Optimization of the development of bacterial vaccines In silico prediction of protein–ligand interaction during downstream process development using molecular dynamics simulations

Resumo:

Devido ao aumento da resistência antimicrobiana, o campo das vacinas bacterianas está a ter um grande desenvolvimento recentemente.

O aumento da potência e eficiência do computadores aumentou a utilização de modelos computacionais para a sua investigação. Para este projecto, será implementada uma metodologia para realizar simulações molecularas cromatográficas de troca iónica para lisozima, uma proteína conhecida na literature, e sepharose FF como a resina, para comparar parâmetros de interacção utilizando o formalismo de steric mass action. Isto será realizado pelo grupo de Downstream processing na Janssen Vaccines em estreita coordenação com os engenheiros da empresa de software de simulacoes moleculares Schrodinger.

Em primeiro lugar, foram feitas simulações de 50 ns para 32 orientações da proteína. A fim de determinar quais destas estabilizaram ou atingiram o equilíbrio e depois podem ser utilizadas para avançar a fim de atingir o objectivo, os dados da simulação foram primeiro examinados utilizando a energia de interacção proteína-superfície e a distância do centro da massa, a partir daí algumas das orientações foram removidas.

Finalmente, foram criados mapas de distância para estimar os dois parâmetros de steric mass action: characteristic charge e steric hindrance factor para todas as restantes orientações, utilizando duas distâncias de corte para verificar a dependência da mesma. Os valores de characteristic charge obtidos foram 1.14±0.62 e 2.64±1.32, e os valores de steric hindrance factor foram 48.91±9.30 e 48.42±7.81. Os resultados e uma estratégia para obter a constante de equilíbrio foram discutidos em detalhe.