Simulação computacional do enovelamento de proteínas utilizando o Modelo HP

Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais - FC

Algoritmos evolutivos e modelo HP para predição de estruturas de proteínas

Predição de estruturas de proteínas (PSP) é um problema computacionalmente complexo. Modelos simplificados da molécula proteica (como o Modelo HP) e o uso de Algoritmos Evolutivos (AEs) estão entre as principais técnicas investigadas para PSP. Entretanto, a avaliação de uma estrutura representada pelo Modelo HP considera apenas o número de contatos hidrofóbicos, não possibilitando distinguir entre estruturas com o mesmo número de contatos hidrofóbicos. Neste trabalho, é apresentada uma nova formulação multiobjetivo para PSP em Modelo HP. Duas métricas são avaliadas: o número de contatos hidrofóbicos e a distância entre os aminoácidos hidrofóbicos, as quais são tratados pelo AE Multiobjetivo em Tabelas (AEMT). O algoritmo mostrou-se rápido e robusto.

Termodinâmica do enovelamento de cadeias heteropoliméricas através do algoritmo de Wang-Landau

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Diseño de un modelo de intervención del suicidio en niños y adolescentes

Resumen El objetivo de este estudio fue el de diseñar un modelo de intervención para la prevención del suicidio en la población escolar de niños y adolescentes, con 72 participantes de un colegio público y un colegio privado de la ciudad de Bogotá. Se caracterizó el suicidio en la ciudad de Bogotá en los últimos nueve años, los aspectos legales, se analizaron algunos modelos de prevención, se identificaron los principales factores de riesgo y factores protectores y se propusieron estrategias para su prevención. Este modelo está basado en la administración social del riesgo y los factores protectores y de riesgo, susceptibles de modificación. Se realizó una prueba de tamizaje y fueron utilizados: el Inventario de depresión infantil (CDI de Kovacs), la escala de desesperanza de Beck y la escala de ansiedad para niños y adolescentes de Spence, validadas a nivel internacional. Se observó una correlación positiva (0.490) mediante el coeficiente de rangos de Spearman, con una significación de 0,01 (bilateral) para los tres factores de riesgo. Se hace entrega de un manual de instrucción para la intervención temprana del suicidio en esta población y un folleto informativo dirigido a padres de familia sobre los factores de riesgo y factores protectores. A partir de esto se plantean implicaciones futuras.

Modelo morfogênico da produção potencial de flores em alfafa (Medicago sativa L.)

Assegurando-se condições não limitantes de radiação incidente, água e nutrientes, acompanhou-se, em casa-de-vegetação, o desenvolvimento de plantas isoladas da cultivar Europe de alfafa, desde a emergência até o estádio primeiros legumes maduros. Medidas semanais permitiram quantificar o ritmo de formação de fitômeros da haste principal e suas ramificações primárias, assim como o surgimento de inflorescências e seu número de flores. Paralelamente, plantas mantidas nas mesmas condições foram amostradas para determinar a evolução e repartição da biomassa formada. Independentemente do tipo de haste, a indução floral provoca uma diminuição na velocidade de emissão de fitômeros concomitante com uma redução progressiva no tamanho da folha e no número de flores por inflorescência. As diferentes hastes (haste principal – HP e as ramificações – R1 a Rn) apresentam comportamento distinto quanto a todos os parâmetros estudados. Com base no filocrono, identificou-se um grupo de maior velocidade formado pela HP, e R1 a R4, enquanto as demais são mais lentas. A velocidade de desenvolvimento foi a variável mais pertinente para explicar a maior biomassa e o maior número de flores produzidas pelas hastes do primeiro grupo. Um modelo de produção de flores por planta baseado na temperatura média diária é proposto, integrando sub-modelos de desenvolvimento de cada grupo de hastes. Validado com dados independentes da mesma cultivar e da cultivar Cinna, o modelo mostrou-se adequado como referencial da produção potencial de flores por planta.

