Tese de Doutorado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde da Universidade do Extremo Sul Catarinense – UNESC, para obtenção do título de Doutora em Ciências da Saúde. / Ethylmalonic acid (EMA) accumulates in tissues and biological fluids of patients suffering from short-chain acyl-CoA dehydrogenase deficiency (SCADD) and ethylmalonic encephalopathy (EE), diseases characterized by neurological alterations, includingdevelopmental delay, intellectual disability,and neuromuscular symptoms. However, the pathophysiology ofbrain dysfunction in these patients is still uncertain. In this context, the aim of the present study was to investigate in vivo, in vitro, and in silicoeffects ofEMA on acetylcholinesterase (AChE)activity, important enzyme for termination of cholinergic synapses, in cerebral cortex of30-day-old male Wistarrats. For in vivoexperiments, the animals were dividedinto two groups: EMA group, which received threesubcutaneous EMA administrations(5 μmol/g; 90 minutes of interval), and control group, which received three saline solution administrations in the same conditions.One hour after the last administration, the animals were euthanized by decapitation and the cerebral cortex of each animal werecleaned and isolated for analysis of AChE activity and its expression.For in vitroexperiments, cerebral cortex homogenates from animals without previous manipulation were incubated in the absence or presence of different concentrations of EMA(0.5, 1 and 2.5 mM)for 1 h. Immediately after, these homogenates were used for the determination of AChE activity.First, it was observed that EMA administrationincreased AChE activity when compared to control group.The same effect was observed in in vitroexperiment after one hour of incubation.In an attempt to elucidate the mechanisms by which EMA activated AChE, it was evaluated the expression of this enzyme by measuring messenger ribonucleic acid (mRNA) levels and it was not verified any difference between groups, indicating that EMA did not affect AChE expression.In order to evaluate the interaction between EMA and AChE from Rattus norvegicus(rAChE), as well as the affinity between acetylcholine (ACh) and rAChE previously bonded to EMA (halo-AChE) and in the absence of EMA, it was carried out in silicoexperiments by molecular docking. It is noteworthy that phenilalanine 295 is part of acyl binding, that recognizes the entrance of molecules within the gorge. Additionaly, the atomic intermolecular detail fromEMA docking within rAChE showed hydrogen bonds between EMA and phenylalanine 295 and arginine 296 residues from rAChE, with 2.4 Å and 2.6 Å of distances, respectively. It was also observed that ACh bonded near the catalytic triad of rAChE in halo-AChE andthat the energy value of this affinity is more negative (-5.2 kcal/mol) when compared to the affinity from ACh within apo-AChE (-5.0 kcal/mol). Taken together, the present results suggest an activation of AChE caused by EMA andthatthis effect is possible due to an allosteric effect. These alterations might collaborate to the brain damage and intellectual disability found in patients affected by SCADD and EE. / O ácido etilmalônico (EMA) acumula-seem tecidose líquidosbiológicos de pacientes acometidos peladeficiência da desidrogenase de acil-CoA de cadeia curta (SCADD) epelaencefalopatia etilmalônica (EE), erros inatos do metabolismo (EIM) caracterizados por alterações neurológicas heterogêneas, incluindoatraso no desenvolvimento, deficiência intelectuale sintomas neuromusculares. No entanto, a fisiopatologia da disfunção cerebral encontrada nesses pacientes ainda não é completamente conhecida. Oobjetivo do presente trabalho foi investigar os efeitos in vivo, in vitroe in silicodo EMA sobre a atividade da enzima acetilcolinesterase (AChE), enzima importante para finalização das sinapses colinérgicas,em córtex cerebral de ratos.Para tanto, foram utilizados ratos Wistar machos com 30 dias de vida. Para os experimentos in vivo, os animais foram divididos em dois grupos: grupo EMA, que recebeu 3 administrações subcutâneas do EMA(6μmol/g; 90 minutos de intervalo), e controle, que recebeu 3 administrações de solução salina nas mesmas condições.Uma hora após a última administração, os animais sofreram eutanásia por decapitação e os córtices cerebraisforam limpos e isolados para determinação da atividade e expressão da AChE. Para os experimentos in vitro, córtices cerebrais de animais sem prévia manipulação foram homogeneizados e incubados na presença de diferentes concentrações de EMA (0,5, 1 e 2,5 mM) por 1 h. Imediatamente após, os homogeneizados foram utilizados para a determinação da atividade da AChE.Inicialmente, foi observadoum aumento daatividade da enzima AChE no grupo que recebeu administraçõesde EMA em comparação ao grupo controle. O mesmo efeito foi observado in vitroapós uma hora de incubação na presença de EMA.Na tentativa de elucidar o mecanismo pelo qual o EMA ativa a AChE, foi avaliada a expressão desta enzima através da medida dos níveis de ácido ribonucleico mensageiro (RNAm). Entretanto não houve nenhuma diferença significativa entre os grupos, indicando que este ácido orgânico não altera aexpressão desta enzima.Foram então investigados parâmetros in silicopara avaliar a interação do EMA com a AChE de Rattus norvegicus(rAChE), bem como a afinidade do seu substrato (acetilcolina; ACh)com arAChEpreviamente ligada ao EMA (halo-AChE) e na ausência de EMA (apo-AChE)por docagemmolecular.Adicionalmente, odetalhamento atômico intermolecular da docagem do EMA em rAChEevidenciou a formação de ligações de hidrogênio entre o EMA e os resíduos fenilalanina 295 e arginina 296 de rAChE a 2,4 Å e 2,6 Å de distância, respectivamente. Vale ressaltar que o resíduo fenilalanina 295 faz parte do sítio de ligação acil, que reconhece a entrada de moléculas na região catalítica. Também observou-se que a ACh se liga próximo à tríade catalítica da halo-AChE,e o valor de energia dessa ligação é mais negativo (-5,2 kcal/mol) quando comparado ao valor de energia de ligação da ACh àapo-AChE(-5,0 kcal/mol). Tomados em conjunto, os resultados do presente trabalho sugeremuma ativação da AChE causada pelo EMA, e tal efeito possivelmente se deve a um efeito alostérico. Tais alteraçõespodem colaborar para o dano cerebral e o dano cognitivoencontradosnos pacientes acometidos por SCADD e EE.

