Modelagem molecular na caracterização eletrônica de oligopeptídeos e na descrição quântica da interação fármaco-receptor

In this dissertation, the theoretical principles governing the molecular modeling were applied for electronic characterization of oligopeptide α3 and its variants (5Q, 7Q)-α3, as well as in the quantum description of the interaction of the aminoglycoside hygromycin B and the 30S subunit of bacterial ribosome. In the first study, the linear and neutral dipeptides which make up the mentioned oligopeptides were modeled and then optimized for a structure of lower potential energy and appropriate dihedral angles. In this case, three subsequent geometric optimization processes, based on classical Newtonian theory, the semi-empirical and density functional theory (DFT), explore the energy landscape of each dipeptide during the search of ideal minimum energy structures. Finally, great conformers were described about its electrostatic potential, ionization energy (amino acids), and frontier molecular orbitals and hopping term. From the hopping terms described in this study, it was possible in subsequent studies to characterize the charge transport propertie of these peptides models. It envisioned a new biosensor technology capable of diagnosing amyloid diseases, related to an accumulation of misshapen proteins, based on the conductivity displayed by proteins of the patient. In a second step of this dissertation, a study carried out by quantum molecular modeling of the interaction energy of an antibiotic ribosomal aminoglicosídico on your receiver. It is known that the hygromycin B (hygB) is an aminoglycoside antibiotic that affects ribosomal translocation by direct interaction with the small subunit of the bacterial ribosome (30S), specifically with nucleotides in helix 44 of the 16S ribosomal RNA (16S rRNA). Due to strong electrostatic character of this connection, it was proposed an energetic investigation of the binding mechanism of this complex using different values of dielectric constants (ε = 0, 4, 10, 20 and 40), which have been widely used to study the electrostatic properties of biomolecules. For this, increasing radii centered on the hygB centroid were measured from the 30S-hygB crystal structure (1HNZ.pdb), and only the individual interaction energy of each enclosed nucleotide was determined for quantum calculations using molecular fractionation with conjugate caps (MFCC) strategy. It was noticed that the dielectric constants underestimated the energies of individual interactions, allowing the convergence state is achieved quickly. But only for ε = 40, the total binding energy of drug-receptor interaction is stabilized at r = 18A, which provided an appropriate binding pocket because it encompassed the main residues that interact more strongly with the hygB - C1403, C1404, G1405, A1493, G1494, U1495, U1498 and C1496. Thus, the dielectric constant ≈ 40 is ideal for the treatment of systems with many electrical charges. By comparing the individual binding energies of 16S rRNA nucleotides with the experimental tests that determine the minimum inhibitory concentration (MIC) of hygB, it is believed that those residues with high binding values generated bacterial resistance to the drug when mutated. With the same reasoning, since those with low interaction energy do not influence effectively the affinity of the hygB in its binding site, there is no loss of effectiveness if they were replaced.

Efeitos de um extrato aquoso de porangaba (Cordia salicifolia) na marcação de constituintes sanguíneos com tecnécio-99m e na morfologia de hemácias

Effects of a Cordia salicifolia (porangaba) extract on the labeling of blood cells (BCs) with technetium-99m ((99m)Tc) and on the morphology of red BCs were evaluated. Labeling of cellular and molecular structures with (99m)Tc depends on a reducing agent. Some physical characteristics, as visible absorbance spectrum, electric conductivity, and refractive index of this porangaba extract, were also determined. Blood samples from Wistar rats were incubated with porangaba extract or with 0.9% NaCl (control). Labeling of blood constituents with (99m)Tc was performed. Plasma (P) and BCs, both soluble (SF-P and SF-BC) and insoluble (IF-P and IF-BC) fractions, were separated. The radioactivity in each fraction was counted, and the percentage of radioactivity incorporated (%ATI) was calculated. Blood smears were prepared, fixed, and stained, and the morphology of the red BCs was evaluated. Data showed an absorbance peak at 480 nm and electric conductibility and refractive index concentration-dependent. Porangaba extract decreased significantly (P < .05) the BC, IF-P, and IF-BC %ATI, and no modifications were verified on the shape of red BCs. Analysis of the results reveals that some physical parameters could be useful to aid in characterizing the extract studied. Moreover, it is possible that chemical compounds of this extract could have chelating/redox actions or be capable of binding to plasma and/or cellular proteins

The use of mechanical aeration and its effects on water mass

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Dynamics of some limnological characteristics in pacu (Piaractus mesopotamicus) culture tanks as function of handling

