Molecular quantum similarity in QSAR: applications in computer-aided molecular design

La present tesi està centrada en l'ús de la Teoria de Semblança Quàntica per a calcular descriptors moleculars. Aquests descriptors s'utilitzen com a paràmetres estructurals per a derivar correlacions entre l'estructura i la funció o activitat experimental per a un conjunt de compostos. Els estudis de Relacions Quantitatives Estructura-Activitat són d'especial interès per al disseny racional de molècules assistit per ordinador i, en particular, per al disseny de fàrmacs. Aquesta memòria consta de quatre parts diferenciades. En els dos primers blocs es revisen els fonaments de la teoria de semblança quàntica, així com l'aproximació topològica basada en la teoria de grafs. Ambdues teories es fan servir per a calcular els descriptors moleculars. En el segon bloc, s'ha de remarcar la programació i implementació de programari per a calcular els anomenats índexs topològics de semblança quàntica. La tercera secció detalla les bases de les Relacions Quantitatives Estructura-Activitat i, finalment, el darrer apartat recull els resultats d'aplicació obtinguts per a diferents sistemes biològics.

História da ciência, interdisciplinaridade e ensino de física: o problema do demônio de Maxwell

Propomos que uma evolução de idéias científicas seja usada como instrumento de aprendizagem de conteúdos específicos e, em particular, para ressaltar como os conteúdos se articulam entre as disciplinas. Como exemplo, apresentamos um estudo sobre a proposta do demônio de Maxwell e discussões sobre sua exorcização, isto é, um estudo sobre a compreensão da natureza de um ser inteligente que atua dentro de um sistema físico e de como seria essa atuação. Estão envolvidos nesse problema fenômenos relacionados com várias teorias - Termodinâmica, Física Molecular, Mecânica Estatística, Teoria da Informação - dentro das disciplinas de Física, Química, Biologia, Computação. Entre diversas questões epistemológicas e conceituais aí contidas, será enfatizada a questão do objeto limitado de uma eoria científica, isto é, da limitação de seu significado aos fenômenos por ela compreendidos. A delimitação dos fenômenos estudados e as teorias e técnicas caracterizam a compreensão que vai realizar sua emergência concreta nos laboratórios. Essa compreensão vai dar também a possibilidade de atuação interdisciplinar.

Dinâmica molecular de sistemas iônicos poliatômicos: modelos polarizável e não-polarizável

Simulações de sais de carbonato fundidos pelo método de Dinâmica Molecular (MD) foram efetuadas com o modelo polarizável de cargas flutuantes (FC). O modelo de cargas flutuantes implementa os efeitos de polarização pelo método de Lagrangiano estendido, onde as variáveis extras são as próprias cargas parciais do íon poliatômico. O modelo FC foi parametrizado por meio de cálculos ab inito, aplicado ao ânion carbonato. Cálculos de Química Quântica ab initio foram utilizados para corroborar o modelo proposto para o ânion carbonato. Os sistemas investigados consistem em misturas de carbonatos alcalinos fundidos, Li2CO3/K2CO3, os quais são utilizados como eletrólitos em células a combustível. As simulações MD foram utilizadas para verificar o efeito da polarização dos ânions sobre a estrutura e dinâmica do líquido. Estudamos o efeito da inclusão de polarização sobre a condutividade do eletrólito.

Temperature-Dependence of Cationic Lipid Bilayer Intermixing: Possible Role of Interdigitation

In this work, we investigated the properties of a fusogenic cationic lipid, diC14-amidine, and show that this lipid possesses per se the capacity to adopt either an interdigitated structure (below and around its transition temperature) or a lamellar structure (above the transition temperature). To provide experimental evidence of this lipid bilayer organization, phospholipids spin-labeled at different positions of the hydrocarbon chain were incorporated into the membrane and their electron spin resonance (ESR) spectra were recorded at different temperatures. For comparison, similar experiments were performed with dimyristoyl phosphatidylcholine, a zwitterionic lipid (DMPC) which adopts a bilayer organization over a broad temperature range. Lipid mixing between diC14-amidine and asolectin liposomes was more efficient below (10-15 degrees C) than above the transition temperature (above 25 degrees C). This temperature-dependent "fusogenic" activity of diC14-amidine liposomes is opposite to what has been observed so far for peptides or virus-induced fusion. Altogether, our data suggest that interdigitatiori is a highly fusogenic state and that interdigitation-mediated fusion occurs via an unusual temperature-dependent mechanism that remains to be deciphered.

