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dc.contributor.advisor1Santos, Hélio Ferreira dos-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3933697120683581pt_BR
dc.contributor.referee1Comar Junior, Moacyr-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3361280087783853pt_BR
dc.contributor.referee2Pinto, Priscila de Faria-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/2845802069045973pt_BR
dc.creatorQuintanilha, Daniel Boaventura-
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/3892132826428653pt_BR
dc.date.accessioned2026-06-23T15:21:27Z-
dc.date.available2026-06-23-
dc.date.available2026-06-23T15:21:27Z-
dc.date.issued2026-02-20-
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/20358-
dc.description.abstractThis work consists of a modeling process of the proteins presents on the human myostatin (MSTN) signaling pathway, a negative regulator of skeletal muscle system growth. The project objective was to elucidate the extracellular activation process of MSTN and its binding modes with cellular receptors and the endogenous inhibitor (follistatin) after its activation, in view of assist the design of new drugs. The protocol employed molecular dynamics simulations (Amber24 software) with production times of 500 ns, in replicas. The stability and affinity of the complexes were quantified by the MM-GBSA method, allowing the identification of critical residues (hot spots) and the comparison of the free energy interaction between different systems. The results revealed that MSTN activation requires a specific conformational rearrangement in the "wrist helix" region (residues E314–A330), essential to release access to the receptorbinding site. Furthermore, it was observed that during the activation cascade, the gradual loss of the arm and forearm domains destabilized the precursor, facilitating the transition to the active form of the protein. Regarding transmembrane receptors, the study demonstrated a thermodynamic preference of MSTN for AcvR2B over AcvR2A, with an affinity approximately two times higher and a more robust network of interactions (12 hot spots). In the complexes of MSTN associated with type II and I activin receptors, the systems formed with AcvR2B proved to be about 40 kcal mol-1 more stable than the complexes with AcvR2A. This apparent phenomenon of "instability propagation" indicates that AcvR2B functions as a determining factor for the integrity of the final signaling complex. In addition, the presence of AcvR2B tends to homogenize the binding energy of ALKs, suggesting that the preference between receptors in the cell may be dictated by kinetic factors and protein availability. Regarding the development of inhibitors, the forearm region stood out as a promising template. The analysis showed that the α1 sub-region (nonpolar) blocks the type I site, while α2 (amphipathic) inhibits the type II site. With this, it was possible to propose pharmacophoric models for the design of small molecules capable of mimicking these natural interactions.pt_BR
dc.description.resumoEste trabalho consiste na construção e modelagem das proteínas associadas da via de sinalização da miostatina humana (MSTN), um regulador negativo do crescimento do sistema muscular esquelético. O objetivo central foi elucidar o processo de ativação extracelular da MSTN e os seus modos de interação com receptores celulares e o inibidor endógeno (folistatina) após sua ativação, de forma à axiliar o design de novos fármacos. A protocolo empregou simulações de dinâmica molecular (software Amber24) com tempos de produção de 500 ns, em réplicas. A estabilidade e a afinidade dos complexos foram quantificadas pelo método MM-GBSA, permitindo a identificação de resíduos críticos (hot spots) e a comparação da energia livre de interação entre diferentes sistemas. Os resultados revelaram que a ativação da MSTN exige um rearranjo conformacional específico na região da "wrist hélice" (resíduos E314–A330), essencial para liberar o acesso ao sítio de ligação do receptor. Ademais, observou-se que durante a cascata de ativação, a perda gradual dos domínios arm e forearm desestabilizaram o percursor, facilitando a transição para a forma ativa da proteína. Em relação aos receptores transmembrana, o estudo demonstrou uma preferência termodinâmica da MSTN pela AcvR2B em relação à AcvR2A, com uma afinidade aproximadamente duas vezes superior e uma rede de interações mais complexa (12 hot spots). Nos complexos da MSTN associada aos receptores de activina do tipo II e I, os sistemas formados com AcvR2B mostraram-se cerca de 40 kcal mol-1 mais estáveis do que os complexos com a AcvR2A. Este fenômeno aparente de "propagação de instabilidade" indica que a AcvR2B funciona como um fator determinante para a integridade do complexo de sinalização final. Além disso, a presença da AcvR2B tende a homogeneizar a energia de ligação das ALKs, sugerindo que a preferência entre os receptores na célula pode ser ditada por fatores cinéticos e disponibilidade proteica. Quanto ao desenvolvimento de inibidores, a região do forearm sobressaiu como um molde promissor. A análise mostrou que a sub-região α1 (apolar) bloqueia o sítio de tipo I, enquanto a α2 (anfipática) inibe o sítio de tipo II. Com isso foi possível propor modelos farmacofóricos para o desenho de pequenas moléculas capazes de mimetizar estas interações naturais.pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentICE – Instituto de Ciências Exataspt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Químicapt_BR
dc.publisher.initialsUFJFpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rightsAttribution-ShareAlike 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/br/*
dc.subjectMiostatinapt_BR
dc.subjectModelagem molecularpt_BR
dc.subjectDinâmica molecularpt_BR
dc.subjectAtrofia muscularpt_BR
dc.subjectMyostatinpt_BR
dc.subjectMolecular modelingpt_BR
dc.subjectMolecular dynamicspt_BR
dc.subjectMuscle atrophypt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICApt_BR
dc.titleEstudo computacional dos mecanismos moleculares associados a via de sinalização da miostatina humanapt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
Appears in Collections:Mestrado em Química (Dissertações)



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