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Effects of rainfall on water quality in six sequentially disposed fishponds with continuous water flow

O estudo foi efetuado durante o período de chuva (dezembro-fevereiro) em seis viveiros de produção semi-intensiva de peixes, a fim de avaliar o efeito da chuva na qualidade da água de viveiros que apresentam fluxo contínuo de água, a qual é passada de um viveiro para outro sem tratamento prévio. Foram amostrados oito pontos de coleta nas saídas dos viveiros. O viveiro P1 (próximo à nascente) apresentou as menores concentrações físicas e químicas da água e as maiores no viveiro P4 (considerado um ponto crítico recebendo material alóctone proveniente de outros viveiros e do escoamento do setor de criação de rãs). A disposição seqüencial dos viveiros estudados promoveu aumento nas concentrações dos nutrientes, clorofila-a e condutividade. As chuvas características desta época do ano aumentaram o fluxo de água nos viveiros e conseqüentemente, carreando material particulado e dissolvido de um viveiro para outro e, promovendo um aumento das variáveis limnológicas em direção do P3 ao P6. Os resultados sugerem que a chuva no período de estudo afetou positivamente a qualidade da água dos viveiros estudados, porém, como os sistemas analisados estão dispostos em distribuição seqüencial e escoamento constante da água de viveiros e tanques paralelos sem tratamento prévio, cuidados devem ser averiguados para que o aumento do fluxo de água provocado pelas chuvas não tenha efeito adverso nos viveiros estudados.

Protozoan parasites of Xiphophorus spp. (Poeciliidae) and their relation with water characteristics

Investigou-se a relação entre as características da água e a infestação de protozoários parasitos, Icthyophthirius multifiliis e Trichodina sp., em peixe espada, Xiphophorus helleri e em plati, Xiphophorus maculatus, coletados em uma piscicultura de peixes ornamentais no Estado de São Paulo, Brasil. Os peixes foram coletados mensalmente, durante um ano, dos viveiros e das caixas de estocagem. A prevalência da infestação nos peixes das caixas e dos viveiros foram, respectivamente, 34,2% e 22,5% para I. multifiliis e 13% e 54% para Trichodina sp. A elevada condutividade elétrica e o pH da água reduziram a infestação por I. multifiliis. A baixa concentração de oxigênio resultou em aumento na infestação por Trichodina sp. O uso do sal, para aumentar a condutividade elétrica da água, consistiu em um método de controle de I. multifiliis. A redução do oxigênio dissolvido e a adição de fertilizante orgânico favoreceram a reprodução de Trichodina sp.

Effect of Urucu oil (Brazilian Amazon) on the biomass of the aquatic macrophyte Eichhornia crassipes (Mart.) Solms (Pontederiaceae)

Os rios e lagos de várzea da província petrolífera de Urucu, na Amazônia Central, são amplamente colonizados por macrófitas aquáticas, que podem ser afetadas por acidentes durante a exploração e o transporte de petróleo. Entre as macrófitas, a espécie flutuante Eichhornia crassipes (aguapé) ocorre abundantemente na região; OBJETIVO: O objetivo desse estudo foi verificar o efeito de diferentes dosagens do petróleo de Urucu (0; 0,5; 1,5 e 3,0 L.m-2) na biomassa viva e morta de E. crassipes e em algumas características físicas e químicas da água; MÉTODOS: O experimento teve oitenta e quatro dias de duração. A cada sete dias foi determinada a biomassa (viva e morta) de E. crassipes e os valores de temperatura, pH, condutividade elétrica e oxigênio dissolvido da água; RESULTADOS: A dosagem de 0,5 L.m-2 foi suficiente para causar mortalidade parcial (48%) em E. crassipes após trinta e cinco dias de exposição ao petróleo. A dosagem de 3,0 L.m-2 causou mortalidade total (100%) em E. crassipes em oitenta e quatro dias de exposição. A decomposição do petróleo e da biomassa morta de E. crassipes provocam a redução do oxigênio dissolvido e do pH, e aumento da condutividade elétrica e de fósforo total na água; CONCLUSÕES: Nós concluímos que um derramamento de petróleo pode provocar mortalidade total em uma população de uma espécie de macrófita, mas não em uma outra. Isto pode alterar a diversidade de espécies de macrófitas na região impactada. No caso de Eichhornia crassipes e Pistia stratiotes, um derramamento de petróleo de Urucu pode favorecer E. crassipes, a espécie menos sensível ao petróleo.

