Countering cooperative effects in protease inhibitors using constrained b-strand-mimicking templates in focused combinatorial libraries

A major problem in de novo design of enzyme inhibitors is the unpredictability of the induced fit, with the shape of both ligand and enzyme changing cooperatively and unpredictably in response to subtle structural changes within a ligand. We have investigated the possibility of dampening the induced fit by using a constrained template as a replacement for adjoining segments of a ligand. The template preorganizes the ligand structure, thereby organizing the local enzyme environment. To test this approach, we used templates consisting of constrained cyclic tripeptides, formed through side chain to main chain linkages, as structural mimics of the protease-bound extended beta-strand conformation of three adjoining amino acid residues at the N- or C-terminal sides of the scissile bond of substrates. The macrocyclic templates were derivatized to a range of 30 structurally diverse molecules via focused combinatorial variation of nonpeptidic appendages incorporating a hydroxyethylamine transition-state isostere. Most compounds in the library were potent inhibitors of the test protease (HIV-1 protease). Comparison of crystal structures for five protease-inhibitor complexes containing an N-terminal macrocycle and three protease-inhibitor complexes containing a C-terminal macrocycle establishes that the macrocycles fix their surrounding enzyme environment, thereby permitting independent variation of acyclic inhibitor components with only local disturbances to the protease. In this way, the location in the protease of various acyclic fragments on either side of the macrocyclic template can be accurately predicted. This type of templating strategy minimizes the problem of induced fit, reducing unpredictable cooperative effects in one inhibitor region caused by changes to adjacent enzyme-inhibitor interactions. This idea might be exploited in template-based approaches to inhibitors of other proteases, where a beta-strand mimetic is also required for recognition, and also other protein-binding ligands where different templates may be more appropriate.

Experimental and Theoretical Models to Probe Mechanisms of Biological Charge Flow

Nature is challenged to move charge efficiently over many length scales. From sub-nm to μm distances, electron-transfer proteins orchestrate energy conversion, storage, and release both inside and outside the cell. Uncovering the detailed mechanisms of biological electron-transfer reactions, which are often coupled to bond-breaking and bond-making events, is essential to designing durable, artificial energy conversion systems that mimic the specificity and efficiency of their natural counterparts. Here, we use theoretical modeling of long-distance charge hopping (Chapter 3), synthetic donor-bridge-acceptor molecules (Chapters 4, 5, and 6), and de novo protein design (Chapters 5 and 6) to investigate general principles that govern light-driven and electrochemically driven electron-transfer reactions in biology. We show that fast, μm-distance charge hopping along bacterial nanowires requires closely packed charge carriers with low reorganization energies (Chapter 3); singlet excited-state electronic polarization of supermolecular electron donors can attenuate intersystem crossing yields to lower-energy, oppositely polarized, donor triplet states (Chapter 4); the effective static dielectric constant of a small (~100 residue) de novo designed 4-helical protein bundle can change upon phototriggering an electron transfer event in the protein interior, providing a means to slow the charge-recombination reaction (Chapter 5); and a tightly-packed de novo designed 4-helix protein bundle can drastically alter charge-transfer driving forces of photo-induced amino acid radical formation in the bundle interior, effectively turning off a light-driven oxidation reaction that occurs in organic solvent (Chapter 6). This work leverages unique insights gleaned from proteins designed from scratch that bind synthetic donor-bridge-acceptor molecules that can also be studied in organic solvents, opening new avenues of exploration into the factors critical for protein control of charge flow in biology.

O design de notícias para tablet e o novo papel do designer

Esta pesquisa traz um panorama do mercado jornalístico para tablet. Classifica as variações de publicações digitais. Mostra os hábitos de leitura em dispositivos móveis e as formas de negócios. Apresenta como o designer se posiciona nesse fluxo de trabalho. Analisa o caso do jornal O Globo, que, com produtos impressos e digitais, proporcionou entrevistas com designers de diversas mídias. Ainda há a análise de O Globo a Mais, revista exclusivamente digital.

Os laboratórios clínicos e o novo paradigma de design organizacional: três casos brasileiros

Analisa os casos de três laboratórios clínicos brasileiros, sob a luz do novo iradigma de design organizacional, apontando como estas organizações vêm se laptando a ele. Aborda iniciativas adotadas por estas organizações quanto a cada umas principais características que compõem o novo paradigma. Para identificar estas racteristicas, apresenta uma resenha teórica sobre o antigo e o novo paradigma ganízacional, no tocante ao design das organizações.