Orientador: Luiz Francisco Zafalon / Coorientador: Fernando Antônio de Ávila / Coorientador: Oswaldo Durival Rossi Junior / Banca: Maurício de Alvarenga Mudadu / Banca: Luciano Menezes Ferreira / Banca: Hélio José Montassier / Banca: Marita Vedovelli Cardozo / Resumo: Tendo em vista a importância e o crescente interesse na produção de leite de búfala e seus derivados e da ocorrência de Staphylococcus coagulase negativa (SCN) como patógenos da mastite tanto em bovinos como em bubalinos. O presente estudo objetivou avaliar genes de virulência, a resistência a antimicrobianos, bem como metodologias para correta identificação destes SCN em ambiente de ordenha e no leite de bubalinos. Foram colhidas 320 amostras de leite de quartos mamários de 80 búfalas escolhidas aleatoriamente, 20 amostras de narinas e 20 amostras da boca dos bezerros bubalinos, 16 amostras das mãos dos ordenhadores e 64 amostras de insufladores das teteiras, coletadas durante a ordenha. Vinte e sete cepas de Staphylococcus coagulase negativa foram positivas para o gene eno, 10 para o gene ebps, 10 para o gene fnbA. Em relação aos genes relacionados com a produção de enterotoxinas, apenas uma cepa foi positiva para o gene sea, uma para o gene see e para os genes relacionados a resistência antimicrobiana, uma cepa foi positiva para o gene mecA. A identificação das espécies isoladas foi realizada utilizando-se a metodologia de MALDI-TOF MS e confirmada por iniciadores espécie-especifico desenhados neste estudo, exceto para S. agnetis o qual foi erroneamente identificado como S. hyiucs por espectofotometria de massa. Neste trabalho a identificação destas duas espécies foi confirmada por sequenciamento genômico de um isolado representativo. Foram observadas quatro amostras resis... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Due to the importance and the growing interest in buffalo milk production and its derivate and the concurrency of coagulase negative staphylococci as major mastitis pathogens both in cattle and in buffalo. This study aimed to search for virulence genes, antimicrobial resistance, and to evaluate methodologies for the identification of these microorganisms in samples of buffalo milk and from milking environment. For this, a total of 320 milk samples were collected from mammary quarters of 80 randomly selected buffaloes, 20 samples from nostrils and 20 samples from buffalo calves 'mouths, 16 samples from milking hands and 64 samples from liners were collected at the time of milking. Twenty-seven strains of coagulase negative staphylococci were positive for the eno gene, ten for ebpS gene, ten for the fnbA. Regarding genes related to enterotoxins production. Only one strain was positive for the sea and see gene and one for the mecA gene. The identification of the isolates was correctly done by MALDI-TOF MS and subsequently confirmed by species specific primers, except for S. agnetes that was wrongly identified as S. hyiucs. This identification was confirmed by genomic sequencing of a representative isolate from each species. There were four strains resistant to clindamycin, nine to vancomycin, one to chloramphenicol, seven to rifanmpicina, four to cefepime, seven to oxacillin, 17 to penicillin, 13 to erythromycin, 15 to cotrimoxazole and three to tetracycline. Furthermore, resistance to two or more antibiotics were observed in 21 isolates. The present study results may contribute to incidence prevention and control of mastitis in buffalo, caused by coagulase negative Staphylococcus. The main SCN species isolated were S. chromogenes, S. agnetis and S. epidermidis., the detection of genes related to adhesion and the production of enterotoxins m... