.

KirBac channels are prokaryotic homologs of mammalian inwardly rectifying (Kir) potassium channels and recent X-ray crystal structures of both Kir and KirBac channels have provided a major insight into their unique structural architecture. However, all of the available structures are closed at the helix bundle crossing and therefore the structural mechanisms which control opening of their primary activation gate remain unknown. In this study, we have engineered the inner pore lining helix (TM2) of KirBac3.1 to trap the bundle crossing in an apparently open conformation, and we present the crystal structure of this mutant channel at 3.05 Å resolution. Contrary to previous speculation, this novel structure now suggests a mechanistic model in which rotational ?twist? of the intracellular assembly is converted into opening of the bundle crossing gate via a network of inter and intra subunit interactions that couples the TM2 C linker to the slide helix, the G loop and the CD loop.

The fragment-based approach to compound development has gained popularity in recent years due to its generic nature, which makes it directly relevant to genomics-based initiatives such as development of chemical probes against families of proteins. A crucial ingredient is obtaining structural information on binding, and of the various ways to generate co-crystal structures, soaking crystals with compounds is by far the most convenient and cheapest, provided a soakable crystal form can be identified. However, even if feasible, soaking is not guaranteed to be effective, a problem exacerbated by the low binding affinity of fragments, raising the need for generic ways to improve success rates.

Farnesyl pyrophosphate synthase (FPPS) is a key branch point enzyme in the mevalonate pathway and the main molecular target of nitrogen-containing bisphosphonates (N-BPs), potent inhibitors of osteoclastic activity and the leading drug of choice for conditions characterized by excessive bone resorption. The main aim of this project is to investigate the interaction of N-BPs with FPPS in order to gain further insights into the mechanism of drug inhibition. Kinetic and crystallographic studies following site-directed mutagenesis of FPPS reveal key residues involved in stabilization of carbocation intermediate, substrate binding and formation of a tight enzyme-inhibitor complex. The aromatic ring of Tyr204 is involved in N-BP binding but not in the catalytic mechanism, where the hydroxyl moiety plays an important role. Lys200 is implicated in regulation of substrate binding, product specificity and enzyme isomerization which leads to a tight binding inhibition. Phe239 is considered important for the FPPS C-terminal switch which stabilizes substrate binding and promotes the inhibitor induced isomerized state. The highly conserved Arg112, Asp103 and Asp107 are pivotal for catalysis. Successful purification of the full length of Rab geranylgeranyl transferase (RGGT) complex downstream of the FPPS in the mevalonate pathway was achieved and may lead to co-crystallization with BP analogues and identification of the putative site of drug binding. Investigation of the in vitro effect of N-BPs on osteoclastogenesis suggest a correlation with FPPS inhibition kinetics for the most potent N-BPs but indicate an alternative mechanism of the disruption of bone resorption by alendronate. Together these results highlight the importance of the multiple interactions of N-BPs with side-chain residues of FPPS which dictate their strength of binding and advance the understanding of their pharmacophore effect.

A new, simple and inexpensive sample-exchange device that can be used to flip cryo-pins of protein crystals has been developed. It is designed to obtain a fast and reliable mounting/dismounting rate of cryo-pins during crystal screening and data collection experiments. Flipper also showed to have an outstanding result in not only reducing but also completely removing the ice previously presented in the samples avoiding ice formation. It consists mainly of a small device that could be easily fitted in the ACTOR staging dewar with minor modifications. To ensure the high precision for all taught and derived positions, an incorporated self-centering mechanism, e.g. mechanically designs and magnets were applied in strategic points. The operation of the sample-exchange is fully integrated with ACTOR/JDirector graphical user interface software, so that so users do not need to consider differences between the systems. A simple, but effective solution for ice-free crystal screens.

Septinas constituem uma família de proteínas de ligação a nucleotídeos de guanina que foram inicialmente identificadas em levedura Saccharomyces cerevisiae, mas também estão presentes em outros eucariotos com exceção de plantas. Septinas são purificadas de leveduras, Drosophila e cérebro de mamíferos na forma de hetero-filamentos. Septinas são constituídas de três regiões principais: um N-terminal variável, um domínio central GTPase altamente conservado e um domínio ?coiled-coil? C-terminal. A septina 2 (SEPT2) foi originalmente identificada em tecido cerebral normal. Trabalhos posteriores demonstraram sua presença em complexos com outras septinas. Tal proteína também tem sido observada em corpos de inclusões citoplasmáticas relacionados a doenças neuro-degenerativas (mal de Alzheimer). Pela sua relevância e ineditismo, o projeto das septinas tornou-se um dos focos centrais do Centro Biotecnologia Molecular Estrutural (CBME-IFSC-USP), em que atualmente todas as 13 septinas humanas estão sendo estudadas estrutural e funcionalmente. Como principal proposta deste projeto, pretende-se a cristalização da proteína SEPT2 e combinações de seus domínios (ligada ou não a fosfolipídio) visando a posterior elucidação de sua estrutura cristalográfica a alta resolução pela técnica difração de raios X.

protein crystallization, structure determination and the generation of co-crystal structures with ligands and substrates.
The Structural Genomics Consortium (SGC) is an international UK-Canadian-Swedish collaboration whose primary objective is to determine the 3-dimensional structures of human and malaria proteins and release them into the public domain. The SGC is funded by the Wellcome Trust, a group of Canadian and Swedish funding agencies, GlaxoSmithKline, Norvartis and Merck and is one of the largest structural proteomics projects worldwide. During Phase I (started in 2003), it built the infrastructure and technology platforms to determine the structures of more than 200 proteins of medical relevance per year; the Oxford site contributed almost 200 overall. SGC-Oxford has now entered phase II funding, and will see an increased emphasis on follow-up structural work and integral membrane proteins.

