O presente trabalho avaliou o efeito dietético do nível de lisina digestível e do zinco orgânico no desempenho para frango de corte macho, na fase pré-inicial de crescimento (1-11 dias de idade) e no balanço de nitrogênio (1-7 dias de idade). O delineamento experimental utilizado foi de blocos ao acaso, em esquema fatorial 5 x 2, constituído pelos fatores principais lisina digestível e zinco orgânico. Os níveis de lisina digestível foram: 0,90; 1,00; 1,10; 1,20; e 1,40% na presença ou ausência de zinco orgânico, todavia todas as dietas continham 43 ppm do zinco na forma inorgânica. Os níveis de zinco orgânico foram zero e 252 ppm na forma de carboquelato. No ensaio de desempenho, o número de repetições foram sete e a unidade experimental foi composta por 15 aves. No ensaio de digestibilidade, o número de repetições foram seis e a unidade experimental composta por seis aves. Em ambas situações, as dietas continham 2.960 de EM/kg e 21% de proteína bruta. No estudo de desempenho (1 aos 11 dias de idade) avaliaram-se: ganho em peso, consumo de ração, conversão alimentar, composição e deposição de nutrientes corporais. No ensaio de digestibilidade (1 aos 7 dias de idade) realizado em baterias, foram avaliados os coeficientes de digestibilidade aparente da matéria seca, proteína bruta e valores metabolizáveis da energia dietética. De 1 aos 11 dias de idade, não houve interação lisina digestível e zinco orgânico. Observou-se efeito (P<0,05) quadrático para lisina digestível nas variáveis: peso final, ganho em peso, ganho em peso relativo e efeito linear crescente (P<0,05) no consumo de ração. A conversão alimentar, nos dois ensaios, não diferiu com as variações dos níveis de lisina digestível e zinco na dieta. As variáveis: peso em jejum, peso da carcaça e ganho em peso diário apresentaram efeito linear ascendente (P< 0,01) para lisina digestível. Na taxa de deposição química da carcaça, o aumento da concentração de lisina coincidiu com o efeito quadrático para proteína bruta (P< 0,01) e extrato etéreo (P< 0,07). No corpo vazio, houve resposta quadrática para nível de lisina nas seguintes variáveis: água (P <0,01), matéria mineral (P< 0,05) e deposição total (P< 0,01). De acordo com os resultados da composição química e deposição de nutrientes corporais, estima-se o nível 1,25% de lisina digestível para o período de 1 aos 11 dias de idade. Nas condições vigentes de avaliação do desempenho, o nível ótimo de lisina digestível para frango de corte macho mantido em piso de concreto é 1,19%. De 1 aos 7 dias de idade, não houve relação de dependência entre lisina digestível e zinco orgânico no balanço de nitrogênio. A retenção de nitrogênio teve variação linear (P<0,05) ascendente, em resposta ao aumento da concentração de lisina digestível na dieta. Essa resposta coincidiu com o aumento (P<0,05) linear do ganho em peso e da eficiência alimentar. Baseado no balanço de nitrogênio e no desempenho em baterias, a exigência de lisina digestível é igual ou maior que 1,40% para frango de corte macho de 1 aos 7 dias de idade. / The present work evaluated the dietary effect of digestible lysine and organic zinc levels to male broiler on growth pre-initial phase (1-11 days old) performance and nitrogen balance (1-7 days old). The broilers were assigned to a completely randomized design with a 5 x 2 factorial arrangement applied in two experiment essays. The main factors were lysine (0.90; 1.00; 1.10; 1.20; and 1.40%) with or without organic zinc, however all diets contained 43 ppm inorganic zinc. The organic zinc were 0 and 252 ppm in carboquelate form. In performance essay the replications were seven and 15 birds for experimental unit. In digestibility essay the replications were six and 6 birds for experimental unit. In both situations the diets contained 2.960 ME/kg and 21% crude protein. In performance study (1 - 11 days old) it was evaluated: weight gain, feed intake, feed: gain ratio, composition and body nutrient depositions. In digestibility essay (1 - 7 days old) carried in batteries, it was evaluated dry matter, crude protein apparent digestibility coefficients and dietary metabolic energy values. From 1 to 7 days old there is not digestible lysine and organic zinc interaction. It was observed quadratic effects (P<0.05) of digestible lysine in final weight, weight gain, relative weight gain and positive linear (P<0.05) effect in feed intake. In both essays the feed: gain ratio did not differ when digestible lysine level and zinc variated in the diet. The weight fast, carcass weight and weight gain variables presented ascendant linear effect (P<0.01) for digestible lysine level. In