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador : Prof. Dr. Roberto Tadeu Raittz / Coorientadores : Dra. Jeroniza Nunes Marchaukoski e Dr. Vinícius Almir Weiss / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Educação Profissional e Tecnológica, Programa de Pós-Graduação em Bioinformática. Defesa: Curitiba, 16/09/2016 / Inclui referências ao final dos capítulos / Resumo: Uma das principais análises envolvendo sequências biológicas, imprescindíveis e complexas, é a análise de homologia. A necessidade de desenvolver técnicas e ferramentas computacionais que consigam predizer com mais eficiência grupos de ortólogos e, ao mesmo tempo, lidar com grande volume de informações biológicas, ainda é um grande gargalo a ser superado pela bioinformática. Atualmente, não existe uma única ferramenta eficiente na detecção desses grupos, pois ainda requerem muito esforço computacional e tempo. Metodologias já consolidadas, como o BLAST 'todos contra todos', RBH e ferramentas como o OrthoMCL, demandam um alto custo computacional e falham quando há ortologia, necessitando de uma intervenção manual sofisticada. Diante desse cenário, neste trabalho, aprensentamos um breve review referente às técnicas, desenvolvidas entre 2011 até metade de 2017, para a detecção de ortólogos, descrevendo 12 ferramentas e contextualizando os principais problemas ainda a serem superados. A maioria das ferramentas utiliza o algoritmo BLAST como algoritmo padrão predição de homologia entre sequências. Apresentamos também uma nova abordagem para a clusterização de homólogos, a ferramenta RAFTS3groups. Para validarmos a ferramenta utilizamos como base de dados o UniProtKB/Swiss-Prot com outras ferramentas de clusterização o UCLUST e CD-HIT. RAFTS3groups mostrou-se ser mais de 4 vezes mais rápido que o CD-HIT e equiparável em volume de clusters e de tempo à ferramenta UCLUST. Para análise e consolidação de homologia, introduzimos uma nova aplicação auxiliar à ferramenta RAFTS3groups, na clusterização de ortólogos, o script DivideCluster. Comparamos com o método BLAST 'todos contra todos', analisando 9 genomas completos de Herbaspirillum spp. disponíveis no NCBI genbank. RAFTS3groups mostrou-se tão eficiente quanto o método, apresentando cerca de 96% de correlação entre os resultados de clusterização de core e pan genoma obtidos. Palavras-chave: homologia, clusterização, alignment-free, k-means, RAFTS3. / Abstract: One of the main tests involving biological sequences, essential and complex, is the analysis of homology. The study of homologous genes involved in processes such as cell cycle, DNA repair in simpler organisms, even with large evolutionary distance, there are genes that are shared between primates, yeasts and bacteria, which we call (core-genome). The need to develop computational tools and techniques that can predict more efficiently ortologs groups and handle large volume of biological information is still a problem to be resolved by Bioinformatics. We don't have a single powerful tool in detecting groups that still require a lot of effort and computing time. Tools, already consolidated, as the BLAST ' 'all-against-all' ', RBH, OrthoMCL, demand a high computational cost and fail when there is orthology, requiring manual intervention. In this scenario, in this work we presents a brief review on main techniques, developed between 2011 until early 2016, for the detection of orthologs groups, describing 12 tools and being developed currently and the main problems main problems still to be overcome. We note that most tools uses the BLAST as default prediction of homology between sequences. We also present a new approach for the analysis of homology, the RAFTS3groups tool. We use as the database UniProtKB /Swiss-Prot with the clustering tools the UCLUST and the CD-HIT. RAFTS3groups proved to be more than 4 times faster than CD-HIT and comparable in volume to clusters and time with UCLUST tool. In Homology analysis we introduced a new clustering strategy of orthology, the DivideCluster algorithm aplication built into the RAFTS3groups. Compared with the BLAST 'all-against-all', analyzing 9 complete genomes from Herbaspirillum spp. available by NCBI genbank. RAFTS3groups was shown to be as efficient as the method, showing approximately 96% of the correlation among the clustering results of core and pan genome obtained. Key-words: homology, clustering, alignment-free, k-means clustering, RAFTS3.

