SuAVE : uma ferramenta para análise de propriedades dependentes de curvatura em interfaces químicas

Abstract

O software SuAVE (Surface Assessment Via grid Evaluation) é uma suíte de programas (ferramentas), escritos em Fortran 90, que facultam a análise de propriedades estruturais de modelos computacionais de superfícies e interfaces químicas, considerando a morfologia destes sistemas. O programa foi desenvolvido para ser aplicado a qualquer superfície ou interface orgânica, inorgânica ou biológica, apresentando ou não curvatura e exibindo uma ampla gama de morfologias. O software SuAVE utiliza como arquivos de entrada, a localização das partículas de uma superfície ou interface química, em formato PDB, oriunda de qualquer metodologia de simulação molecular, determinística ou estocástica. É capaz de calcular, eficientemente, uma série de propriedades relevantes para sistemas biológicos: área e volume por molécula, espessura de membranas e vesículas, raio de giro e forma de vesículas e micelas, perfis de densidade, parâmetros de ordem de curvatura, e curvaturas Gaussianas. A exatidão da metodologia numérica implementada no SuAVE para avaliar as propriedades mencionadas foi testada e validada através da análise estrutural de quatro bicamadas de diferentes quimiotipos de Lipídio A, apresentando morfologias distintas e de uma vesícula de Lipídio A. O resultado dessas análises foi comparado com o obtido através de metodologias convencionais que não levam em consideração a curvatura das interfaces químicas. Para o caso das superfícies abertas, as bicamadas, foi possível verificar que os resultados apresentados pelo SuAVE guardam elevado nível de semelhança com os obtidos pelas metodologias convencionais, quando os sistemas analisados exibem uma conformação plana. Entretanto, para os sistemas apresentando regiões altamente curvadas em sua morfologia, os resultados foram sensivelmente diferentes, alertando para a influência da conformação das membranas lipídicas sobre suas propriedades estruturais. Na avaliação estrutural da vesícula, as análises realizadas mostraram como a metodologia implementada no SuAVE é capaz de auxiliar o correto entendimento acerca das mudanças morfológicas que esta estrutura sofre ao longo da simulação. Portanto, por ser capaz de levar em consideração a morfologia das interfaces químicas em estudo, o SuAVE demonstrou maior versatilidade e acurácia para lidar com uma ampla variedade de análises estruturais para qualquer tipo de superfície ou interface química.