the carcass chemistry deposition rate the lysine increase coincided with quadratic effect for crude protein (P<0.01) and fat (P<0.07).In the empty body deposition there was quadratic response for digestible lysine level in water (P <0.01), ash (P< 0.05) and total empty body deposition (P< 0.01). In accordance with the results of the chemical composition and deposition of corporal nutrients, it was estimated 1.25% of digestible lysine from 1 to 11 days old. In the present conditions the optimal level of digestible lysine for male broiler created in concrete floor is 1.19%. From 1 at 7 days old there is not dependence relation between digestible lysine and organic zinc in nitrogen balance. The nitrogen retention had positive linear variation (P<0.05) in response to digestible lysine increase in the diet. This response coincided with linear increase (P<0.05) of weight gain and feed efficiency. In base of nitrogen balance and performance in battery the lisine requirements is equal or bigger that 1.40% for male broiler from 1 at 7 days of age.

Uma das alternativas para reduzir os efeitos negativos das altas temperaturas nas plantas e, consequentemente a perda na produção e qualidade é a utilização de indutores de tolerância. Dentro deste contexto, a L-arginina, se apresenta como uma alternativa, por ser um dos aminoácidos mais funcionais e precursora de importantes compostos na regulação metabólica das plantas, com efeito na atenuação do estresse abiótico. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da aplicação foliar de diferentes doses de L-arginina (0; 0,15; 0,25; 0,5; 1,0 e 2,0 g L-1) na fisiologia, produção e qualidade do tomate cultivar Pizzadoro cultivado em ambiente protegido no período de verão. Para avaliação do efeito da L-arginina na fisiologia, foram feitas análises de indicadores de estresse dos compostos malonaldeído (MDA) e peróxido de hidrogênio (H2O2), das enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e ascorbato peroxidase (APX), teores de aminoácidos livres e teores de nutrientes nas folhas de tomateiro. Na produção foram determinadas a produção total (PT), a produção com presença de defeitos (PRDEF), a produção não comercial (PRNC) e a produção comercial (PC) com a classificação de calibre pequeno (PROP), médio (PROM) e grande (PROG). Além disso, foram determinados o número de frutos totais (NFT), número de frutos com presença de defeitos (NDEF), número de frutos não comerciais (NFNC) e número de frutos comerciais (NFC) com classificação de calibre pequeno (NFP), médio (NFM) e grande (NFG). Amostras de frutos maduros foram colhidas para a determinação de sólidos solúveis (SST), pH da polpa, ácido ascórbico (AA) e acidez total titulável (ATT) para determinação da qualidade do tomate. A aplicação de 1,0 g L-1 de L-arginina diminuiu o teor de MDA, e aumentou a atividade das enzimas CAT e APX. Além disso, essa dose do aminoácido aumentou a PC, PT, NFC, NFT e diminuiu a produção de NFNC. / Tolerance inductor products are one of the alternatives to reduce the negative effects of abiotic factors in plants, for instance the decrease of crop yield and quality. In this context, L-arginine is one option of this products to mitigate abiotic plant stress, due to its importance as a functional amino acid and precursor of metabolic plant compounds. Hence, the project objective was to evaluate the exogenous foliar application of different rates of L-arginine (0; 0.15; 0.25; 0.5; 1.0 e 2.0 g L-1) on physiology, yield and quality of tomato cultivar Pizzadoro growth in protected enviroment during Summer. Physiological effect were analized by markers of oxidative stress, as malondialdehyde (MDA) and hydrogen peroxide; activities of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and ascorbate peroxidase (APX) enzymes; free amino acids and nutrient contents in tomato leaves. Yield was estimated by total production (TP), production of defective fruit (PDF), non-commercial fruit production (NCFP) and commercial fruit production (CP). CP was classified as small (SPRO), medium (MPRO) and large (LPRO) sizes. Number of total fruit (NTF), number of defective fruit (NDF), number of non-commercial fruit (NNCF) and number of commercial fruit (NCF) were classified as small (NSF), medium (NMF) and large (NLF) sizes. Sample of mature tomatoes were harvested to assess quality, by content of soluble solids (SST), pH of tomato pulp, ascorbic acid (AA) and titratable acidity (TA). Application of L-arginine at rate of 1.0 g L-1 reduced MDA and increased CAT and APX. Besides physiological aspects, this level of amino acid increased CP, TP, NCF, NTF and decreased NNCF.