Orientador : Prof. Dr. Fábio de Oliveira Pedrosa / Co-Orientador: Prof. Dr. Roberto Tadeu Raittz / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Educação Profissional e Tecnológica, Programa de Pós-Graduação em Bioinformática. Defesa: Curitiba, 16/02/2012 / Bibliografia: fls. 81-86 / Resumo: O propósito da anotação é identificar sequências de DNA codificadoras de RNAs ou proteínas, esse processo é importante porque atribuem funções moleculares aos produtos gênicos. Para isso, são utilizadas ferramentas computacionais de anotação de genes que usam alinhamentos de sequência de proteína ou de DNA com o propósito de identificar genes homólogos e utilizar as informações de banco de dados de domínio público para inferir a função do gene. Embora sejam técnicas eficientes, elas podem estar sujeitas a erros quando realizada sem curadoria de um perito, em particular quando ocorre inexistência de grau de similaridade significativo de uma sequência comparada com outras sequências ou quando o banco de dados é composto por sequências parciais. Além disso, a taxa de erro de anotação pode ser significativamente aumentada quando a sequência de proteína de consulta é nova, compartilhando nenhuma semelhança com qualquer sequência disponível em bases de dados. Por esses motivos, neste trabalho desenvolveu-se uma ferramenta para verificar anotação de genes em genomas completos de bactérias, o programa Bioinformatics Tool Based on Bacterial Genomes Comparison (BOBBLES). Ele realiza a verificação da predição de genes computacionalmente propostos pelo programa Hybrid-Gene Finder (HGF). O programa BOBBLES compara a anotação de um genoma de referência completo de bactérias com os genes identificados pelo programa HGF. Este programa utiliza duas abordagens de comparação de sequências, uma utilizando pesquisas de similaridade de sequência através do programa BlastP e a outra utilizando o programa SILA. Ambas as abordagens servem para decidir se as sequências sugeridas pelo programa HGF foram anotadas corretamente. Para testar a ferramenta BOBBLES, utilizou-se um conjunto composto por 14 genomas bacterianos completos. Foram encontrados 365 novos genes e 101 genes com melhor ou similar grau alinhamento em fase de leitura diferente do genoma de referência, resultando em uma porcentagem de acerto de aproximadamente 76 % para esse conjunto de genomas, utilizando o alinhamento das sequências com o programa SILA. Já com o alinhamento realizado pelo programa Blastp obteve-se 529 novos genes. No entanto, o tempo médio estimado de execução do programa BOBBLES tendo em seu algoritmo a ferramenta SILA é de pelo menos cinco vezes mais rápido do que utilizando o programa BlastP. Essa diferença de tempo é justificada pelo fato do programa SILA realizar os alinhamentos das sequências com indexação recursiva em um banco de dados local, o banco de dados de proteínas não redundantes do NCBI, conhecido por NR. / Abstract: The annotation purpose is to identify DNA sequences coding for proteins or RNAs, this process is important because it gives the molecular function for the genes products. For that, it's used Gene Annotation tools using protein or DNA sequences alignments to identify homologous genes and use information from the public database to infer gene function. Although these are efficient techniques, they can be error-prone when performed without curation of an expert, particularly in cases of similarity sequence with no degree of similarity with other sequences that may be relevant or when the database is composed by partial sequences. In addition, annotation error rate can be significantly increased when it's a new query protein sequence, sharing no similarity with any available sequence in databases. Therefore, this work has developed a tool to verify genes annotation in complete bacterial genomes, the Bioinformatics Tool Based on Bacterial Genomes Comparison program (BOBBLES). It realizes the computationally gene prediction performed by Hybrid-Gene Finder (HGF). The BOBBLES compares a previous complete bacterial genome annotation with the genes identified by HGF program. This program uses two sequence comparison approaches, the first one using the BlastP program, and another approach using the SILA program, to decide whether they were recorded correctly. The BOBBLES was tested using a set composed of 14 complete bacterial genomes. These tests obtained 365 new genes and 101 genes with better or similar alignment in process of reading different from the reference genome, resulting in 76% of correct results for genomes set which used the alignment of sequences with the SILA program. But using the BlastP program, 529 new genes were obtained. However, the estimated average execution time for the BOBBLES program using SILA program was at least five times faster than using the BlastP program. This time difference is justified by the fact that the SILA program performs the alignments of the sequences with recursive indexing into a local database, the NCBI's non-redundant protein sequence (NR) database.