Modelo matemático para otimização dos custos de um sistema híbrido eólico-solar : aplicação no bombeamento de petróleo

This work purposes the application of a methodology to optimize the implantation cost of an wind-solar hybrid system for oil pumping. The developed model is estimated the implantation cost of system through Multiple Linear Regression technique, on the basis of the previous knowledge of variables: necessary capacity of storage, total daily energy demand, wind power, module power and module number. These variables are gotten by means of sizing. The considered model not only can be applied to the oil pumping, but also for any other purposes of electric energy generation for conversion of solar, wind or solar-wind energy, that demand short powers. Parametric statistical T-student tests had been used to detect the significant difference in the average of total cost to being considered the diameter of the wind, F by Snedecor in the variance analysis to test if the coefficients of the considered model are significantly different of zero and test not-parametric statistical by Friedman, toverify if there is difference in the system cost, by being considered the photovoltaic module powers. In decision of hypothesis tests was considered a 5%-significant level. The configurations module powers showed significant differences in total cost of investment by considering an electrical motor of 3 HP. The configurations module powers showed significant differences in total cost of investment by considering an electrical motor of 5 HP only to wind speed of 4m/s and 6 m/s in wind of 3 m, 4m and 5 m of diameter. There was not significant difference in costs to diameters of winds of 3 m and 4m. The mathematical model and the computational program may be used to others applications which require electrical between 2.250 W and 3.750 W. A computational program was developed to assist the study of several configurations that optimizes the implantation cost of an wind-solar system through considered mathematical model

Avaliação do modelo de predição clínica de Wells et al. no diagnóstico da trombose venosa profunda dos membros inferiores

CONTEXTO: A aplicação de uma estratégia baseada em um modelo clínico associado ao mapeamento dúplex (MD) pode permitir um diagnóstico da trombose venosa profunda (TVP) mais seguro, eficaz e custo-efetivo. OBJETIVO: Testar o modelo clínico de Wells et al. associado ao MD e verificar a ocorrência de TVP nos pacientes categorizados quanto à probabilidade de apresentar a doença, e determinar se, a partir dos resultados obtidos, seria possível reduzir o número de exames seriados com o MD. MÉTODOS: Os pacientes com suspeita clínica de TVP foram categorizados quanto à apresentação de TVP em baixa, moderada e alta probabilidade (BP, MP, AP) e, em seguida, submetidos ao MD. Pacientes com MD negativo repetiram o exame em 24-48 horas e em 7 dias. Pacientes com exame positivo para TVP foram tratados. Todos os pacientes sem TVP foram convocados para reavaliação clínica em 3 meses. RESULTADOS: A ocorrência de TVP entre os 489 pacientes avaliados foi de 39,1% (191), sendo 35,6% identificados no exame inicial e 3,5% no exame seriado. Os índices de pacientes que apresentaram TVP foram de 6,1% no grupo de BP, 26,9% no grupo de MP e 79,5% no grupo de AP. No exame seriado, o percentual de TVP foi de 2,4, 7,8 e 15,1% nos grupos BP, MP e AP, respectivamente. Dos pacientes com MD negativo, 62,4% compareceram após 3 meses, e piora dos sintomas foi apresentada por apenas um paciente. Neste, o MD mostrou TVP de veia poplítea. CONCLUSÃO: Os resultados obtidos sugerem que, para os pacientes com BP para TVP e MD negativo, seria possível prescindir do exame seriado, devido à baixa ocorrência de TVP neste grupo, tornando, assim, a abordagem diagnóstica mais simples.

Modelo Matemático para redimensionamento de motores elétricos trifásicos superdimensionados

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Sistemas planos de estructuras (aproximación al modelo de análisis de piezas rectas de hormigón armado en estado último)