Foram purificados dois isoinibidores de &#945;-amilase (IAs) do feijão preto, Phaseolus vulgaris, cv. Rico 23, através de extração aquosa, precipitação fracionada com sulfato de amônio, diálise contra água destilada e cromatografias em colunas de troca iônica, interação hidrofóbica e peneira molecular. Foram analisadas as caracteristicas químicas dos inibidores (I-1 e I-2), apresentando: 9,9 e 12,1% de carboidratos, 58 e 51 KDaltons de peso molecular, 4,70 e 4,65 como pontos isoelétricos e 13,4 e 36,7 de hidrofobicidade superficial, respectivamente. Também foram analisados o conteúdo de amino ácidos, os mapas trípticos, bem como as condições de dissociação molecular e mudanças conformacionais por agentes químicos e temperatura, avaliadas em SDS-PAGE, calorimetria diferencial e emissão de fluorescência. A separação das subunidades peptídicas foi realizada por cromatografia em DEAE-celulose-uréia 6M, procedendo-se o seqüenciamento parcial de 3 peptídeos isolados. A confrontação das seqüências obtidas com a seqüência da var. Greensleaves revelou homologias de até 59%. Porém, diferenças marcantes entre o I-1 e o I-2 demonstram que essas proteínas devem ser sintetizadas a partir de DNAs distintos. As proteínas isoladas são comprovadamente isoinibidores pertencentes a uma nova família de inibidores de &#945;-amilase específica dos Phaseolus vulgaris. / Two &#945;-amylase isoinhibitors, I-1 and I-2, were purified from black beans Phaseolus vulgaris, cv. Rico 23. Both are glycoproteins acting on mammalian and insect &#945;-amylases, having similar isoelectric points, 4.70 and 4.65, and aminoacid composition, but showing different molecular weights, 58 and 51 KDaltons, and surface hydrophobicity, 13.4 and 36.7, respectivily. Conformational changes due to dissociating agents and temperature were detected by SDS-PAGE, DSC and by following the fluorescence emission. The peptides dissociated by urea-SDS-&#946;-mercaptoethanol were isolated on a urea-DEAE-celulose column. Three of the isolated peptides were sequenced showing up to 59% homology with the deduced sequence from the inhibitor of the var. Greensleaves. In spite of the similarity, they seem to be sythesizes by different DNAs.

Rações de aves, formuladas sob o conceito de aminoácidos digestíveis, podem ter reduzidos os níveis protéicos sem prejuízos às necessidades das aves. Dois experimentos foram conduzidos com o objetivo de avaliar a exigência de lisina digestível para frangos de corte machos da linhagem Ross nos períodos de 1 aos 11 e 23 aos 36 dias de idade. Experimento1: utilizaram-se 1050 pintos de um dia, cinco dietas, isoenergéticas (2950kcal EM/kg) e isoprotéicas (23% PB), com os níveis de lisina digestível: 1,12; 1,17; 1,22; 1,27 e 1,35%. Adotou-se o delineamento em blocos ao acaso com sete repetições e a unidade experimental foi composta por 30 aves. Realizou-se o abate comparativo para determinar a deposição de nutrientes corporais. Observaram-se efeitos (P<0,05) lineares descendentes nas variáveis peso final, ganho em peso, ganho em peso relativo e consumo de ração, indicando, provável excesso de aminoácidos na dieta. As variáveis de composição química corporal, não apresentaram diferenças estatísticas. A exceção ocorreu na variável matéria mineral no sangue e vísceras que apresentou resposta (P<0,01) quadrática. Nas taxas de deposição de nutrientes observou-se efeito linear descendente da deposição de água na carcaça. Nas condições vigentes o nível ótimo de lisina digestível para frangos de corte machos de 1 aos 11 dias de idade deve ser igual ou inferior a 1,12%; entretanto, novos estudos devem ser realizados com níveis abaixo, do menor aqui estudado. Experimento 2: utilizaram-se 1050 frangos de corte machos da linhagem Ross de 23 aos 36 dias de idade. Foram testadas cinco dietas experimentais isoenergéticas (3050kcal EM/kg) e isoprotéicas (19% PB) com os níveis de lisina digestível: 0,95; 1,00; 1,05; 1,10 e 1,15%. O delineamento adotado foi em blocos ao acaso, com sete repetições e trinta aves por unidade experimental A técnica