Design de Relações entre tecnologias amigáveis e sociabilidades virtuais: um novo campo de investigação para o Design

The Digital Age, with its new interactive and converging technologies, stimulates original forms of sociability, which are interconnected, intercommunicating and virtualized through hyperscreens. Another kind of interaction arises from the digitization and new speeds of contemporary communicative process. With the new order of knowledge, it is now possible to transgress the limits of physical space and linear time sequence, through the collective development of content through such telematics networks. Youth gives voice to a new type of user, or a social actor, whose thinking is connected to other communication habits, consolidating singular cultural standards, demanding new languages and skills. Here, we address the nature of this Design of new relations, interactions, behaviors and social systems that emerge in the so called Information Society.

Computational design of self-assembling proteins and protein-DNA nanowires

Computational protein design (CPD) is a burgeoning field that uses a physical-chemical or knowledge-based scoring function to create protein variants with new or improved properties. This exciting approach has recently been used to generate proteins with entirely new functions, ones that are not observed in naturally occurring proteins. For example, several enzymes were designed to catalyze reactions that are not in the repertoire of any known natural enzyme. In these designs, novel catalytic activity was built de novo (from scratch) into a previously inert protein scaffold. In addition to de novo enzyme design, the computational design of protein-protein interactions can also be used to create novel functionality, such as neutralization of influenza. Our goal here was to design a protein that can self-assemble with DNA into nanowires. We used computational tools to homodimerize a transcription factor that binds a specific sequence of double-stranded DNA. We arranged the protein-protein and protein-DNA binding sites so that the self-assembly could occur in a linear fashion to generate nanowires. Upon mixing our designed protein homodimer with the double-stranded DNA, the molecules immediately self-assembled into nanowires. This nanowire topology was confirmed using atomic force microscopy. Co-crystal structure showed that the nanowire is assembled via the desired interactions. To the best of our knowledge, this is the first example of a protein-DNA self-assembly that does not rely on covalent interactions. We anticipate that this new material will stimulate further interest in the development of advanced biomaterials.

Esporte contemporâneo: um novo templo do capital monopolista

Esta pesquisa teve por objetivo abrir uma discussão sobre o papel do esporte contemporâneo junto ao processo de alienação humana em tempos de domínio do capitalismo monopolista e do fortalecimento da ideologia dominante. Para tal, no primeiro capítulo, analisou-se as principais transformações vividas historicamente pelo capitalismo com a intenção de identificar o impacto do capitalismo monopolista sobre o novo ordenamento da humanidade. No segundo capítulo, demonstrou-se como o esporte contemporâneo constituiu-se como uma instituição burguesa, socialmente determinada e integrada ao conjunto de normas, ideias e estratégias inerentes ao modo de produção capitalista, participando do processo de mascaramento da questão social. Destaca-se neste capítulo o uso de fontes documentais que demonstraram como o esporte contemporâneo tem ocupado lugar estratégico tanto junto à produção da ideologia dominante, quanto junto ao controle da queda da taxa de lucro. Identificou-se que sob tais condições o esporte contemporâneo compõe os processos compensatórios frente à queda tendencial da taxa de lucro e, ao mesmo tempo, integra-se ao processo de alienação humana, tendo por maior expressão a sua materialização sob a forma dos megaeventos esportivos. Neste ponto, a pesquisa concentra-se na análise dos megaeventos esportivos no Brasil e na criação das políticas do esporte, desde o primeiro governo Lula da Silva até os dias atuais. Identificou-se que os projetos de desenvolvimento do esporte no país, no período em tela, têm participado do processo de gerenciamento da crise do capital e do refluxo das lutas dos trabalhadores. O último capítulo abordou as particularidades que envolvem a ideologia pós-moderna, tendo por objetivo identificar as relações desta com fenômeno esportivo. Constatou-se que, em tempos de domínio do capitalismo monopolista e de suas políticas neoliberais, as contradições que aguçam o processo de alienação sob o qual encontra-se a classe trabalhadora de todo o mundo, coloca a humanidade em um novo patamar de alienação, ainda mais brutal e desumanizador. Nesta conjuntura, o esporte contemporâneo destaca-se por ser funcional tanto ao mercado globalizado, quanto ao projeto imperialista, impondo-se como instrumento da contenção de conflitos em nome da tolerância e da paz no mundo. A presente pesquisa pôde concluir que as condições impostas pela fase monopolista do capitalismo ocultam a natureza dialética do esporte transforma-o num instrumento eficiente ao projeto dominante de incremento da alienação humana. O esporte, sob a forma assumida na contemporaneidade, não contribui para o avanço da consciência da classe trabalhadora, pois vem colaborando para adiamento do projeto de emancipação da humanidade. Projeto este que só será produzido pela organização consciente da classe trabalhadora em busca da superação do modo de produção capitalista.

