Conceito de Modelação Molecular
A Modelação Molecular é um conjunto de técnicas, in silico, para representar e manipular estruturas e reações moleculares. Nos últimos anos, os avanços no desenvolvimento de novos modelos matemáticos e da física, nomeadamente a mecânica quântica, os quais descrevem fenómenos químicos, e o desenvolvimento de interfaces de programas mais intuitivas, acoplado com a disponibilidade de hardware mais rápido, prático e menos dispendioso, tem providenciado a possibilidade de desenvolver novas ferramentas computacionais. As técnicas de investigação tradicionais, em conjunto com as novas ferramentas computacionais, são utilizadas para analisar as propriedades estruturais de determinados compostos, e para desenvolver uma relação que ligue essas propriedades com a atividade observada do composto. Por sua vez, estas ligações ou regras podem ser utilizadas para prever as propriedades e atividades de outras estruturas moleculares. Deste modo, os métodos de Modelação Molecular são utilizados para investigar diversas propriedades em sistemas biológicos, tais como, estrutura, dinâmica, propriedades de superfície e termodinâmica e o seu relacionamento com a atividade biológica. Esta pode ser o folding das proteínas, catálise enzimática, estabilidade, alterações de conformação, e a sua ligação a proteínas, DNA e outros componentes biológicos.
Para prever uma estrutura de determinada proteína são aplicados métodos empíricos, que são derivados da análise de estruturas de proteínas conhecidas e de algumas conclusões retiradas. Durante o processo de evolução, as proteínas tendem a preservar a sua estrutura. Isto permite prever a estrutura de determinada proteína com base no conhecimento da estrutura de uma outra proteína relacionada evolutivamente, o que se denomina por modelação comparativa ou modelação por homologia. Sabe-se também que mesmo quando a sequência de diferentes proteínas não indica uma relação evolutiva, essas proteínas podem ter uma estrutura semelhante. Em adição, as proteínas são constituídas por subestruturas locais semelhantes. Motivos estruturais podem ser explorados por fragment based methods, sendo o mais utilizado o Rosetta. Esta estratégia consiste em construir várias conformações alternativas da proteína, utilizando combinações diferentes de motivos, e selecionando o melhor modelo ao otimizar uma função de fitness sequência-estrutura, semelhante ao que é feito no método seguinte. Os métodos denominados fold recognition methods são utilizados para identificar proteínas que partilhem uma semelhança estrutural com a proteína alvo com base no mesmo tipo de função que o método anterior. Estes métodos procuram na base de dados todas as estruturas para construir o modelo da proteína alvo e depois avaliam a possibilidade dos resultados.