de abate comparativo foi utilizada para determinar deposição de água, proteína, extrato etéreo e matéria mineral nas vísceras e sangue, carcaça e corpo vazio. Não houve efeito do nível de lisina no consumo de ração.Verificou-se efeito quadrático dos tratamentos nas variáveis peso final, ganho em peso, ganho em peso relativo e conversão alimentar. Nas variáveis de desempenho, onde ficaram caracterizados efeitos da concentração dietética de lisina, o nível estimado como ótimo do aminoácido foi 1,09%. As variáveis de rendimento de carcaça e cortes não apresentaram diferenças estatísticas. Observou-se efeito quadrático para nível de lisina nas variáveis peso de carcaça e peso vivo reconstituído. As demais variáveis da composição química não apresentaram diferenças significativas. As variáveis deposição protéica e lipídica na carcaça e corpo vazio não tiverem diferenças significativas. A deposição de água na carcaça e corpo vazio apresentaram resposta quadrática e indicaram como ótimo o nível de 1,09% de lisina. De acordo com os resultados de desempenho, composição química e deposição de nutrientes corporais estima-se a exigência em 1,09 % de lisina digestível para frangos de corte machos dos 23 aos 36 dias de idade. / Poultry diets formulated under digestible amino acids concept can be reduced in terms of protein levels without decreasing poultry requirements. Digestible lysine requirement for Ross line broilers was evaluated in two experiments conducted at chicks from 1 to 11 days of age and from 23 to 36 days of age, respectively. In the first trial, 1050 one day chicks were used, five isoenergetic (2950kcal ME/kg) and isoproteic (23% CP) diets, with digestible lysine levels of 1.12, 1.17, 1.22, 1.27 and 1.35%. Randomized bloc design was adopted with seven replications of 30 birds in each experimental unit. Comparative slaughtering was conducted in order to determine body nutrients depositions. Decreasing linear effects (P<0.05) in final average weight were observed, as well as mean weight gain, relative weight gain and average feed intake, suggesting a probable amino acid excess in diet. The body chemical composition analysis had shown no statistical differences. Squared response was observed in blood and offal mineral matter analysis (P<0.01). Carcass and empty body nutrient deposition ratios had shown decreasing linear effect in water content. In the given conditions of the trial, digestible lysine optimal levels for broilers ranging from 1 to 11 days of age must be the same or lower than 1.12%, however further researches must be conducted in order to determine effects of lower lysine levels than the ones used in this trail. In the latter, 1050 Ross male broilers from 23 to 36 days of age were fed five experimental isoenergetic (3050 kcal ME/kg) and isoproteic (19% CP) diets with digestible lysine levels of 0.95, 1.00, 1.05, 1.10 and 1.15%. Randomized bloc design was adopted with seven replications of 30 birds in each experimental unit. Comparative slaughtering was conducted in order to determine water content, protein, lipid and mineral matter in blood and offal, carcass and body weight. No statistical difference of lysine levels in feed intake was observed, although a squared response was verified due to treatments on final weight, weight gain, relative weight gain and feed: gain variables. On performance broiler the optimal digestible lysine estimated was 1.09%. Carcass yield and parts had not shown statistical differences. Squared effect was observed for lysine levels in carcass weight and reconstituted live weight variables. Variables such as body chemical composition had not shown differences. The protein and lipid deposition in carcass and body weight have not shown differences, but water content in carcass and empty body had showed squared response, at 1.09% level of digestible lysine. According to perfomance results, chemical composition and body nutrient deposition results, digestible lysine optimal levels can be estimated at 1.09% for male broilers from 23 to 36 days of age.

