Estudos estruturais com a importina-α e Sequências de Localização Nuclear (NLS) de proteínas envolvidas no metabolismo de Neurospora crassa

Proteínas que apresentam atividades no núcleo e possuem sequência de localização nuclear (NLS) tem seu deslocamento dependente do heterodímero importina-α/β. A importina- (ImpA) é responsável pelo reconhecimento inicial do substrato a ser importado através da interação com os NLS. Os sinais são caracterizados por apresentar um ou mais grupos de aminoácidos básicos, denominados como sequências monopartidas e bipartidas. O fungo Neurospora crassa vem sendo utilizado há mais de 70 anos como organismo modelo em estudos de expressão gênica, desenvolvimento e diferenciação celular, ritmo circadiano, defesa do genoma, bem como outros aspectos da biologia de eucariotos. A presença de um grande número de genes no genoma de N. crassa ainda com funções desconhecidas aponta este organismo como um promissor modelo para o estudo de novos mecanismos genéticos e bioquímicos ainda não identificados. Considerando a importância do metabolismo do glicogênio para os organismos, o presente trabalho teve como objetivo o estudo estrutural de complexos de ImpA com peptídeos NLSs (NCM e NCB) de proteínas envolvidas no metabolismo de glicogênio do fungo N. crassa, utilizando técnicas de cristalografia de proteínas. Monocristais dos complexos ImpA-NCM e ImpA-NCB foram obtidos para a coleta dos dados de difração de raios-X, resultando em dois conjuntos de dados à 2,1Å e 2,45Å de resolução, respectivamente. Após elucidação da estrutura da ImpA, mapas de densidade eletrônica gerados revelaram uma densidade eletrônica no sítio principal de reconhecimento de NLS da ImpA de ambas estruturas, possibilitando modelagem dos peptídeos. Em uma comparação do mapa de densidade eletrônica obtido de ambos complexos com um mapa de uma estrutura nativa de ImpA (70-529) coletada à 2,0Å de resolução, a qual usualmente apresenta um peptídeo “contaminante” no sitio de ligação... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)

Análise da viabilidade de simulações com feixes de prótons de 100, 150, 200 e 250 MeV em alvos heterogêneos

In the recent years, the use of proton beams in radiotherapy has been an outstanding progress (SMITH, 2006). Up to now, computed tomography (CT) is a prerequisite for treatment planning in this kind of therapy because it provides the electron density distribution required for calculation of dose and the interval of doses. However, the use of CT images for proton treatment planning ignores fundamental differences in physical interaction processes between photons and protons and is, therefore, potentially inaccurate (SADROZINSKI, 2004). Proton CT (pCT) can in principle directly measure the density distribution needed in a patient for the dose distribution (SCHULTE, et al, 2004). One important problem that should be solved is the implementation of image reconstruction algorithms. In this sense, it is necessary to know how the presence of materials with different density and composition interfere in the energy deposition by ionization and coulomb excitation, during its trajectory. The study was conducted in two stages, was used in both the program SRIM (The Stopping and Range of Ions in Matter) to perform simulations of the interaction of proton beams with pencil beam type. In the first step we used the energies in the range of 100-250 MeV (ZIEGLER, 1999). The targets were set to 50 mm in length for the beam of 100 MeV, due to its interaction with the target, and short-range, and 70 mm for 150, 200 and 250 MeV The target was composed of liquid water and a layer of 6 mm cortical bone (ICRP). It were made 9 simulations varying the position of the heterogeneity of 5 mm. In the second step the energy of 250 MeV was taken out from the simulations, due to its greater energy and less interaction. The targets were diminished to 50 mm thick to standardize the simulations. The layer of bone was divided into two equal parts and both were put in the ends of the target... (Complete abstract click electronic access below)

Síntese, caracterização e estudo do comportamento térmico dos oxanatos de lantanídeos(III) e de ítrio(III), no estado sólido

