Autor: Yago Mendes Paes (Currículo Lattes)
Resumo
A dinâmica molecular (DM) é uma técnica computacional essencial para investigar sistemas biológicos, como membranas celulares, cujas bicamadas lipídicas desempenham papéis cruciais. Contudo, a configuração e execução de simulações de DM de bicamadas lipídicas com o GROMACS são processos trabalhosos, propensos a erros e que demandam conhecimento técnico considerável, impactando a reprodutibilidade e a eficiência da pesquisa. Este trabalho apresenta a ferramenta computacional LipidEase, desenvolvida em Python, que automatiza o fluxo completo de preparação e execução de simulações de DM de bicamadas lipídicas no GROMACS. O LipidEase tem uma interface gráfica (GUI) intuitiva para entrada de parâmetros e orquestra automaticamente a construção do sistema - incluindo a definição da caixa de simulação, a formação de mono e bicamadas, a solvatação e a adição de íons -, além da execução sequencial das etapas de simulação (minimização de energia, equilíbrios NVT e NPT com restrições posicionais e fase de produção), atualizando dinamicamente os arquivos de topologia. Entre suas funcionalidades-chave, destacam-se a geração automática de arquivos de proveniência detalhados, alinhados aos princípios FAIR para rastreabilidade, e a criação de pacotes de simulação autocontidos, prontos para execução em ambientes de computação de alto desempenho (HPC). A funcionalidade da ferramenta foi validada por meio da geração e simulação bem-sucedida de nove sistemas distintos de bicamadas lipídicas, incluindo fosfolipídios padrão (como DPPC e POPC) e sistemas contendo o lipídio PIM2, tanto puro quanto em complexo com fármacos. A estabilidade estrutural dos sistemas foi confirmada por análises quantitativas (RMSD, área por lipídio) e inspeção visual das trajetórias. Espera-se que o LipidEase contribua significativamente para a simplificação, padronização e acessibilidade de simulações de bicamadas lipídicas, reduzindo o tempo de preparação, minimizando erros e aumentando a reprodutibilidade desses estudos computacionais.