O presente estudo teve como objetivo avaliar níveis ótimos de valina digestível. Foram conduzidos três ensaios com frangos de corte da linhagem Cobb nas fases inicial (1-14 dias), crescimento (14-28 dias) e terminação (28-42 dias), com ensaios realizados separadamente para cada fase, tendo como base o método dose-resposta. Para os ensaios de 1 a 14dias e de 14 a 28 dias, 672 amimais foram distribuídos em delineamento inteiramente ao acaso, em oito tratamentos (7 níveis de valina e 1 controle), com 7 repetições, sendo cada unidade experimental composta por 12 aves , porém no ensaio de 28 a 42 dias foram utilizados 560 frangos, igualmente distribuídos como nos ensaios anteriores em 8 tratamentos com 7 repetições com 10 aves cada. Foram formuladas dietas basais pela técnica da diluição, deficientes em valina, contendo níveis de energia, minerais e vitaminas conforme recomendações de Rostagno et al. (2005), para cada fase. As recomendações dos níveis de valina digestível para cada fase, obtidas no presente estudo, foram realizadas com base nas respostas de CA. As recomendações obtidas pelo método dose resposta são de 0,917; 0,905 e 0,783% de valina digestível para frangos de 1 a 14 dias, 14 a 28 e 28 a 42 dias de idade, respectivamente. / This study was to evaluate optimal levels of digestible valine. Three trials were conducted with broiler chickens of Cobb in the initial phase (1-14 days), growth (14-28 days) and termination (28-42 days), with tests performed separately for each phase, based on the method dose-response. For tests 1 to 14 days and 14 to 28 days, 672 animals it were distributed in a completely randomized in eight treatments (seven levels of valine and 1 control), with 7 replicates, each replicate consisting of 12 birds but the test of 28 to 42 days 560 chickens were used, equally distributed as in previous trials in 8 treatments with 7 replicates of 10 birds each. Basal diets were formulated by the dilution technique, deficient in valine, containing levels of energy, minerals and vitamins as recommended by Rostagno et al. (2005), for each phase. The recommended levels of digestible valine for each phase, obtained in this study were based on responses from CA. The recommendations obtained by the dose response are 0.917, 0.905 and 0.783% of digestible valine for broilers from 1-14 days, 14-28 and 28-42 days of age, respectively.

A otimização do metabolismo e a maximização do desempenho das aves dependem de adequada nutrição. Dentre os nutrientes essenciais a essa nutrição estão o aminoácido lisina e zinco, objetos desta avaliação, sobre a produção, qualidade, composição dos ovos e morfologia intestinal. Setecentos e vinte poedeiras foram submetidas em dois períodos de avaliação. Cada período correspondeu a 12 semanas, sendo a Fase-I de 24 a 36 e a Fase-II de 48 a 60 semanas de idade. Os tratamentos foram distribuídos em delineamento inteiramente casualizado, dispostos em esquema fatorial (5 x 3) aplicados em seis repetições e a unidade experimental foi composta de oito aves/parcela. Os níveis de lisina digestível foram: 0,482; 0,527; 0,582; 0,644 e 0,732% e de zinco: 137, 309 e 655 ppm na forma de quelato. Na Fase-I, houve interação de lisina digestível e zinco nas variáveis: consumo de ração médio diário, conversão alimentar, porcentagem de postura e na massa de ovo. Na Fase-II a interação foi evidenciada no consumo de ração médio diário, peso da casca, composição química e taxas de deposição protéica, lipídica e mineral do ovo. Na maior concentração dietética de zinco o acréscimo de lisina digestível coincidiu com aumento linear no peso da casca. Por outro lado, o acréscimo de zinco independentemente do nível de lisina na dieta, culminou com a redução do peso do ovo e da porcentagem da matéria mineral na gema limitando a eficiência de deposição mineral nessa fração do ovo. Resultado inverso ocorreu no albúmen, quando houve aumento na porcentagem de matéria mineral. Em ambas as fases, a menor concentração de zinco (173ppm) atendeu as necessidades de produção e qualidade das aves. O valor médio estimado de lisina digestível foi de 0,662% ± 0,03 para a Fase-I e de 0,609 ± 0,004 para a Fase-II. / The optimization of the metabolism and poultry performance maximization depend of adequate nutrition. Among the essential nutrients there are lysine and zinc, subjects this evaluation, on egg production, quality, composition and intestinal morphology. Seven hundred and twenty laying were submitted into two study periods. Each period corresponded