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-06-23Bitstream added on 2014-06-13T18:49:49Z : No. of bitstreams: 1 ferreira_fr_me_sjrp.pdf: 884938 bytes, checksum: cb71cfbd072d7a80c82fa5ec84776eea (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A predição de estruturas secundárias e terciárias pode contribuir para elucidar o problema de enovelamento de proteínas. Para isso, métodos de Redes Neurais Artificiais (RNAs) e Algoritmos Genéticos são utilizados a fim de predizê-las, a partir de determinadas seqüências primárias de aminoácidos. Neste sentido, esta pesquisa visa à utilização de três níveis de RNAs. O primeiro nível é composto por um vetor de entrada representando a seqüência primaria dos aminoácidos, com uma dimensão de 22.n, onde n é o tamanho da janela compreendida entre 7 a 23. O segundo nível possui a implementação dos resultados da primeira rede. Por fim o terceiro nível é composto por um júri de decisão. As RNAs são treinadas no Simulador MATLAB 5.0, um software composto de vários recursos para a sua implementação (Neural Network Toolbox). As RNAs implementadas são do tipo Multi Layer Perceptron (MLP), que utilizam o algoritmo backpropagation (RPROP) e a função de treinamento trainrp. Os dados obtidos são comparados com os preditores 'The Predict Protein Server Default' (www.emblheidelberg.de/predictprotein/submit_def.html), 'The PSA Protein Structure Prediction Server' (http//bmerc-www.bu.edu/psa/request.html) e 'The PSIPRED Protein Structure Prediction Server' (http://bioinf.cs.ucl.ac.uk/psipred/), a fim de se obter um modelo de predição. / The prediction of (secondaray and tertiary) structures of proteins can contribute to elucidadate the protein-folding problem. In oder to predict these structures we used methods of Artificial Neural Network (ANN) and genetic algorithms starting from the primary sequences of amino acids. The present work is composed of 3 networks levels. The first level is composed of ANNs of an input vector representing a segment of primary amino acid sequence. Since the encoding scheme uses a local window into the sequence, the input vector is a 22.n dimensional vector where n is the number of positions in the window (between 7 and 23). The outputs of level 1 are the inputs of the second level ANNs. The third level is the jury decision. The ANNs were trained with the Simulator MATLAB 5.0, software with several tools for its implementation (Neural Network Toolbox). The implemented ANNs are Multi Layer Perceptron (MLP) kind, which use the backpropagation algorithms (RPROP) together with training function trainrp. The obtained date are compared with the predictors 'The Predict Protein Server Default' (www.emblheidelberg.de/predictprotein/submit_def.html), 'The PSA Protein Structure Prediction Server' (http//bmerc-www.bu.edu/psa/request.html) e 'The PSIPRED Protein Structure Prediction Server' (http://bioinf.cs.ucl.ac.uk/psipred/) in order to heve an idea of the quality of the prediction.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:03:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissVGM.pdf: 1726321 bytes, checksum: 77824044c07dfd3881c733be7febdca5 (MD5) Previous issue date: 2006-08-17 / This work presents a modeling of a data base and the process created for its instantiation with the objective to store the information necessary for the application of a new form of attainment of regions of contiguous genes that had conserved its contents, order and functions between some species of organisms prokaryotes during the evolutionary process, in order to make possible the prediction of genes and unknown proteins being based on existing information already. It also presents a tool of consultations created to make possible to the user the access to this information. / Este trabalho apresenta uma modelagem de um banco de dados e o processo criado para sua instanciação com o objetivo de armazenar as informações necessárias para a aplicação de uma nova forma de obtenção de regiões de genes contíguos que conservaram seus conteúdos, ordem e funções entre várias espécies de organismos procariontes durante o processo evolutivo, a fim de possibilitar a predição de genes e proteínas desconhecidas baseando-se em informações já existentes. Apresenta também uma ferramenta de consultas criada para viabilizar ao usuário o acesso a estas informações.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2015-11-03T13:28:34Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2083437 bytes, checksum: 8f479543c8dc090087a91955c71d8ba0 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-03T13:28:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2083437 bytes, checksum: 8f479543c8dc090087a91955c71d8ba0 (MD5) Previous issue date: 2014-02-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os parasitos do gênero Leishmania, que causam um amplo espectro de desordens clínicas referidas comumente como leishmanioses, são um grande problema de saúde pública em vários países. A leishmaniose tegumentar americana está entre as endemias de maior importância em saúde pública no Brasil, devido a fatores como: ampla distribuição pelo território nacional, ocorrência de formas clínicas graves e limitações referentes tanto ao diagnóstico como ao tratamento, sendo a L. (V.) braziliensis uma das principais espécies de importância epidemiológica para a LTA no Brasil. Atualmente existem diversas tecnologias que permitem o sequenciamento do DNA em larga escala, sendo a plataforma 454/Roche utilizada neste trabalho. Assim, este trabalho utilizou ferramentas de bioinformática para montar e analisar o transcriptoma de L. (V.) braziliensis através do sequenciamento do transcriptoma de dois isolados (ET e NSL), que apresentam diferença significativa na virulência em modelo murino. Foram preparadas duas formas evolutivas para cada isolado: metacíclica (MET) e procíclica (PRO). Desta forma foram analisadas quatro bibliotecas. Após sequenciamento, os dados foram visualizados com o programa fastQC, tratados com FASTX- Tollkit e Prinseq-Lite e montados com programa Newbler. A montagem (Assembly) foi efetuada de duas maneiras distintas: primeiro efetuou-se a montagem com as reads de cada biblioteca e posteriormente, as reads das quatro bibliotecas foram alocados em arquivo único para realização de um novo assembly. As open reading frame (ORFs), que são regiões com potencial para codificar proteínas, foram preditas utilizando