Desempenho de juvenis de tilápia-do-nilo alimentados com rações contendo complexo enzimático

Avaliou-se o efeito da inclusão de um complexo enzimático em dietas para tilápias-do-nilo (Oreochromis niloticus) sobre o desempenho, a composição química da carcaça e a qualidade da água. Foram utilizados 200 alevinos revertidos (4,57 ± 1,24 g), distribuídos em delineamento inteiramente casualizado em 20 tanques de 500 litros, com quatro tratamentos e cinco repetições, considerando a unidade experimental uma caixa com dez peixes. Os peixes foram alimentados com dietas contendo 0; 0,033; 0,066 ou 0,099% de complexo enzimático. As dietas foram processadas na forma peletizada e fornecidas quatro vezes ao dia, às 8, 11, 14 e 17 h. Os valores médios de pH, condutividade elétrica, oxigênio dissolvido, temperatura, fósforo total, amônia e nitrato da água de cultivo não foram influenciados pela dieta. A inclusão do complexo enzimático na dieta não afetou o ganho de peso, as taxas de sobrevivência e de crescimento específico, mas influenciou o consumo de ração e a conversão alimentar, cujos valores foram maiores nos peixes alimentados com a dieta com 0,066% de complexo enzimático. Não foram observadas diferenças nos teores de matéria seca, umidade, proteína bruta, matéria mineral, cálcio e fósforo na carcaça dos peixes, no entanto, o teor de extrato etéreo reduziu de forma linear com o aumento do nível de complexo enzimático. A utilização de complexo enzimático (amilase, protease, celulase, lipase, pectinase, xilanase, β-glucanase e fitase) no nível de 0,066% em dietas para juvenis de tilápia-do-nilo piora a conversão alimentar, mas não influencia o desempenho e a composição corporal dos peixes.

Desenvolvimento de microemulsões contendo fotoprotetores inorgânicos nanoparticulador

The inorganic actives, represented mainly by microfine zinc oxide and titanium dioxide, have shown great potential to protect against large UV spectrum. The aim of this study is the development, characterization and analysis of stability in the short term of microemulsions containing inorganic fotoprotection agents. The microemulsions identified by the phases diagram containing the metallic oxides were produced by two different methods and subjected to the centrifugation test and thermal stress cycles, and subsequently characterized by macroscopic evaluation, test dilution, electrical conductivity, pH, particle size, and zeta potential. This study highlights the influence of the metal oxides addition in the structure and distribution of micelles in the microemulsions

Produção e avaliação de nanoemulsão catiônica como possível vetor não-viral para pIRES2-EGFP

Gene therapy is based on the transfer of exogenous genetic material into cells or tissues in order to correct, supplement or silencing a particular gene. To achieve this goal, efficient vehicles, viral or non-viral, should be developed. The aim of this work was to produce and evaluate a nanoemulsion system as a possible carrier for no-viral gene therapy able to load a plasmid model (pIRES2-EGFP). The nanoemulsion was produced by the sonication method, after been choose in a pseudo-ternary phase diagram build with 5 % of Captex 355®, 1.2 % of Tween 80®, 0.8 % of Span 80®, 0.16% of stearylamine and water (to 100 %). Measurements of droplet size, polydispersity index (PI), zeta potential, pH and conductivity, were performed to characterize the system. Results showed droplets smaller than 200 nm (PI < 0.2) and zeta potential > 30 mV. The formulation pH was near to 7.0 and conductivity was that expected to oil in water systems (70 to 90 μS/s) A scale up study, the stability of the system and the best sterilization method were also evaluated. We found that the system may be scaled up considering the time of sonication according to the volume produced, filtration was the best sterilization process and nanoemulsions were stable by 180 days at 4 ºC. Once developed, the complexation efficiency of the plasmid (pDNA) by the system was tested by agarose gel electrophoresis retardation assay.. The complexation efficiency increases when stearylamine was incorporated into aqueous phase (from 46 to 115 ng/μL); regarding a contact period (nanoemulsion / pDNA) of at least 2 hours in an ice bath, for complete lipoplex formation. The nanoemulsion showed low toxicity in MRC-5 cells at the usual transfection concentration, 81.49 % of survival was found. So, it can be concluded that a nanoemulsion in which a plasmid model was loaded was achieved. However, further studies concerning transfectation efficiency should be performed to confirm the system as non-viral gene carrier