to 12 weeks, being 24 to 36 Phase I and 48 to 60 weeks of age Phase II. The treatments were allotted to a completely randomly, disposed randomized design under factorial scheme (5 x 3) with six replications and eight bird per experimental unit. The lysine levels were: 0.482; 0.527; 0.582; 0.644 e 0.732% and zinc: 173, 309 and 655 ppm in chelate form. At Phase I, there was interaction of digestible lysine and zinc in variables: average feed intake, feed: gain, laying percentage and egg mass. At Phase II the interaction was evidenced at the average feed intake, shell weight, chemical composition, proteic, lipidic and mineral depositionn rates egg. In the higher dietetic zinc concentration the digestible lysine accretion coincide with linear increase in shell weight. On the other hand, the zinc increase, of independently from diet lysine level, coincide with egg weight and yolk mineral percentage decrease, however limiting the mineral accretion efficiency in this egg fraction. In both Phases, the smallest zinc concentration (173ppm) attended the poultry production and quality needs. The estimate value of digestible lysine was 0.662% ± 0.03 for Phase I and 0.609% ± 0.004 for Phase II.

Avaliou-se a relação lisina digestível: energia metabolizável em dietas de machos castrados e marras dos 24 aos 50 kg. O delineamento experimental usado foi blocos ao acaso, com cinco tratamentos, oito repetições, um animal por unidade experimental no ensaio de desempenho e quarto repetições e um animal por unidade experimental no de metabolismo. Nos parâmetros sanguineos, foi usado delineamento inteiramente casualizado, quarto repetições por sexo e um animal por unidade experimental. Os tratamentos foram 0,80; 0,90; 1,00; 1,10 e 1,20% de lisina digestível. Avaliaram-se as características de desempenho, digestibilidade e metabolismo e os parâmetros sanguineos. Houve efeito quadrático do nível de lisina digestível no peso dos suínos e na conversão alimentar das fêmeas. O ganho de peso relativo, a eficiência de proteína bruta e a conversão alimentar melhoraram linearmente para machos castrados. Constatou-se efeito quadrático do aminoácido na excreção e retenção do nitrogênio urinário, efeito também observado na energia excretada na urina e energia digestível. No perfil de neutrófilos de machos castrados e na relação neutrófilo x linfócito de ambos os sexos houve resposta quadrática do teor dietético de lisina. Comparado ao grupo controle, constatou-se efeito positivo da segregação sanitária. O máximo desempenho de machos castrados e fêmeas dos 24 aos 50 kg, do genótipo estudado, foi obtido com 1,08% de lisina digestível, no entanto o valor médio corrigido pelo ensaio de digestibilidade e metabolismo sugere 0,910% ou 17,1 g do aminoácido por dia ou 2,72 g/Mcal de EM. Quanto à segregação sanitária, as fêmeas apresentaram maior resistência à exposição de patógenos, caracterizando menor susceptibilidade a esse tipo de estresse. / It was studied the relationship between digestible lysine and metabolizable energy in barrows and gilts diets 24 at 50 kg body weight. The design used was randomized blocks, five treatments, eight replications, an animal for experimental unit in performance assay and four replications and an animal for experimental unit in metabolism. In blood profile assay were used design completely randomized, four replications for sex and one animal for experimental unit. The treatments were 0.80, 0.90, 1.00, 1.10 and 1.20% of digestible lysine. Performance caracteristics, digestibility and metabolism and the blood profile was studied. Quadratic effect of digesltible lysine levels was observed in body weight in swine and in feed conversion in gilts. The relative body gain, crudo protein eficience and feed conversion make better linearly for barrows. There was quadratic effect of amino acid in nitrogen excretion and retention, this effect was observed too in urine excreted energy and digestible energy. In barrows neutrophil profile and in neutrophil/lymphocyte ratio for both sexes, were quadratic response by lysine dietary. Compared with control group, there was positive effect of segregation health. The maximum barrows and gilts performance from 24 to 50 kg, by studied genotype, was obtained with 1.08% lysine digestible, but the average value corrected for digestibility and metabolism suggests 0,910% or 17.1 g amino acid per day or 2.72 g/Mcal of ME. About sanitary segregation, gilts showed greater patogens resistence with less susceptibility to stress.