O design de interfaces epiteliais dinâmicas: como as novas tecnologias afetam o projeto de tatuagens

A tatuagem é uma antiga forma de inscrição corporal que apesar de sua idade não sofreu alterações em termos de materiais e técnicas. O desenvolvimento de tecnologias para a concepção de novas modalidades de intervenção orgânica terá ramificações em diversas áreas, permitindo o uso de novas interfaces epiteliais interativas (tatuagens dinâmicas responsivas), e criando novas vias de interação e comunicação incorporada. Em contraste à prática tradicional de imagens estáticas, as tatuagens dinâmicas (TDs) permitem a geração de imagens dinâmicas e interativas na pele. Nosso objetivo aqui é apresentar este novo campo de pesquisa e refletir sobre o papel do designer no projeto de tatuagens dinâmicas e as implicações destas tatuagens que transformam a pele em uma nova fonte de inscrições interativas e reversíveis.

Avaliação de genótipos de girassol (helianthus annuus l.) em Campo Novo Do Parecis - MT.

RESUMO: O presente trabalho teve como objetivo avaliar genótipos de girassol semeados em segunda safra no ano de 2014 em Campo Novo do Parecis ? MT, no campo experimental do Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia de Mato Grosso. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados, com 16 tratamentos (16 genótipos) e quatro repetições. As parcelas experimentais foram constituídas de 4 linhas com 6,5 m de comprimento, com espaçamento entrelinhas de 0,45 m, contendo área de 11,7 m², totalizando uma área de 748m². Foi utilizada a população de 45000 plantas por hectare. Os dados foram submetidos à análise de variância e ao teste Scott-Knott, a 5% de probabilidade. Para a massa de mil aquênios, os genótipos que se destacaram foram BRS 323, MG 360 e M734 enquanto que as os mais produtivos foram os genótipos MG 360, AGUARÁ 06, MG 305, AGUARÁ 04, CF 101, SYN 045, GNZ NEON, HELIO 251 e SYN 3950HO. ABSTRACT: This study aimed to evaluate genotypes of sunflower seeded second harvest in the year 2014 in Campus Campo Novo do Parecis, in the experimental field of the Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia de Mato Grosso. The experimental design was a randomized block design with treatments 16 (16 genotypes) and four replications. The experimental plots consisted of four rows 6.5 m long with row spacing of 0.45 m, containing area of 11.7 m², totaling an area of 748 m². The population of 45000 plants per hectare is used. Data were subjected to analysis of variance and the Scott - Knott test at 5 % probability. For the mass of thousand achenes, genotypes that stood out were BRS 323, MG 360 and M734 while the most productive genotypes were the MG 360, AGUARÁ 06, MG 305, AGUARÁ 04, CF 101, SYN 045, GNZ NEON, HELIO 251 and SYN 3950HO.

Caracteres agronômicos de híbridos de girassol em Campo Novo do Parecis, na segunda safra de verão de 2015.

RESUMO: O objetivo deste trabalho foi avaliar características agronômicos durante o desenvolvimento de híbridos de girassol cultivados na região de Campo Novo do Parecis - MT. O ensaio foi instalado e conduzido,entre os meses de fevereiro ejunho de 2015, na área experimental do setor de produção do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Mato Grosso - IFMT Campus Campo Novo do Parecis - MT, cujas coordenadas geográficas são latitude S 13°40'31" longitude O 57°53'31" e altitude média de 574 m. O solo predominante é Latossolo Vermelho distrófico típico. O delineamento experimental foi em blocos casualizados com 13 tratamentos (híbridos) e 4 repetições, totalizando um total de 52 parcelas. Foram avaliadas as seguintes características agronômicas do girassol: dias para o florescimento inicial, dias para a maturação fisiológica, altura de planta, curvatura do caule, número de plantas acamadas, número de plantas quebradas e produtividade de aquênios. Os dados foram submetidos à análise de variância e ao teste de média Scott-Knott (p<0,05). O híbrido BRS G44 apresentou híbrido BRS G44 apresentou bom rendimento, ciclo precoce e porte baixo, nas condições de segunda safra de verão em Campo Novo do Parecis (MT) . Assim, este híbrido se torna boa opção para o cultivo de girassol na região. ABSTRACT: The objective of this study was to evaluate agronomic characteristics for the development of sunflower hybrids grown in the region of Campo Novo do Parecis - MT. The experiment was carried out and conducted between the months of February to June 2015 in the experimental area of the production sector of the Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Mato Grosso, - IFMT, Campo Novo do Parecis - MT (latitude S 13°40'31" longitude W 57°53'31" and average altitude of 574 m). The predominant soil is Typic Tropudox. The experimental design was randomized blocks with 13 treatments (hybrids) and four repetitions, resulting in 52 plots. The sunflower agronomic traits evaluated were: days to initial flowering, days to physiological maturity, plant height, stem curvature, number of lodged plants, number of broken plants and achenes productivity. Data were subjected to analysis of variance and average test Scott-Knott (p<0.05). The hybrid BRS G44 showed good yield, early maturity and low height in second summer crop conditions in Campo Novo do Parecis (MT). Thus, this hybrid is a good option for sunflower cultivation in the region.