Testes bioquímicos para avaliação do vigor em sementes de Mimosa caesalpiniaefolia Benth

Mimosa caesalpiniaefolia Benth. is a forest species of the Mimosaceae family, recommended for recovery of degraded areas. The evaluation of vigor by biochemical tests have been an important tool in the control of seed quality programs, and the electrical conductivity and potassium leaching the most efficient in the verifying the physiological potential. The objective, therefore, to adjust the methodology of the electrical conductivity test for seeds of M. caesalpiniaefolia, for then compare the efficiency of this test with the potassium in the evaluation of seed vigor of different lots of seeds M. caesalpiniaefolia. To test the adequacy of the electrical conductivity were used different combinations of temperatures , 25 °C and 30 ºC, number of seeds , 25 and 50, periods of imbibition , 4 , 8 , 12 , 16 and 24 hours , and volumes deionized water, 50 mL and 75mL. For potassium leaching test, which was conducted from the results achieved by the methodology of the adequacy of the electrical conductivity test, to compare the efficiency of both tests , in the classification of seeds at different levels of vigor, and the period 4 hours also evaluated because the potassium leaching test can be more efficient in the shortest time . The best combination obtained in experiment of electrical conductivity is 25 seeds soaked in 50 mL deionized or distilled water for 8 hours at a temperature of 30 ° C. Data were subjected to analysis of variance, the means were compared with each other by F tests and Tukey at 5 % probability, and when necessary polynomial regression analysis was performed. The electrical conductivity test performed at period eight hour proved to be more efficient in the separation of seed lots M. caesalpiniaefolia at different levels of vigor compared to the potassium test

Efeitos do manejo de Eichhornia crassipes sobre a qualidade da água em condições de mesocosmos

As macrófitas, apesar da enorme importância na dinâmica do ambiente aquático, quando formam extensas e densas colonizações, promovem uma série de prejuízos ao ambiente e aos usos múltiplos dos reservatórios. Nessas situações, há necessidade de redução de seu tamanho populacional, seja reduzindo as condições favoráveis ao crescimento, seja por meio do controle direto das plantas. Dentre as macrófitas aquáticas que promovem esses tipos de problema, o aguapé (Eichhornia crassipes) é considerada a mais importante. Seu controle é praticado em todo o mundo. O diquat tem sido bastante utilizado para o controle desta planta, em razão de seu baixo custo, eficácia, rapidez de controle e baixa toxicidade no ambiente aquático. O objetivo do presente trabalho foi avaliar os possíveis impactos causados pelo controle de Eichhornia crassipes sobre algumas características de qualidade da água em mesocosmos. Para isso, cinco situações experimentais foram estudadas: CPCH - mesocosmo colonizado por aguapé, o qual foi controlado pela aplicação do herbicida diquat; CPCG - mesocosmo colonizado por aguapé, o qual foi morto por congelamento; CPSH - mesocosmo colonizado com aguapé, sem controle; SPCH - mesocosmo sem macrófitas e com aplicação de diquat na superfície da água; e SPSH - mesocosmo sem macrófitas aquáticas e sem aplicação. O herbicida diquat foi utilizado na dose de 7,0 L da formulação comercial Reward/ha. A temperatura foi mais elevada nos mesocosmos sem plantas, devido à maior incidência de raios solares na coluna d'água. As concentrações de oxigênio dissolvido foram menores nos mesocosmos colonizados pelo aguapé e também tiveram rápida queda após o controle das plantas tanto com diquat como por congelamento. O pH da água foi maior nos mesocosmos sem a cobertura da macrófita. Os valores de sólidos totais dissolvidos (STD) e de condutividade elétrica foram maiores nos tratamentos com morte por congelamento e pelo diquat e em mesocosmos colonizados sem controle da macrófita. Esse efeito pode ser devido à presença de material orgânico em suspensão e à maior concentração de nutrientes presentes na água. Comparando os mesocosmos sem plantas, sem e com a aplicação de diquat na superfície da água, os valores das características avaliadas foram estatisticamente similares, levando à conclusão de que as alterações observadas nos fatores analisados decorrem principalmente da decomposição das plantas.