Orientador: Zanoni Dias / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-22T15:29:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_AndreAtanasioMaranhao_D.pdf: 2248939 bytes, checksum: b57ed5328b80a2fc7f36d1509558e756 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Alinhamento de seqüências é, reconhecidamente, uma das tarefas de maior importância em bioinformática. Tal importância origina-se no fato de ser uma operação básica utilizada por diversos outros procedimentos na área, como busca em bases de dados, visualização do efeito da evolução em uma família de proteínas, construção de árvores filogenéticas e identificação de motifs preservados. Seqüências podem ser alinhadas aos pares, problema para o qual já se conhece algoritmo exato com complexidade de tempo O(l2), para seqüências de comprimento l. Pode-se também alinhar simultaneamente três ou mais seqüências, o que é chamado de alinhamento múltiplo de seqüências (MSA, do inglês Multiple Sequence Alignment ). Este, que é empregado em tarefas como detecção de padrões para caracterizar famílias protéicas e predição de estruturas secundárias e terciárias de proteínas, é um problema NP - Difícil. Neste trabalho foram desenvolvidos métodos heurísticos para alinhamento múltiplo de seqüências de proteína. Estudaram-se as principais abordagens e métodos existentes e foi realizada uma série de implementações e avaliações. Em um primeiro momento foram construídos 342 alinhadores múltiplos utilizando a abordagem progressiva. Esta, que é uma abordagem largamente utilizada para construção de MSAs, consiste em três etapas. Na primeira delas é computada a matriz de distâncias. Em seguida, uma árvore guia é gerada com base na matriz e, finalmente, o MSA é construído através de alinhamentos de pares, cuja ordem é definida pela árvore. Os alinhadores desenvolvidos combinam diferentes métodos aplicados a cada uma das etapas. Para a computação das matrizes de distâncias foram desenvolvidos dois métodos, que são capazes também de gerar alinhamentos de pares de seqüências. Um deles constrói o alinhamento com base em alinhamentos locais e o outro utiliza uma função logarítmica para a penalização de gaps. Foram utilizados ainda outros métodos disponíveis numa ferramenta chamada PHYLIP. Para a geração das árvores guias, foram utilizados os métodos clássicos UPGMA e Neighbor Joining. Usaram-se implementações disponíveis em uma ferramenta chamada R. Já para a construção do alinhamento múltiplo, foram implementados os métodos seleção por bloco único e seleção do par mais próximo. Estes, que se destinam a seleção xiii do par de alinhamentos a agrupar no ciclo corrente, são comumente utilizados para tal tarefa. Já para o agrupamento de um par de alinhamentos, foram implementados 12 métodos inspirados em métodos comumente utilizados - alinhamento de consensos e alinhamento de perfis. Foram feitas todas as combinações possíveis entre esses métodos, resultando em 342 alinhadores. Eles foram avaliados quanto à qualidade dos alinhamentos que geram e avaliou-se também o desempenho dos métodos, utilizados em cada etapa. Em seguida foram realizadas avaliações no contexto de alinhamento baseado em consistência. Nesta abordagem, considera-se MSA ótimo aquele que estão de acordo com a maioria dos alinhamentos ótimos para os n(n ? 1)/2 alinhamentos de pares contidos no MSA. Alterações foram realizadas em um alinhador múltiplo conhecido, MUMMALS, que usa a abordagem. As modificações foram feitas no método de contagem k-mer, assim como, em outro momento, substituiu-se a parte inicial do algoritmo. Foram alterados os métodos para computação da matriz de distâncias e para geração da árvore guia por outros que foram bem avaliados nos testes realizados para a abordagem progressiva. No total, foram implementadas e avaliadas 89 variações do algoritmo original do MUMMALS e, apesar do MUMMALS já produzir alinhamentos de alta qualidade, melhoras significativas foram alcançadas. O trabalho foi concluído com a implementação e a avaliação de algoritmos iterativos. Estes se caracterizam pela dependência de outros alinhadores para a produção de alinhamentos iniciais. Ao alinhador iterativo cabe a tarefa de refinar tais alinhamentos através de uma série de ciclos até que haja uma estabilização na qualidade dos alinhamentos. Foram implementados e