En esta tesis, se trata del establecimiento de las bases de análisis plástico de piezas de hormigón armado en servicio y estado último procurando sentar los soportes de funcionamiento que concuerdan con la realidad y normativa vigente. El intento de establecer estas bases, con el máximo rigor para su uso, ha llevado a consecuencias lejanas cualitativas y cuantitativas sobre los modelos elásticos y elastoplásticos en uso,-momento tope ect- que, incluyendo lo complejo del problema plástico que se trata, no adoptan formulaciones adecuadas, o los plantemientos analíticos, no son más coherentes con los resultados obtenidos, en el dimensionado, que otros de base más sencilla, limitándose a estrategias de análisis de sección basadas en condicones de deformación -como serían los métodos de Cross y Matrioficiales- , estableciendose un claro divorcio entre mecanismo de cálculo y geometría. Este trabajo, intenta abrir una puerta al análisis de la estructura bajo condiciones puramente de deformación y solo supone en este campo el primer paso de un largo cemino que iría de la pieza a la estructura y de ésta al edificio posteriormente, quedando así sentados los criterios básicos para el análisis plástico global de estructuras. Todo ello a partir de la imposibilidad de avanzar en el análisis de secciones, si no es penetrando en el proceso de plastificación de las mismas y el de sus armaduras, así como el de las zonas de afección de las diferentes plastificaciones locales. La inclusión de esta concepción de análisis, en lo referente a obtener gráficos reales de respuesta interna de la pieza, es posible gracias al uso, en este caso del miniordenador 9825-HP utilizado, en donde se aplica de forma reiterada los consabidos métodos de discretización elementales con los cuales se obtienen decorosas precisiones sobre los resultados. Este estudio, que en ocasiones, alude a normas, más discribir un comportamiento que sentar doctrina. Como se ha realizado solo par forjados se añade una colección de ábacos de utilización practica de éstos. Naturalmente las bases establecidas, se hacen extensivas a cualquier pieza de directriz recta de hormigón armado, en donde geometría y materiales -hormigón y acero- pueden ser variables y están contempladas dentro de programas usados. En el terreno de las conclusiones, los forjados no deben ser asimilados a vigas, como tradicionalmente venía haciendose, ya que los métodos de relajación empledos no coinciden con la realidad. Quedando estos límites plenamente establecidos en el desarrollo del trabajo. Se considera el tema relevante en lo reeferente a un análisis de la estructura tendente a un aprovechamento más adecuado de los materiales en un supuesto futuro de escasez de materia prima, quizás no lejano, y sobretodo en la posible aproximación al modelo matemático, que si bien normativa y bibliografía aludían constantemente, nunca precisaron las bases de su comportamiento.

Procesos hopping a través del modelo difusional en materiales nanocristalinos usados para aplicaciones fotovoltaicas

Se presentan los modelos de hopping de rango variable (variable range hopping; VRH), vecinos cercanos (nearest neighbor hopping; NNH) y barreras de potencial presentes en las fronteras de grano; como mecanismos de transporte eléctrico predominantes en los materiales semiconductores para aplicaciones fotovoltaicas. Las medidas de conductividad a oscuras en función de temperatura fueron realizadas para región de bajas temperaturas entre 120 y 400 K con Si y compuestos Cu3BiS2 y Cu2ZnSnSe4. Siguiendo la teoría de percolación, se obtuvieron parámetros hopping y la densidad de estados cerca del nivel de Fermi, N(EF), para todas las muestras. A partir de los planteamientos dados por Mott para VRH, se presentó el modelo difusional, que permitió establecer la relación entre la conductividad y la densidad de estados de defecto o estados localizados en el gap del material. El análisis comparativo entre modelos, evidenció, que es posible obtener mejora hasta de un orden de magnitud en valores para cada uno de los parámetros hopping que caracterizan el material.

Integrated approach for HP-LNG pump diagnosis and prognostics based on health state probability estimation

This paper presents an innovative prognostics model based on health state probability estimation embedded in the closed loop diagnostic and prognostic system. To employ an appropriate classifier for health state probability estimation in the proposed prognostic model, the comparative intelligent diagnostic tests were conducted using five different classifiers applied to the progressive fault levels of three faults in HP-LNG pump. Two sets of impeller-rubbing data were employed for the prediction of pump remnant life based on estimation of discrete health state probability using an outstanding capability of SVM and a feature selection technique. The results obtained were very encouraging and showed that the proposed prognosis system has the potential to be used as an estimation tool for machine remnant life prediction in real life industrial applications.

Analysis of acute-phase proteins, AHSG, C3, CLI, HP and SAA, reveals distinctive expression patterns associated with breast, colorectal and lung cancer