Shortening design time through multiplatform simulations with a portable OpenCL golden-model: the LDPC decoder case

Hardware designers and engineers typically need to explore a multi-parametric design space in order to find the best configuration for their designs using simulations that can take weeks to months to complete. For example, designers of special purpose chips need to explore parameters such as the optimal bitwidth and data representation. This is the case for the development of complex algorithms such as Low-Density Parity-Check (LDPC) decoders used in modern communication systems. Currently, high-performance computing offers a wide set of acceleration options, that range from multicore CPUs to graphics processing units (GPUs) and FPGAs. Depending on the simulation requirements, the ideal architecture to use can vary. In this paper we propose a new design flow based on OpenCL, a unified multiplatform programming model, which accelerates LDPC decoding simulations, thereby significantly reducing architectural exploration and design time. OpenCL-based parallel kernels are used without modifications or code tuning on multicore CPUs, GPUs and FPGAs. We use SOpenCL (Silicon to OpenCL), a tool that automatically converts OpenCL kernels to RTL for mapping the simulations into FPGAs. To the best of our knowledge, this is the first time that a single, unmodified OpenCL code is used to target those three different platforms. We show that, depending on the design parameters to be explored in the simulation, on the dimension and phase of the design, the GPU or the FPGA may suit different purposes more conveniently, providing different acceleration factors. For example, although simulations can typically execute more than 3x faster on FPGAs than on GPUs, the overhead of circuit synthesis often outweighs the benefits of FPGA-accelerated execution.

Enhancing design space exploration by extending CPU/GPU specifications onto FPGAs

The design cycle for complex special-purpose computing systems is extremely costly and time-consuming. It involves a multiparametric design space exploration for optimization, followed by design verification. Designers of special purpose VLSI implementations often need to explore parameters, such as optimal bitwidth and data representation, through time-consuming Monte Carlo simulations. A prominent example of this simulation-based exploration process is the design of decoders for error correcting systems, such as the Low-Density Parity-Check (LDPC) codes adopted by modern communication standards, which involves thousands of Monte Carlo runs for each design point. Currently, high-performance computing offers a wide set of acceleration options that range from multicore CPUs to Graphics Processing Units (GPUs) and Field Programmable Gate Arrays (FPGAs). The exploitation of diverse target architectures is typically associated with developing multiple code versions, often using distinct programming paradigms. In this context, we evaluate the concept of retargeting a single OpenCL program to multiple platforms, thereby significantly reducing design time. A single OpenCL-based parallel kernel is used without modifications or code tuning on multicore CPUs, GPUs, and FPGAs. We use SOpenCL (Silicon to OpenCL), a tool that automatically converts OpenCL kernels to RTL in order to introduce FPGAs as a potential platform to efficiently execute simulations coded in OpenCL. We use LDPC decoding simulations as a case study. Experimental results were obtained by testing a variety of regular and irregular LDPC codes that range from short/medium (e.g., 8,000 bit) to long length (e.g., 64,800 bit) DVB-S2 codes. We observe that, depending on the design parameters to be simulated, on the dimension and phase of the design, the GPU or FPGA may suit different purposes more conveniently, thus providing different acceleration factors over conventional multicore CPUs.