as sequências resultantes da montagem. A anotação foi efetuada através de duas abordagens: transferência de informações do genoma anotado automaticamente para as ORFs preditas e pela abordagem baseada em homologia de sequências através da ferramenta de anotação funcional Blast2GO. Após anotação, efetuou-se a análise da expressão gênica diferencial através de duas abordagens diferentes: a primeira, utilizou o método de Blind do pacote DESeq do R/Bioconductor e a segunda utilizou uma abordagem baseada em RPKM. Foram produzidas 3.095.724 reads, sendo 916.546, 589.554, 1.083.312 e 506.312 sequências para ET-MET (biblioteca 1), ET- PRO (biblioteca 2), NSL-MET (biblioteca 3) e NSL-PRO (biblioteca 4), respectivamente. Após o tratamento, utilizou-se para o restante das análises 2.899.230 sequências. Com o intuito de validar algumas das análises, foi utilizado neste trabalho um segundo conjunto de reads (Illumina) baixado do banco de dados SRA (Sequence Read Archive) indexado ao NCBI, sendo este composto por 52.014.768 de reads paired end. Após o tratamento, utilizou- se para o restante das análises 47.377.233 de reads. Os resultados das análises com as reads sequenciadas neste trabalho e com os contigs montados, tal como o mapeamento destes no genoma anotado de L. (V.) braziliensis, produziu novas informações ao orfeoma anotado automaticamente de L. (V.) braziliensis. Após montagem, obteve-se 14.362, 13.145, 14.899 e 11.434 contigs maiores que 100 pb para as bibliotecas 1, 2, 3 e 4, respectivamente. Obteve-se como resultado da montagem, considerando as reads de todas as bibliotecas, 14.017 contigs. As ORFs preditas à partir dos contigs que não mapearam no genoma anotado foram utilizados para busca de novos genes de L. (V.) braziliensis. Como resultado, foi possível encontrar seis novos genes, 117 possíveis ORFs sem hits no banco de dados nr e 85 ORFs que, por algum motivo, deixaram de fazer parte do genoma anotado. Foram encontrados, ao se comparar as reads obtidas neste trabalho com o genoma anotado, 6.293 sítios com identidades diferentes, que pode ser devido a divergência alélica entre os isolados analisados ou devido ao polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs). / Parasites of the genus Leishmania, which cause a broad spectrum of clinical disorders referred to commonly as leishmaniasis, are a major public health problem in many countries. American cutaneous leishmaniasis is among the endemic most important in public health in Brazil, due to factors such as: wide distribution throughout the country, the occurrence of severe clinical forms and limitations relating to both diagnosis and treatment, with L. (V.) braziliensis being one of the main species of epidemiological significance to the LTA in Brazil. Currently there are several technologies that allow the DNA sequencing in large scale, being the 454/Roche platform used in this work. Thus, this study used bioinformatics tools for assembly and analyze the transcriptome of L. (V.) braziliensis through transcriptome sequencing of two isolates (ET and NSL), which present significant difference in virulence in murine model. Were prepared two evolutionary forms for each isolate: metacyclic (MET) and procyclical (PRO). Thus, four libraries were analyzed. After sequencing, the data were visualized with fastQC program, treated with FASTX-Tollkit and Prinseq-Lite and assembly with Newbler v.2.5.3 program. The assembly was conducted of two distinct ways: first performed the assembly whit the reads from each sample and then, the reads of the four samples were placed in single file to perform a new assembly. The open reading frame (ORF), which are regions with potential to encode a protein were predicted using the resulting assembly. The annotation was carried out using two approaches: transfer of information of automatically annotated genomic to predicted ORFs and by approach based on sequence homology by functional annotation tool Blast2GO. After annotation, performed the analysis of differential gene expression by two different approaches: first, was used the Blind method of DESeq package the R/Bioconductor and the second was used an approach based on RPKM. 3.095.724 reads were produced, with 916.546, 589.554, 1.083.312 and 506.312 sequences for ET-MET (sample 1), ET-PRO (sample 2), NSL-MET (sample 3) and NSL- PRO (sample 4), respectively. After treatment, was used for the remaining analysis 2.899.230 sequence. In order to validate some of the analysis, was used in this study, a second set of reads (Illumina) downloaded from the database SRA (Archive Sequence Read) indexed to NCBI, this being composed of 52.014.768 of reads paired end. After treatment, was used for the remainder analysis 47.377.233 of reads. The results of the analysis with the reads sequenced this work and with the assembly contigs, such as mapping of these in annotated genome the L. (V.) braziliensis, produced new information to automatically annotated orfeoma of L. (V.) braziliensis. After assembly, we obtained 14.362, 13.145, 14.899 and 11.434 contigs larger than 100 bp for samples 1, 2, 3 and 4, respectively. It was obtained as a result of assembly, considering the reads from all samples, 14.017 contigs. The ORFs predicted from contigs not mapped the annotated genome were used to search for new genes of L. (V.) braziliensis. So, were found six new genes, 117 ORFs possible without hits in the nr database and 85 ORFs that, for some reason, no longer in the annotated genome. Were found, when comparing the reads obtained in this work with the annotated genome, 6.293 sites with different identities, which may be due to the allelic divergence between the isolates analyzed or due to single nucleotide polymorphisms (SNPs).