Pós-graduação em Química - IQ

Tomografia da ionosfera a partir do GNSS e técnicas algébricas: estudo de caso para a região brasileira

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Métodos Semi-Empíricos: princípios básicos e aplicações

Pós-graduação em Física - IGCE

Síntese, caracterização e estudo do comportamento térmico dos glicolatos de lantanídeos e ítrio no estado sólido

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Estudo da modificação da fotoluminescência em α-Bi2O3 após tratamento térmico assistido por pressão

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Simulação e modelagem computacional de dados de espalhamento à baixos ângulos - enfoque em estruturas de alta simetria

Esta tese apresenta uma abordagem para a criação rápida de modelos em diferentes geometrias (complexas ou de alta simetria) com objetivo de calcular a correspondente intensidade espalhada, podendo esta ser utilizada na descrição de experimentos de es- palhamento à baixos ângulos. A modelagem pode ser realizada com mais de 100 geome- trias catalogadas em um Banco de Dados, além da possibilidade de construir estruturas a partir de posições aleatórias distribuídas na superfície de uma esfera. Em todos os casos os modelos são gerados por meio do método de elementos finitos compondo uma única geometria, ou ainda, compondo diferentes geometrias, combinadas entre si a partir de um número baixo de parâmetros. Para realizar essa tarefa foi desenvolvido um programa em Fortran, chamado de Polygen, que permite modelar geometrias convexas em diferentes formas, como sólidos, cascas, ou ainda com esferas ou estruturas do tipo DNA nas arestas, além de usar esses modelos para simular a curva de intensidade espalhada para sistemas orientados e aleatoriamente orientados. A curva de intensidade de espalhamento é calculada por meio da equação de Debye e os parâmetros que compõe cada um dos modelos, podem ser otimizados pelo ajuste contra dados experimentais, por meio de métodos de minimização baseados em simulated annealing, Levenberg-Marquardt e algorítmicos genéticos. A minimização permite ajustar os parâmetros do modelo (ou composição de modelos) como tamanho, densidade eletrônica, raio das subunidades, entre outros, contribuindo para fornecer uma nova ferramenta para modelagem e análise de dados de espalhamento. Em outra etapa desta tese, é apresentado o design de modelos atomísticos e a sua respectiva simulação por Dinâmica Molecular. A geometria de dois sistemas auto-organizado de DNA na forma de octaedro truncado, um com linkers de 7 Adeninas e outro com linkers de ATATATA, foram escolhidas para realizar a modelagem atomística e a simulação por Dinâmica Molecular. Para este sistema são apresentados os resultados de Root Mean Square Deviations (RMSD), Root Mean Square Fluctuations (RMSF), raio de giro, torção das hélices duplas de DNA além da avaliação das ligações de Hidrogênio, todos obtidos por meio da análise de uma trajetória de 50 ns.

Estudo teórico de intermediários tetraédricos acidez / basicidade e estereosseletividade enzimáticos

The present work aimed first, the theoretical study of tetrahedral intermediate stability formed from carbonyl addition reactions using the second (MP2) and third (MP3) order Møller–Plesset perturbation theory. Linear correlations between electronic energy difference of reactions with Wiberg Indexes and C-O bond lengths were obtained, and was observed that the stability of adducts formed depends directly of electronic density involved between these atoms. The knowing of electronic parameters of these structures has an important hole due to the large use on reactions that in his course forms this tetrahedral intermediate. Employing the ONIOM (B3LYP:AMBER) methodology, was evaluated the stereoselectivity of a enzymatic reaction between CAL B enzyme and a long chain ester. In this study, were obtained the electronic energies of ground state and intermediate state of transesterification rate-determing step from two possible proquirals faces Re and Si. The objective was study the enantioselectivity of CAL B and rationalizes it using quantum theory of atoms in molecules (QTAIM). A theoretical study employing inorganic compounds was performed using ab initio CBS-QB3 method aiming to find a link between thermodynamic and equilibrium involving acids and bases. The results observed showed an excellent relationship between difference in Gibbs free energy, ΔG of acid dissociation reaction and ΔG of hydrolysis reaction of the corresponding conjugate base. It was also observed, a relationship between ΔG of hydrolysis reaction of conjugate acids and their corresponding atomic radius showing that stability plays an important role in hydrolysis reactions. The importance of solvation in acid/base behavior when compared to theoretical and experimental ΔG´s also was evaluated.