Qualidade física e fisiológica de sementes da leguminosa forrageira Macrotyloma axillare cv. Java

É de interesse prático, quando se dispõe de diferentes lotes de sementes, conhecer a qualidade fisiológica intrínseca a cada um. Objetivou-se determinar a qualidade fisiológica de lotes de sementes da leguminosa forrageira tropical, Macrotyloma axillare cv. Java, com utilização de diferentes metodologias para realização dos testes germinação e vigor. Determinou-se a pureza física dos lotes, o peso de mil sementes, a germinação com e sem escarificação (TG) e o vigor (índice de velocidade de germinação (IVG), primeira contagem, envelhecimento acelerado e condutividade elétrica) de três lotes de sementes. Diferenças na qualidade fisiológica inicial de sementes escarificadas foram observadas pelo teste de germinação. Pelos resultados dos testes de primeira contagem e IVG não foi possível detectar diferenças na qualidade fisiológica das sementes; o envelhecimento acelerado das sementes escarificadas pode ser realizado a 41º C por 72 horas ou a 45º C por 48 horas; o teste de condutividade elétrica mostrou-se adequado para diferenciar os lotes, a partir de 48 horas de embebição.

Sistema com aeração, decantação e filtragem para a melhoria da qualidade de água em irrigação localizada

A qualidade da água é muito importante para irrigação por gotejamento, pois ela escoa por pequenos bocais dos emissores, podendo ocorrer obstrução devido à deposição dos sólidos em suspensão. Portanto, antes da instalação do projeto, devem-se avaliar parâmetros de qualidade da água, para adotar medidas preventivas, evitando o risco de entupimento do sistema. Este trabalho teve como objetivo avaliar um sistema composto por aeradores com aspersores, sobre leito de pedra, para a precipitação dos íons Fe+2e Mn+2 em tanque de decantação, e um conjunto de filtragem composto por três filtros de areia e um de disco, em sistema de irrigação localizada. O trabalho foi realizado na Fazenda Alvorada, no município de Nova Granada - SP, no período de março a outubro de 2008. Foram realizadas determinações de variáveis físicas e químicas da água, ao longo do sistema de aeração, decantação e filtragem, o qual foi eficiente para a melhoria da qualidade de água, reduzindo os níveis de risco de entupimento de severo para médio e de médio para baixo. Oxigênio dissolvido, condutividade elétrica, pH, Fe+2e Fe+3 não diferenciaram a qualidade de água entre os pontos do sistema de tratamento, porém a turbidez, sólidos dissolvidos, sólidos em suspensão, ferro total e manganês total reduziram-se significativamente pelo uso do sistema proposto, melhorando a qualidade da água.

Compatibilidade entre acaricidas e fertilizantes foliares em função de diferentes águas no controle do ácaro da leprose dos citros Brevipalpus phoenicis

A adição de fertilizantes foliares à calda acaricida é frequentemente empregada na citricultura com o intuito de reduzir os custos das aplicações. Todavia, as implicações desta prática, na maioria dos casos, são desconhecidas. O objetivo do trabalho foi avaliar o efeito de caldas acaricidas em mistura com fertilizantes foliares e preparadas com diferentes águas no controle do ácaro B. phoenicis. Foram realizados dois experimentos em laboratório, nos anos de 2009 e 2010, utilizando-se de frutos de laranja para conter ácaros Brevipalpus phoenicis. Um dos experimentos constou de três bioensaios, nos quais se procurou verificar o efeito das misturas entre fertilizantes foliares e os acaricidas cyhexatin, propargite e acrinatrhrin sobre B. phoenicis. No outro experimento, além de verificar o efeito das misturas de fertilizantes com os acaricidas propargite e acrinatrhrin, buscou-se também avaliar o efeito de águas coletadas em diferentes fontes utilizadas no preparo das caldas sobre B. phoenicis. Os resultados evidenciaram que a aplicação dos fertilizantes foliares cloreto de zinco, cloreto de manganês, ureia e a mistura de fosfito de potássio + ureia + cloreto de zinco não afetaram a ação dos acaricidas cyhexatin, propargite e acrinathrin sobre o controle de B. phoenicis. As misturas dos cloretos de zinco e de manganês com o sulfato de magnésio e a adição de fosfito de potássio diminuíram a eficiência dos acaricidas propargite e acrinathrin, não devendo, a princípio, ser adicionadas numa mesma aplicação. Águas provenientes dos municípios paulistas de Itápolis, Pirangi e Pirassununga interferiram na ação dos acaricidas propargite e acrinathin sobre B. phoenicis, sendo que a água coletada em Itápolis apresentou resultados superiores em termos de eficiência. Verificaram-se alterações dos valores de pH e da condutividade elétrica após a adição de alguns dos fertilizantes à calda acaricida.