Early detection, clinical management and disease recurrence monitoring are critical areas in cancer treatment in which specific biomarker panels are likely to be very important in each of these key areas. We have previously demonstrated that levels of alpha-2-heremans-schmid-glycoprotein (AHSG), complement component C3 (C3), clusterin (CLI), haptoglobin (HP) and serum amyloid A (SAA) are significantly altered in serum from patients with squamous cell carcinoma of the lung. Here, we report the abundance levels for these proteins in serum samples from patients with advanced breast cancer, colorectal cancer (CRC) and lung cancer compared to healthy controls (age and gender matched) using commercially available enzyme-linked immunosorbent assay kits. Logistic regression (LR) models were fitted to the resulting data, and the classification ability of the proteins was evaluated using receiver-operating characteristic curve and leave-one-out cross-validation (LOOCV). The most accurate individual candidate biomarkers were C3 for breast cancer [area under the curve (AUC) = 0.89, LOOCV = 73%], CLI for CRC (AUC = 0.98, LOOCV = 90%), HP for small cell lung carcinoma (AUC = 0.97, LOOCV = 88%), C3 for lung adenocarcinoma (AUC = 0.94, LOOCV = 89%) and HP for squamous cell carcinoma of the lung (AUC = 0.94, LOOCV = 87%). The best dual combination of biomarkers using LR analysis were found to be AHSG + C3 (AUC = 0.91, LOOCV = 83%) for breast cancer, CLI + HP (AUC = 0.98, LOOCV = 92%) for CRC, C3 + SAA (AUC = 0.97, LOOCV = 91%) for small cell lung carcinoma and HP + SAA for both adenocarcinoma (AUC = 0.98, LOOCV = 96%) and squamous cell carcinoma of the lung (AUC = 0.98, LOOCV = 84%). The high AUC values reported here indicated that these candidate biomarkers have the potential to discriminate accurately between control and cancer groups both individually and in combination with other proteins. Copyright © 2011 UICC.

Integrated approach for diagnostics and prognostics of HP LNG pump based on health state probability estimation

Effective machine fault prognostic technologies can lead to elimination of unscheduled downtime and increase machine useful life and consequently lead to reduction of maintenance costs as well as prevention of human casualties in real engineering asset management. This paper presents a technique for accurate assessment of the remnant life of machines based on health state probability estimation technique and historical failure knowledge embedded in the closed loop diagnostic and prognostic system. To estimate a discrete machine degradation state which can represent the complex nature of machine degradation effectively, the proposed prognostic model employed a classification algorithm which can use a number of damage sensitive features compared to conventional time series analysis techniques for accurate long-term prediction. To validate the feasibility of the proposed model, the five different level data of typical four faults from High Pressure Liquefied Natural Gas (HP-LNG) pumps were used for the comparison of intelligent diagnostic test using five different classification algorithms. In addition, two sets of impeller-rub data were analysed and employed to predict the remnant life of pump based on estimation of health state probability using the Support Vector Machine (SVM) classifier. The results obtained were very encouraging and showed that the proposed prognostics system has the potential to be used as an estimation tool for machine remnant life prediction in real life industrial applications.

Multidimensional free energy surface of unfolding of HP-36: Microscopic origin of ruggedness

The protein folding funnel paradigm suggests that folding and unfolding proceed as directed diffusion in a multidimensional free energy surface where a multitude of pathways can be traversed during the protein's sojourn from initial to final state. However, finding even a single pathway, with the detail chronicling of intermediates, is an arduous task. In this work we explore the free energy surface of unfolding pathway through umbrella sampling, for a small globular a-helical protein chicken-villin headpiece (HP-36) when the melting of secondary structures is induced by adding DMSO in aqueous solution. We find that the unfolding proceeds through the initial separation or melting of aggregated hydrophobic core that comprises of three phenylalanine residues (Phe7, Phe11, and Phe18). This separation is accompanied by simultaneous melting of the second helix. Unfolding is found to be a multistage process involving crossing of three consecutive minima and two barriers at the initial stage. At a molecular level, Phe18 is observed to reorient itself towards other hydrophobic grooves to stabilize the intermediate states. We identify the configuration of the intermediates and correlate the intermediates with those obtained in our previous works. We also give an estimate of the barriers for different transition states and observe the softening of the barriers with increasing DMSO concentration. We show that higher concentration of DMSO tunes the unfolding pathway by destabilizing the third minimum and stabilizing the second one, indicating the development of a solvent modified, less rugged pathway. The prime outcome of this work is the demonstration that mixed solvents can profoundly transform the nature of the energy landscape and induce unfolding via a modified route. A successful application of Kramer's rate equation correlating the free energy simulation results shows faster rate of unfolding with increasing DMSO concentration. This work perhaps presents the first systematic theoretical study of the effect of a chemical denaturant on the microscopic free energy surface and rates of unfolding of HP-36. (C) 2014 AIP Publishing LLC.