Estudo sobre a relação entre a atividade geomagnética e cintilações de sinais de GPS em Natal-RN (Brasil)

To identify the relationship between GPS scintillation in Natal-RN (Brazil) and geomagnetic disturbances of any intensities and variations, this work made analysis of the ionospheric behavior and magnetic indexes (Dst , AE and Bz of the interplanetary magnetic field) concerning to different periods of the solar cycle between 2000 and 2014. Part of the data of this research originated at the UFRN observatory, from a GEC Plessey board connected to an ANP -C 114 antenna, modified by Cornell University’s Space group Plasma Physics in order to operate the ScintMon, a GPS monitoring program. This study, therefore, found several cases of inhibited scintillations after the main phase of magnetic storms, a fact that, along with others, corroborated with categorization of Aarons (1991) and models of disturbed dynamo (according to Bonelli, 2008) and over-shielding penetration, defended by Kelley et al. (1979) and Abdu (2011) [4]. In addition to these findings, different morphologies were noted in such disruptions in the GPS signal in accordance with previous magnetic activities. It also found a moderate relationship (R2 = 0.52) between the Dst rate (concerning to specific time) and the average of S4 through a polynomial function. This finding therefore, corroborating Ilma et al. (2012) [17], is an important evidence that the scintillation GPS are not directly controlled by magnetic induction of storms. Completing this work, this relation did show itself as a way of partial predicting of scintillations.

Novos protocolos teóricos utilizados nos estudos das ligações hidrogênio-hidrogênio, na estabilidade do tetraedrano, seus derivados e das reações de diels-alder e na quantificação da afinidade de fármacos

This thesis was performed in four chapters, at the theoretical level, focused mainly on electronic density. In the first chapter, we have applied an undergraduate minicourse of Diels-Alder reaction in Federal University of Rio Grande do Norte. By using computational chemistry tools students could build the knowledge by themselves and they could associate important aspects of physical-chemistry with Organic Chemistry. In the second chapter, we studied a new type of chemical bond between a pair of identical or similar hydrogen atoms that are close to electrical neutrality, known as hydrogen-hydrogen (H-H) bond. In this study performed with complexed alkanes, provides new and important information about their stability involving this type of interaction. We show that the H-H bond playing a secondary role in the stability of branched alkanes in comparison with linear or less branched isomers. In the third chapter, we study the electronic structure and the stability of tetrahedrane, substituted tetrahedranes and silicon and germanium parents, it was evaluated the substituent effect on the carbon cage in the tetrahedrane derivatives and the results indicate that stronger electron withdrawing groups (EWG) makes the tetrahedrane cage slightly unstable while slight EWG causes a greater instability in the tetrahedrane cage. We showed that the sigma aromaticity EWG and electron donating groups (EDG) results in decrease and increase, respectively, of NICS and D3BIA aromaticity indices. In addition, another factor can be utilized to explain the stability of tetra-tert-butyltetrahedrane as well as HH bond. GVB and ADMP were also used to explain the stability effect of the substituents bonded to the carbon of the tetrahedrane cage. In the fourth chapter, we performed a theoretical investigation of the inhibitory effect of the drug abiraterone (ABE), used in the prostate cancer treatment as CYP17 inhibitor, comparing the interaction energies and electron density of the ABE with the natural substrate, pregnenolone (PREG). Molecular dynamics and docking were used to obtain the CYP1ABE and CYP17-PREG complexes. From molecular dynamics was obtained that the ABE has higher diffusion trend water CYP17 binding site compared to the PREG. With the ONIOM (B3LYP:AMBER) method, we find that the interaction electronic energy of ABE is 21.38 kcal mol-1 more stable than PREG. The results obtained by QTAIM indicate that such stability is due a higher electronic density of interactions between ABE and CYP17

