Karinna Mendanha Soares

Auto-organização e Design Atomístico de Nanoestruturas Peptídicas: Investigação computacional dos princípios físico-químicos responsáveis pela auto-organização de peptídeos em nanoestruturas funcionais, incluindo nanomembranas, nanofibras, nanobastões e outras arquiteturas supramoleculares. Por meio de dinâmica molecular atomística, são analisadas as relações entre sequência peptídica, distribuição de grupos hidrofóbicos e hidrofílicos, formação de estruturas secundárias, hidratação, ligações de hidrogênio e contribuições energéticas para a estabilidade dos agregados. A pesquisa busca estabelecer relações entre composição molecular, organização supramolecular e propriedades emergentes, fornecendo fundamentos para o design racional de materiais orgânicos bioinspirados.

Estabilidade Estrutural e Térmica de Membranas Peptídicas: Estudo da estabilidade, organização e robustez de membranas peptídicas auto-organizadas em diferentes condições estruturais e termodinâmicas. A pesquisa investiga sistemas como A6H, A6K, A6R e EF4K, avaliando efeitos da arquitetura mono ou multicamada, dimensões do sistema, condições periódicas de contorno, hidratação e temperatura sobre a integridade das estruturas. São analisados parâmetros como espessura, empacotamento molecular, conformação das cadeias, redes de ligações de hidrogênio e energias de interação. O objetivo é compreender os fatores que controlam a formação, persistência e reorganização dessas membranas e estabelecer critérios para o desenvolvimento de nanomateriais peptídicos estruturalmente estáveis.

Nanofibras Peptídicas para Liberação de Fármacos e Materiais Biomiméticos: Modelagem molecular de nanofibras peptídicas auto-organizadas com potencial para aplicações biomédicas e desenvolvimento de materiais biomiméticos. A linha investiga particularmente a organização de sequências peptídicas capazes de formar fibras estáveis e funcionalizáveis, avaliando estrutura secundária, agregação, ligações de hidrogênio, distribuição de resíduos, hidratação e acessibilidade molecular. Estudos com a sequência E2(SW)6E2 buscam compreender os mecanismos responsáveis pela estabilidade das nanofibras e suas características estruturais relevantes para encapsulamento, associação e liberação controlada de moléculas bioativas. A abordagem contribui para o desenvolvimento racional de nanocarreadores peptídicos e plataformas moleculares para aplicações terapêuticas.

Membranas Peptídicas Bioinspiradas para Captura de CO₂: Investigação atomística de nanoestruturas peptídicas como materiais funcionais para captura e retenção de dióxido de carbono. A pesquisa utiliza dinâmica molecular para caracterizar a interação do CO₂ com interfaces formadas por peptídeos auto-organizados, com destaque para membranas A6H e A6R. São avaliados os efeitos da química dos resíduos terminais, distribuição de cargas superficiais, interações eletrostáticas e capacidade de formação de contatos específicos sobre a afinidade pelo gás. A comparação entre diferentes sequências permite identificar mecanismos moleculares de adsorção e estabelecer princípios de design para materiais peptídicos ajustáveis, bioinspirados e potencialmente aplicáveis a tecnologias de captura de carbono.

Nanoestruturas Peptídicas Híbridas, Confinadas e Funcionalizadas: Investigação da organização e estabilidade de peptídeos em arquiteturas nanométricas complexas, incluindo sistemas confinados, nanobastões e materiais híbridos peptídeo–carbono. A pesquisa analisa como confinamento geométrico, interação com superfícies de carbono, hidratação e composição da sequência alteram a conformação, agregação e dinâmica dos peptídeos. Entre os sistemas estudados encontram-se nanobastões peptídicos KGAVK e peptídeos confinados em nanotubos de carbono, nos quais são avaliadas redes de ligações de hidrogênio, interações peptídeo–solvente e peptídeo–substrato, distribuições conformacionais e contribuições energéticas. O objetivo é compreender como ambientes nanoconfinados e componentes inorgânicos ou carbonáceos podem ser empregados para controlar a estrutura e funcionalidade de materiais peptídicos híbridos.