Este projeto apresenta dois objetivos principais. O primeiro é determinar a estrutura tridimensional dos dois domínios da Jararagina ainda inéditos (desintegrina e rico em cisteínas) partindo-se dos dados experimentais já coletados e utilizando-se as metodologias desenvolvidas no Laboratório do Prof. Blundell, como por exemplo, o programa RAPPER. O aluno terá oportunidade de aprender novas metodologias empregadas na construção e refinamento de estruturas cristalográficas principalmente em casos considerados difíceis, em que a resolução é menor que 2,5Å (e estatísticas comprovam que mais de 90% das proteínas difratam em uma resolução entre 2-3Å (Berman et al., 2001; DePristo et al., 2004)). 
	O segundo objetivo é construir os modelos tridimensionais das quatro proteínas de X. fastidiosa explorando análises comparativas de funcionalidade entre proteínas relacionadas com enovelamentos similares, porém, divergentes em relação às seqüências primárias, através da modelagem molecular por comparação. O programa Orchestrar será utilizado para atingir esse objetivo.

A bothropasina é uma proteína hemorrágica de 48 kDa, pertencente à classe P-III das metaloproteases, isolada a partir do veneno bruto da serpente brasileira Bothrops jararaca, e que possui os domínios adesivos desintegrina (D) e rico em cisteína (C). Neste trabalho, nós apresentamos a estrutura cristalográfica da bothropasina complexada ao inibidor POL647. O domínio catalítico , metaloprotease (M), pode ser dividido em dois subdomínios, dispostos de maneira muito similar aos descritos para essa família de metaloproteases de venenos de serpentes (em inglês "SVMPs"), que inclui os sítios de ligação ao zinco e ao cálcio. A cisteína livre, resíduo Cys189, está localizado em um núcleo hidrofóbico e, sendo assim, impossibilitado de fazer pontes dissulfeto ou qualquer outra interação. O domínio D não apresenta estruturas secundárias bem definidas, sendo constituído, majoritariamente, por estruturas desordenadas como "loops", porém estabilizados por 7 pontes dissulfeto e por dois íons cálcio. A região do motivo ECD está localizada em um "loop" e é estruturalmente relacionado à região RGD das desintegrinas-RGD, derivadas de SVMPs da classe P-II. O motivo ECD é estabilizado pela ponte dissulfeto Cys277-Cys310 (entre os domínios D e C), além de um íon cálcio. A cadeia lateral do Glu276 do motivo ECD está exposta ao solvente. Na bothropasina, a região hiper variada (em inglês HVR), descrita para outras P-III de SVMPs, presente no domínio C, de fato, é bastante conservada quando comparada a outros membros da classe P-III de diversas espécies. Nós propomos que esse subgrupo deva ser referido como PIII-HCR (região altamente conservada) SVMPs. Ainda é proposto que as diferenças estruturais dos domínios D, C ou DC possam estar envolvidas em uma melhor adaptação da estrutura na interação com diferentes alvos, além do reconhecimento e especificidade a um substrato para o domínio M.

Xylella fastidiosa é uma bactéria Gram-negativa, limitada ao xilema das plantas e o agente causador de diversas doenças em importantes plantações como citros, videiras, mirta, amêndoa, arbustos e café. Em citros, X. fastidiosa causa a Clorose Variegada dos Citros (CVC) ou “amarelinho”. Nove enzimas (GumB, C, D, E, F, H, J, K e M) estão envolvidas nas etapas biossintéticas de um polissacarídeo extracelular (EPS), chamado de goma fastidiana, um dos mecanismos envolvidos na patogênese da bactéria. Essas enzimas catalisam reações de adição de açúcares, polimerização e exportação do EPS através da membrana da bactéria. No presente trabalho, ferramentas de bioinformática foram utilizadas para o estudo e entendimento da biossíntese da goma fastidiana. As nove enzimas foram estudadas quanto ao seu conteúdo de estrutura secundária, análise de hidrofobicidade e das regiões transmembrânicas, classificação quanto as suas funções. A construção de modelos estruturais para as enzimas Gums através de comparação por homologia seqüencial mostrou ser um processo impossível, devido a falta de moléculas homólogas com estruturas tridimensionais conhecidas. Por outro lado, métodos de reconhecimento de enovelamento mostraram bons resultados e comparações entre as estruturas secundárias das enzimas Gums foram calculadas com a utilização dos programas GenThreader e THREADER 3.3. Modelos tridimensionais para as enzimas GumB, GumK, GumM, GumJ e GumC foram construídos com o programa MODELLER 6.0a e validados com o programa Procheck e VERIFY 3D. Para construção do modelo da GumH (enzima que catalisa a adição da GDP-manose em um lipídio carreador poliprenol), o GenThreader encontrou similaridades quando comparada a MurG (E.coli), 2-epimerase (E. coli), GtfB (Amycolatopsis orientalis) e beta-GT de fago T4. Todos os modelos são bastante semelhantes e compostos por dois domínios (alfa/beta), ambos similares ao motivo de ligação de nucleotídeos Rossmann fold e separados por uma fenda profun

Desenvolvimento e manutenção da Home Page do Departamento de Física da UNESP, campus de Rio Claro

Laboratório de Isótopos Estáveis - CENA - USP, Piracicaba.