Estudo teórico das propriedades eletrônicas e termodinâmicas de nanofitas quasiperiódicas BCN

Nanoscale materials composed of boron, nitrogen, and carbon have unique properties and may be useful in new technologies. In this thesis, we investigate some properties of BCN nanoribbons constructed according to the Fibonacci quasiperiodic sequence. We analyze properties such as structural stability, electronic density of states, electronic specific heat, band structure, and energy band gap. We have performed first-principles calculations based on density functional theory implemented in the SIESTA code. The results showed that nanoribbons present a fixed value of the formation energy. The electronic density of states was used to calculate the specific heat. We found an oscillatory behavior of the electronic specific heat, in the low temperature regime. We analyze the electronic band structure to determine the energy band gap. The energy band gap oscillates as a function of the Fibonacci generation index n. Our work suggest that appropriate choice of the building block materials of the quasiperiodic sequence, may lead to a tuneable band gap of the quasiperiodic nanoribbons.

Densidade, genética e saúde populacional como ferramentas para propor um plano de controle e erradicação de invasão biológica: o caso de Callithrix aurita (Primates) no Parque Nacional da Serra dos Órgãos, RJ, Brasil

A introdução de espécies em locais fora de sua distribuição natural é uma preocupação importante na conservação da biodiversidade. A espécie Callithrix aurita é endêmica das regiões de floresta de altitude da Mata Atlântica do Sudeste do Brasil. Os critérios mais relevantes que a enquadram como espécie ameaçada de extinção são: destruição do habitat, incapacidade de adaptação a florestas secundárias degradadas, declínio populacional, distribuição restrita e introdução de espécies exóticas invasoras. Estes critérios, aliados à evidente raridade, explicam a sua inclusão na Lista Oficial de Espécies da Fauna Brasileira Ameaçadas de Extinção. Os objetivos do trabalho são: estimar o tamanho populacional de C. aurita, C. penicillata e seus híbridos no Parque Nacional da Serra dos Órgãos, avaliar a hibridação entre as espécies por caracteres morfológicos e laboratoriais, verificar o estado de saúde e confirmar a participação de C. aurita na paternidade dos animais capturados, propor um plano de erradicação e de controle de invasão de C. penicillata no Parque. Os tamanhos populacionais das duas espécies de primatas foram estimados através do método Distance Sampling. Um total de sete sagüis foi capturado com armadilhas de captura viva para a contenção física e química e posterior realização dos procedimentos. Para o hemograma, as dosagens bioquímicas e as análises genéticas, o sangue foi recolhido em um tubo de ensaio contendo anticoagulante e mantido em temperatura de refrigeração até o momento da manipulação / processamento das amostras. Callithrix aurita parece estar bem preservada apenas na área do Parque correspondente ao trecho situado no município de Petrópolis. As análises citogenéticas e moleculares dos híbridos são uma ferramenta útil para confirmar se há ou não hibridação, identificando as espécies envolvidas e verificando se há tendência nos retrocruzamentos. Pode-se sugerir que existe uma tendência à diferenciação das espécies e identificação de indivíduos híbridos pelo padrão hematológico e bioquímico, a ser confirmada com uma amostragem maior de animais da espécie C. aurita, preferencialmente da mesma localidade e nas mesmas condições. No caso de C. aurita, as principais recomendações para sua conservação incluem pesquisas para o registro de outras populações em áreas de distribuição livres de invasão, para que se possa avaliar as chances de recuperação populacional e sobrevivência da espécie. A criação de novas Unidades de Conservação deve ser estimulada, assim como estudos mais aprofundados sobre a espécie nos locais já conhecidos de ocorrência, além de um programa seguro de criação em cativeiro.