A cultura cerâmica no design da joalharia portuguesa

Este trabalho de investigação tem como objectivo contribuir para o aprofundamento de estudos vocacionados para o desenvolvimento de novos produtos, suportado pelo encontro entre duas Culturas do Fazer, a cerâmica e a joalharia, e orientado pela Cultura do Projecto, o design. A análise e a ponderação acerca dos pontos em comum entre estas duas culturas materiais, em particular no contexto português, são a base para a definição e a aplicação de um novo concept de produto, mediado por uma metodologia projectual e sustentado nas noções de Modularidade, de Arquétipo, de Tipologia, de Valor Semântico, de Valor Simbólico, de Sistema de Produto e de Design Estratégico. Esta dissertação desenvolve-se ao longo de duas partes, após uma introdução em que se define o objecto de estudo e a metodologia da investigação. A primeira parte tem quatro capítulos. O primeiro capítulo trata do enquadramento teórico da Cultura Cerâmica a partir de uma análise históricotipologica (desde a cultura mesopotâmica até ao século XXI) orientando-se para o contexto português: os lugares de produção cerâmica e o azulejo como portador de cultura. O segundo capítulo, centrando-se em Portugal como lugar de investigação, estuda a Joalharia num âmbito experimental, analisando o valor simbólico da jóia. No terceiro capítulo interpreta-se o design entre tradição e inovação, nomeadamente a sua importância como veiculador cultural, o seu relacionamento com o artesanato e a relevância do laboratório como lugar de experimentação. O quarto capítulo analisa a acção do cruzamento entre os dois sectores – cerâmica e joalharia – na definição da cultura material, na Europa e em Portugal. Clarifica-se também o conceito de Sistema de Produto quando aplicado, como projecto piloto, à Joalharia, servindo-se de estudos de caso como mediadores experimentais. A segunda parte tem três capítulos. No primeiro capítulo analisam-se e averiguam-se tipologias de jóias existentes, assim como algumas provas laboratoriais que permitem o entendimento da tecnologia cerâmica no desenvolvimento de um projecto de Joalharia. Possibilita-se, deste modo, o surgimento dos primeiros estudos tipológico-formais determinantes para a definição da tipologia de projecto jóia-azulejo. No segundo capítulo define-se uma estratégia metodológica para aplicar a um produto de jóia cerâmica, analisando a particular importância do factor emocional na tomada de decisão do cliente. O terceiro capítulo defende um projecto experimental, como momento de verificação, aplicação e materialização do estudo desenvolvido nesta dissertação, proporcionando uma ocasião projectual para avaliar as potencialidades de um produto futuro, orientado pelo design, fruto do cruzamento entre a Cultura Cerâmica e a Joalharia em Portugal.

Design de unidades funcionais: plataforma para o desenvolvimento novos produtos universidade-indústria

Este trabalho de investigação teve como principais objetivos, por um lado, procurar as relações existentes entre a Instituição Ensino Superior de Design (IES-D) e as empresas, por outro, configurar um modelo que permitisse criar uma plataforma de inovação para o desenvolvimento de novos produtos na IES-D num contexto globalizado. Nos últimos anos, o setor “ensino superior” na Europa e em várias partes do mundo passou por grandes mudanças, o que acentuou o ambiente competitivo entre as IES, incluindo as de Design. Neste âmbito, procurou-se demonstrar o novo posicionamento estratégico da IES-D perante o mercado, e quais as ações a desenvolver que possibilitam alcançar uma vantagem competitiva sustentável. Primeiro, considerou-se fundamental identificar a importância do design perante o ensino, a situação mundial e a mudança da cultura económica. Depois, assinalaram-se as iniciativas de promoção do design e as políticas de inovação europeias. E por fim, reuniram-se os aspetos que obrigam as IES-D a assumir novos papéis de interação com o mercado. Por análise comparativa internacional procedeu-se à seleção de uma amostra de dezoito (18) IES-D – dez europeias, quatro norte americanas e quatro asiáticas. Instituições de ensino com tipologias diversas e pertencentes a distintos contextos socioeconómicos. A caracterização da amostra através de análise estrutural permitiu identificar aspetos comuns às IES-D – ações estratégicas que servem para promover a inovação. Para explicitar a interação do sistema formado por esses elementos comuns, configurou-se um modelo concetual – Hexágono da Inovação (HI). O modelo, enquanto instrumento de análise, permite criar um padrão da inovação da IES-D e posicioná-la perante o setor - ensino superior de design. Foi também realizado um ensaio da aplicabilidade do modelo concetual HI na ESAD.cr/IPL. Através da implementação da plataforma de inovação - ESAD Design Studio - Centro de Estudos e Investigação em Design (EDS/CEID), foram ensaiadas as ações necessárias para promover o design estratégico e o design de inovação.