Submitted by Lucas Bassi Costa null (lucasbassi_costa@hotmail.com) on 2018-03-28T13:48:37Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Lucas Bassi.pdf: 2136145 bytes, checksum: 43df64ca19daca39fe3b36e18c78b20b (MD5) / Approved for entry into archive by Laura Akie Saito Inafuko (linafuko@assis.unesp.br) on 2018-03-28T14:20:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 costa_lb_me_assis.pdf: 2136145 bytes, checksum: 43df64ca19daca39fe3b36e18c78b20b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-28T14:20:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 costa_lb_me_assis.pdf: 2136145 bytes, checksum: 43df64ca19daca39fe3b36e18c78b20b (MD5) Previous issue date: 2018-03-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O filo Cnidaria pode ser considerado um dos mais distintos do reino animal. Dentre suas subclasses, encontra-se Ceriantharia, constituída pelas anêmonas de tubo. Esses animais são até o momento um desafio para a sistemática, uma vez que após diversas propostas, nenhuma se fez unânime até o momento. Grande parte da divergência encontrada em classificar o grupo, deve-se aos métodos/materiais utilizados para análise. Sendo assim, o presente trabalho buscou, através de dados moleculares, estudar as relações de Ceriantharia dentre os Anthozoa e os demais Cnidaria e comparar os resultados obtidos pelos diferentes métodos de reconstruções filogenéticas. Para tal, foram utilizados marcadores ribossomais completos (28S e 18S). Por meio de softwares específicos, as sequências genéticas foram analisadas e as reconstruções foram realizadas seguindo dois dos métodos mais utilizados atualmente (máxima verossimilhança e inferência bayesiana). Tendo em mãos inúmeras ferramentas, o presente trabalho é uma oportunidade de gerar conhecimento e buscar conceitos mais precisos dentro da sistemática do grupo. / The Cnidaria phylum can be considered one of the most distinguished of the animal kingdom. Among them, there is the subclass Ceriantharia, constituted by the tube anemones. These animals are so far a challenge to systematics, since after several proposals, none has been considered as unanimous yet. Much of the divergence found in classifying the group is due to the methods / materials used for analysis. Thus, the present work sough trough molecular data, to study the relationships of Ceriantharia among the Anthozoa and the other Cnidaria and to compare the results obtained by the different methods of phylogenetic reconstruction. For this, complete ribosomal markers (28S and 18S), were used. By means of specific softwares, the genetic sequences were analyzed and the reconstruction were performed following two of the most commonly used methods (maximum likelihood and Bayesian inference). Having in hand numerous tools, the present work was a very important opportunity to generate knowledge and to search for more precise concepts within the systematics of the group.

Made available in DSpace on 2016-06-07T17:12:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-09-29. Added 1 bitstream(s) on 2016-06-07T17:17:05Z : No. of bitstreams: 1 000864119_20161015.pdf: 820535 bytes, checksum: 8cfc04e894aa886137e9ca9b9cd3aae0 (MD5) Bitstreams deleted on 2016-10-17T11:54:15Z: 000864119_20161015.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-10-17T11:54:54Z : No. of bitstreams: 1 000864119.pdf: 2517185 bytes, checksum: f66c5ecaac1008f20a8256cf9a4604ed (MD5) / Esfingomielinase D (SMase D) é uma enzima conhecida por catalisar a clivagem de esfingomielina em ceramida-1-fosfato e colina, atividade presente apenas em aranhas do gênero Loxosceles (aranhas marrom) e em bactérias patogênicas do tipo Corynebacterium. A SMase D, também encontrada na literatura como fosfolipase D, é o principal componente do veneno de aranhas do gênero Loxosceles, capaz de induzir sozinha as lesões dermonecróticas características do loxoscelismo. Apesar da importância clínica, poucos detalhes sobre o mecanismo de ação destas enzimas são conhecidos. Neste trabalho, o mecanismo catalítico das SMases D de aranhas do gênero Loxosceles é estudado através de métodos computacionais como docking, dinâmica molecular clássica, simulações a pH constante e métodos híbridos QM/MM. Primeiramente são avaliadas as interações da SMase D com o íon sulfato, mio-inositol-1-fosfato, o substrato esfingomielina e o inibidor suramina, assim como os prováveis estados de protonação das histidinas 12 e 47 na presença e ausência de ligantes. A seguir, a barreira de energia livre experimental para liberação da colina é estimada em 21 kcal/mol através da teoria do estado de transição e da constante catalítica (kcat) da SMase D de Loxosceles laeta. Este valor é comparado às energias de ativação calculadas em simulações QM/MM para as vias de catálise covalente (entre 18 e 24 kcal/mol) e não covalente (25 kcal/mol), os quais correlacionam bem com o valor de 21 Kcal/mol, estimado experimentalmente. Adicionalmente, é sugerido um papel crucial para o grupo hidroxila da esfingomielina no processo de catálise. Dependendo do modo de ligação da hidroxila, a catálise pode ser covalente ou não covalente, com produtos distintos nos dois tipos de catálise. Interessante notar que os dois processos possuem energias de ativação comparáveis, em torno de 25 Kcal/mol, o que poderia supor que os dois processos são... / Sphingomyelinases