Avaliação in vivo da densidade óssea ao redor de implantes osteointegráveis com diferentes plataformas

Os implantes osteointegráveis assumiram condição prioritária na reabilitação da perda dentária unitária ou múltipla em função das elevadas taxas de sucesso e previsibilidade no tratamento e vêm sendo cada vez mais utilizados por especialistas e clínicos. Atualmente existe a preocupação com a manutenção dos tecidos moles periimplantares, principalmente em áreas estéticas. De modo geral, um ano após a instalação dos implantes osteointegráveis ocorre uma perda óssea proximal de 1,5 mm e em média 0,1 mm durante os anos subsequentes. Nos últimos anos, achados clínicos evidenciaram menor perda óssea inicial associada a intermediários de diâmetro reduzido em relação à plataforma dos implantes. Com o objetivo de comparar, por meio de imagens radiográficas o comportamento ósseo proximal ao redor de implantes osteointegráveis com plataformas convencionais e plataformas de diâmetro intermediário reduzido, foi estabelecido o seguinte desenho de estudo clínico prospectivo: em 08 pacientes totalmente edentados, foram instalados 40 implantes, 5 implantes mandibulares por paciente. Cada paciente recebeu 3 implantes com plataforma convencional e 2 com plataforma associada aos intermediários de diâmetro reduzido (cone morse). Foram confeccionadas próteses em resina acrílica e fixadas precocemente aos implantes por intermédio de parafusos, seguindo o modelo protocolo Bränemark. Foram feitas radiografias periapicais padronizadas em intervalos de 21 dias, 3, 6 e 12 meses, após a instalação dos implantes. As imagens radiográficas foram digitalizadas e realizada a subtração radiográfica digital pelo programa emago, sendo comparadas com a radiografia inicial. Os resultados obtidos neste estudo mostraram uma regularidade no remodelamento ósseo ao longo do tempo para todos os implantes, não tendo sido encontradas diferenças significativas entre os diferentes implantes analisados.

Alterações estruturais pancreáticas e metabólicas em camundongos C57BL/6 alimentados com dieta de alta densidade energética

Camundongos C57BL/6 machos com oito semanas de idade alimentados com diferentes dietas durante 16 semanas: de alta densidade energética (ADE, 26% das calorias de carboidrato, 60% de gordura e 14% de proteína) ou dieta padrão (CO, 76% das calorias de carboidrato, 10% de gordura e 14% de proteína). Comparado ao grupo CO, o grupo ADE apresentou maior ganho de massa e maior depósito de tecido adiposo, bem como maiores níveis plasmáticos de triglicerídeos, LDL-c, ALT, AST e fosfatase alcalina e com maiores níveis de corticosterona plasmática, glicose de jejum e insulina com uma consequente resistência à insulina (avaliado pelo HOMA-IR). No TOTG, a glicose plasmática aumentou ao máximo após 15 min. da administração de glicose oral em ambos os grupos. Entretanto os níveis de glicose foram maiores no grupo ADE que no grupo CO (P<0.0001). O clearance de glicose no grupo ADE foi reduzido, permanecendo aumentado após 120 min. (P<0.001), caracterizando intolerância a glicose no grupo ADE. O teste intraperitoneal de tolerância à insulina mostrou uma rápida redução na glicose plasmática após 15 minutos da administração de insulina em ambos os grupos, mas significativamente aumentada no grupo ADE (P<0.0001), permanecendo desta forma até os 120 min. após a administração. Concluindo, camundongos C57BL/6 respondem a dieta ADE desenvolvimento os sinais e sintomas associados à síndrome metabólica observada em humanos. Por conseguinte, este modelo animal poderá ajudar-nos a compreender melhor as alterações em órgãos alvos associadas com a síndrome metabólica, assim como a possibilidade de tratamentos diferentes.