Uma abordagem de docking e dinâmica molecular por etapas para a produção enzimática de biodiesel utilizando combolipases de Candida antarctica como Biocatalisadores

Abstract

O biodiesel destaca-se por suas vantagens ambientais, como a redução nas emissões de monóxido de carbono e material particulado em comparação ao diesel convencional. A produção de biodiesel, no entanto, ainda enfrenta desafios relacionados à eficiência e custo dos processos, especialmente no uso de biocatalisadores. Neste contexto, este estudo teve como objetivo analisar o potencial das combolipases derivadas de Candida antarctica, CALA e CALB, como biocatalisadores para otimizar a produção enzimática de biodiesel. A pesquisa utilizou uma abordagem integrativa, combinando técnicas de docking molecular e dinâmica molecular para estudar as interações entre as proteínas e o ácido oleico, o principal substrato na produção de biodiesel. A metodologia envolveu a modelagem molecular das enzimas CALA e CALB, utilizando programas de simulação para realizar o docking molecular e as simulações de dinâmica molecular. Durante as simulações, foram analisadas as melhores poses de acoplamento entre as lipases e o ácido oleico, com base na energia livre de ligação e nas interações entre os resíduos catalíticos. Os resultados revelaram que a pose de melhor estabilidade apresentou uma energia livre de -8,5 kcal/mol e um RMSD de 1,54 Å, demonstrando fortes interações com o ácido oleico. A análise indicou a participação de resíduos específicos nas interações: Ser 184, His 366 e Asp 334 para a lipase CALA, e Asp 187, His 224 e Ser 105 para a lipase CALB. A análise do gráfico de Ramachandran revelou que 92,7% dos resíduos estavam em regiões favoráveis, o que sugere o melhoramento e a estabilidade das duas cadeias proteicas. As simulações de dinâmica molecular confirmaram a estabilidade dessas conformações ao longo do tempo de simulação, destacando a lipase CALA como a mais eficiente para interação com o ácido oleico. Conclui-se que as enzimas CALA e CALB possuem potencial para serem utilizadas na biocatálise de biodiesel, com a CALA se destacando pelo melhor desempenho em termos de afinidade ao substrato. A análise também demonstrou que a interação das enzimas com o tipo de ácido carboxílico é crucial para a eficiência da biocatálise. Estes achados podem contribuir para o desenvolvimento de processos mais eficientes e econômicos na produção de biocombustíveis sustentáveis.