avaliados dois alinhadores iterativos não estocásticos, assim como um algoritmo genético (GA) voltado para a geração de MSAs. Nesse algoritmo genético, implementado na forma de um ambiente parametrizável para execução de algoritmos genéticos para MSA, chamado ALGAe, foram realizadas diversas experiências que progressivamente elevaram a qualidade dos alinhamentos gerados. No ALGAe foram incluídas outras abordagens para construção de alinhamentos múltiplos, tais como baseada em blocos, em consenso e em modelos. A primeira foi aplicada na geração de indivíduos para a população inicial. Foram implementados alinhadores baseados em blocos usando duas abordagens distintas e, para uma delas, foram implementadas cinco variações. A segunda foi aplicada na definição de um operador de cruzamento, que faz uso da ferramenta M-COFFEE para realizar alinhamentos baseados em consenso a partir de indivíduos da população corrente do GA, e a terceira foi utilizada para definir uma função de aptidão, que utiliza a ferramenta PSIPRED para predição das estruturas secundárias das seqüências. O ALGAe permite a realização de uma grande variedade de novas avaliações / Abstract: Sequence alignment is one the most important tasks of bioinformatics. It is a basic operation used for several procedures in that domain, such as sequence database searches, evolution effect visualization in an entire protein family, phylogenetic trees construction and preserved motifs identification. Sequences can be aligned in pairs and generate a pairwise alignment. Three or more sequences can also be simultaneously aligned and generate a multiple sequence alignment (MSA). MSAs could be used for pattern recognition for protein family characterization and secondary and tertiary protein structure prediction. Let l be the sequence length. The pairwise alignment takes time O(l2) to build an exact alignment. However, multiple sequence alignment is a NP-Hard problem. In this work, heuristic methods were developed for multiple protein sequence alignment. The main approaches and methods applied to the problem were studied and a series of aligners developed and evaluated. In a first moment 342 multiple aligners using the progressive approach were built. That is a largely used approach for MSA construction and is composed by three steps. In the first one a distance matrix is computed. Then, a guide tree is built based on the matrix and finally the MSA is constructed through pairwise alignments. The order to the pairwise alignments is defined by the tree. The developed aligners combine distinct methods applied to each of steps. Then, evaluations in the consistency based alignment context were performed. In that approach, a MSA is optimal when agree with the majority along all possible optimal pairwise alignments. MUMMALS is a known consistency based aligner. It was changed in this evaluation. The k-mer counting method was modified in two distinct ways. The k value and the compressed alphabet were ranged. In another evaluation, the k-mer counting method and guide tree construction method were replaced. In the last stage of the work, iterative algorithms were developed and evaluated. Those methods are characterized by other aligner's dependence. The other aligners generate an initial population and the iterative aligner performs a refinement procedure, which iteratively changes the alignments until the alignments quality are stabilized. Several evaluations were performed. However, a genetic algorithm for MSA construction stood out along this stage. In that aligner were added other approaches for multiple sequence alignment construction, such as block based, consensus based and template based. The first one was applied to initial population generation, the second one was used for a crossover operator creation and the third one defined a fitness function / Doutorado / Ciência da Computação / Doutor em Ciência da Computação

Kyoto University (京都大学) / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第14634号 / 工博第3102号 / 新制||工||1461(附属図書館) / 26986 / UT51-2009-D346 / 京都大学大学院工学研究科材料化学専攻 / (主査)教授 大塚 浩二, 教授 木村 俊作, 教授 松原 誠二郎 / 学位規則第4条第1項該当

Kyoto University (京都大学) / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第17062号 / 工博第3611号 / 新制||工||1548(附属図書館) / 29782 / 京都大学大学院工学研究科物質エネルギー化学専攻 / (主査)教授 中村 正治, 教授 小澤 文幸, 教授 辻 康之 / 学位規則第4条第1項該当