Electron Interactions with Disulfide Bridges

Because of its electronic properties, sulfur plays a major role in a variety of metabolic processes and, more in general, in the chemistry of life. In particular, S-S bridges between cysteines are present in the amino acid backbone of proteins. Protein disulfur radical anions may decay following different paths through competing intra and intermolecular routes, including bond cleavage, disproportionation, protein-protein cross linking, and electron transfer. Indeed, mass spectrometry ECD (electron capture dissociation massspectroscopy) studies have shown that capture of low-energy (<0.2 eV) electrons by multiply protonated proteins is followed by dissociation of S-S bonds holding two peptide chains together. In view of the importance of organic sulfur chemistry, we report on electron interactions with disulphide bridges. To study these interactions we used as prototypes the molecules dimethyl sulfide [(CH3)2S] and dimethyl disulfide [(H3C)S2(CH3)]. We seek to better understand the electron-induced cleavage of the disulfide bond. To explore dissociative processes we performed electron scattering calculations with the Schwinger Multichannel Method with pseudopotentials (SMCPP), recently parallelized with OpenMP directives and optimized with subroutines for linear algebra (BLAS) and LAPACK routines. Elastic cross sections obtained for different S-S bond lengths indicate stabilization of the anion formed by electron attachment to a σ*SS antibonding orbital, such that dissociation would be expected.

A eletroinstabilidade da Guanina.

A dissociação induzida pela captura eletrônica em biomoléculas e, em especial, em diferentes sítios de DNA tem sido alvo de muitos estudos teóricos e experimentais. No presente trabalho, apresentarei estudos envolvendo a captura eletrônica da guanina monofosfato (GMP) em fase gasosa, a análise da estabilidade do ânion, e perspectivas futuras do projeto.

A física no contexto da biologia molecular

Nas últimas décadas tem havido uma crescente abordagem física no estudo de moléculas e sistemas macromoleculares de interesse biológico. Essa abordagem inclui tanto aspectos experimentais quanto teóricos. de fato, há um vasto campo a ser explorado pela física nessa área. Discutimos neste texto as características gerais e formação básica do profissional interessado em ter como objeto o estudo de sistemas biomoleculares, tanto em nível de graduação como na pós-graduação. Nessa linha de pensamento, assuntos como a formação básica e os fundamentos biológicos e físicos são discutidos.

Avaliação física, epidemiológica e molecular da infecção por Cryptosporidium spp. em passeriformes

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

La dinámica molecular como herramienta para el análisis de la física de la fractura frágil

Se discuten algunos elementos del origen y estado del arte del uso de la Dinámica Molecular (DM) como herramienta para el estudio de la física de la fractura a nivel atómico. La DM permite elaborar modelos computacionales para analizar el proceso de propagación de grietas a escalas difícilmente accesibles mediante la experimentación convencional, lo que posibilita obtener datos numéricos referentes a la evolución de una fractura frágil o dúctil, con la finalidad de cotejar lo establecido en modelos teóricos con lo detectado en experimentos, o también para especular sobre bases científicas firmes acerca de comportamientos aún no revelados en experimentos.

The structure and the dynamics of poly(vinyl methyl ether) PVME and in PVME concentrated water solution : a study by neutron scattering and fully atomistic molecular dynamics simulations

175 p. : il.

Design and synthesis of biofunctional magnetic/fluorescent glyco-nanoparticles and quantum dots and their application as specific molecular imaging probes

206 p.

Molecular Antennas and Photoactive Nanomaterials based on Energy Transfer Processes

110 p.

La actividad física en la población con discapacidad en Colombia. Una mirada desde el papel del Estado, los enfoques de desarrollo y las políticas públicas

El siguiente documento parte de una revisión documental básica sobre el papel que ha tenido el Estado, los enfoques de desarrollo y la evolución de las políticas públicas en la determinación y promoción de la práctica de la actividad física para las personas con discapacidad. Cuenta con un referente teórico de base que facilita el análisis en la toma de decisiones en políticas públicas dirigidas a la promoción de la práctica de la actividad física en esta población, tomando como principales referentes las políticas existentes a nivel nacional y distrital.

Teoría molecular de la materia.

Resumen del autor