INTRODUÇÃO A membrana externa de bactérias gram-negativas possui como principal componente moléculas de Lipopolissacarídeos (LPS). O LPS é o principal responsável pela integridade estrutural da bacteria e atua como uma barreira protetora contra-ataques quí micos de algumas substâncias. O LPS é constituído de três partes: uma cadeia de antígeno, um núcleo de oligossacarídeos e o lipídio A (endotoxina). O lipídio A é um dissacarídeo, que dependendo do tipo de bactéria, pode apresentar diferentes

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... raus de fosforilação, número e tamanho específicos para as cadeias aciladas e é o principal responsável pela ativade endotoxica da bactéria [1, 2]. Modificações em propriedades físico-químicas na vizinhança de membranas bacterianas de LPS podem provocar mudanças estruturais profundas em sua forma de agregação (de uma estrutura planar para uma estrutura não-lamelar ou com curvaturas, por exemplo), fluidez e propriedades dinâmicas. A extensão dessas transições é dependente também da estrutura quí mica do LPS e, principalmente, do lipídio A. O lipídio A tem diversos graus de atividade endotoxica diretamente relacionada a sua estrutura química primária [2]. A versatilidade de obter-se diferentes respostas imunológicas frente a combinação de diferentes tipos de lipídio A combinados a mudanças em seu ambiente físico-químico tem estimulado a aplicação desse lipídio em diferentes campos da ciência. Um exemplo de aplicação é a utilização de lipídio A de Escherichia coli combinado à sais de alumínio como adjuvante em vacinas como estimulador moderado do sistema imune. A utilizaçãdo do íon Al 3+ como adjuvante de vacinas [3,4] ocorre na forma de hidróxido, fosfato ou hidroxifosfato. No entanto, não se sabe detalhes estruturais e atomísticos de como o íon Al 3+ influencia a estrutura e organização de bicamadas e agregados lipídicos. Neste trabalho realizamos simulações atomísticas de dinâ mica molecular de bicamadas de lipídio A de Escherichia coli hexaacilada (mono-e difosforilada), hidratadas e em três regimes de concentração iônica, a saber: (a) concentração iônica zeroapenas íons Al 3+ suficientes para garantir a eletroneutralidade do sistema; (b) concentração iônica de 150mM de NaCl e (c) concentração iônica de 150mM de AlCl3 de maneira a caracterizar a influência do íon Al 3+ na estrutura, fluidez e organização das bicamadas. MATERIAIS E MÉTODOS Toda a preparação das caixas de simulação, realização das simulaç ões e posterior análises das trajetórias geradas foram realizadas com o programa GROMACS 4.6.x [5]. Adicionalmente as rotinas de análises disponíveis no programa GROMACS, utilizou-se também ferramentas computacionais de análise desenvolvidas em nosso grupo onde a curvatura das membranas é levada em consideração no cálculo de propriedades estruturais [6]. Utilizou-se parâmetros disponíveis na literatura para o íon Al 3+ [7] e ao mesmo tempo compatíveis com os parametros do campo de força GROMOS53A6 para o lipídio A [8], previamente desenvolvido e validado. Cada sistema é composto de duas camadas de lipídio A totalizando 81 lipídios num arranjo quadrado de 9x9. As dimensões da caixa são da ordem de 8x13x14 nm. Cada bicamada de Lipídio A (mono-e difosforilada) foi simulada em três diferentes situações de força iô nica: (1) força iônica zero (mph_0mM e dph_0mM); 2) força iônica de 150 mM com o sal NaCl (mph_NaCl e dph_NaCl); e(3) força iô nica de 150 mM com o sal AlCl3 (mph_ AlCl3 e dph_AlCl3). Inicialmente construiu-se as caixas de simulação para as bicamadas com força iônica zero. O sistema foi então submetido a uma minimização de estrutura com o algoritmo steepest descent. As caixas de simulação com força iônica de 150 mM de NaCl ou AlCl3 foram criadas a partir das caixas mimizadas dos respectivos sistemas quimiótipos sem força iônica. A adição dos íons foi feita através da substituição de moléculas de água presentes no sistema. Essas caixas também foram minimizadas com o algoritmo de steepest descent. Os sistemas minimizados foram então submetidos a simulação pelo método de dinâmica molecular. Adotou-se o ensemble NpT com o número de partículas (N), pressão (1 bar) e temperatura (300K) constantes. Adotou-se um esquema de acoplamento semiisotrópico para a pressão utilizando-se o algoritmo de Berendsen para o controle da temperature e pressão. As simulações foram estendidas por um tempo suficientemente longo para que atingissem a fase equilibrada (onde as propriedades energéticas e estruturais do sistema não variam mais com o tempo). A fase equilibrada de uma simulação é onde as médias das propriedades de interesse podem ser calculadas. Em nossas simulaç ões as análises e cálculo das propriedades foram realizadas nos ú ltimos 70 ns de trajetória equilibrada para cada sistema. Tabela 1: Número de moléculas presentes em cada bicamada lipídica. Sistemas H2O Al 3+ Na+ Cl -mph_0mM 43259 54 0 0 mph_AlCl3 42599 219 0 495 mph_NaCl 42929 54 165 165 dph_0mM 48868 108 0 0 dph_AlCl3 48080 305 0 591 dph_NaCl 48474 108 197 197 RESULTADOS E DISCUSSÃO O tempo mínimo de simulação de cada sistema foi cerca de 200 ns. As estruturas finais das bicamadas simuladas estão apresentadas na Figura 1. De maneira geral, pode-se afirmar que os sistemas com força iônica zero mantiveram a sua forma lamelar. Sendo que o sistema monofosforilado (mph_0mM) preservou a sua planaridade,