D (SMase D) are enzymes that catalyze sphingomyelin in ceramida-1-fosfate and choline. This activity is only found in Loxosceles brown spiders and Corynebacterium pathogenic bacterias. SMase D, or phospholipase D, is the main component of spider venoms of the genus Loxosceles, being able to induce the characteristic dermonecrotic features of the whole venom. Despite of the clinical importance o these enzymes, their action mechanism is not completely described. In this work, the catalytic mechanism of SMases D against sphingomyelin is studied through computational methods like docking, classical molecular dynamics, constant pH simulations and hybrid methods QM/MM. First, molecular interactions of SMases D with sulfate ion, myo-inositol-1-phosphate, sphingomyelin (the substrate) and suramin inhibitor are evaluated, as well as the protonation states of the catalytic histidines, 12 and 47, in presence or absence of ligands in the active site. Then, the free energy barrier of 21 kcal/mol for choline release is estimated using the transition state theory and the catalytic constant of Loxosceles laeta activity (kcat). This value is compared to the activation energies obtained through QM/MM simulations for covalent (between 18 and 24 kcal/mol) and non-covalent (25 kcal/mol) pathways. Additionally, the hydroxyl group of sphingomyelin is proposed to play a crucial role in the catalytic mechanism. Depending on the binding way of the hydroxyl group, the catalysis may be covalent or non-covalent, with different reaction products in each case. Interestingly, the two processes showed similar activation energies, suggesting that they may be equally probable, as discussed in some experimental studies for different phospholipase D. Finally, the affinity of SMases for mimetic membranes is discussed

Made available in DSpace on 2016-08-12T18:48:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-12-09. Added 1 bitstream(s) on 2016-08-12T18:51:11Z : No. of bitstreams: 1 000865029.pdf: 2611225 bytes, checksum: 697ca922738a94cb06d9a27560638d2a (MD5) / Os Elementos Genéticos Móveis (EGMs) são segmentos de DNA presentes em todos os domínios, e que apresentam a capacidade de mobilização em um genoma. São considerados agentes chaves na evolução e diversificação dos seres vivos. Sequências de Inserção (IS) são os EGMs mais abundantes dos procariotos. IS são elementos compactos, que codificam o gene responsável pela mobilização, a transposase. Estudos de genômica comparativa indicam que a transposase é o gene mais abundante presente em banco de dados públicos de genomas e metagenomas. O presente estudo avaliou a abundância e diversidade de transposases a partir de dados de sequenciamento de alto rendimento provenientes de duas bibliotecas metagenômicas, a primeira originada de solo com cultivo de cana-de-açúcar e a segunda de solo de floresta. Os metagenomas foram analisados através de duas frentes de investigação. Na primeira frente de investigação foram identificadas as transposases em um conjunto de 267.879.464 reads paired-end (2x100bp) através da ferramenta MG-RAST. Na segunda frente de investigação, os reads de cada metagenoma foram montados (de novo assembly) e posteriormente anotados através da plataforma MG-RAST e da ferramenta ISsaga 2.0. A plataforma MG-RAST identificou 902.982 (reads) com função atribuída para transposases, enquanto que a ferramenta ISsaga 2.0 recuperou 592 (scaffolds) contendo quadros aberto de leitura (ORFs) codificando para transposases. Um total de 120 (22%) scaffolds e 767.534 (85%) reads anotados foram classificados em grupos taxonômicos distintos, onde o filo Proteobacteria (48% - MG-RAST e 34,3% - ISsaga 2.0) foi predominante. Análises comparativas e biocuração indicam que 695.296 (77%) dos reads foram incorretamente atribuídos com função transposase pela ferramenta MG-RAST. Dentre as famílias de transposases classificadas pelo ISsaga 2.0 destacam-se as famílias: IS110 (76/13,9%), IS3 (74/13,6%), e em particular... / Mobile Genetic Elements (MGE) are segments of DNA present in the biological domains that have the ability to move around within a genome. They are considered key player in the evolution and diversification of living things. Insertion Sequences (IS) are the most abundant MGEs of prokaryotes. IS are compact elements that encode the gene responsible for the mobilization, the transposase. Comparative genomic studies indicate that the transposase is the most abundant gene found in public database of genomes and metagenomes. This study evaluated the abundance and diversity of transposases from high-throughput sequencing data originated from two metagenomic libraries, one from soil with sugarcane cultivation and the other from forest soil. The metagenomes were analyzed through two research fronts. In the first one, transposases were identified in a set of 267. 879. 464 reads paired-end (2x100bp) by MG RAST tool. In the second front of research, the reads of each metagenome were fitted (de novo assembly) and subsequently recorded by ISsaga 2.0 tool and platform MG-RAST. The platform MG- RAST identified 902.982 (reads) with allocated transposase function, whereas the 2.0 ISsaga tool recovered 592 (scaffolds) containing open reading frames (ORFs) coding for transposase. A total of 120 (22%) scaffolds and 767.534 (85%) reads noted were classified in different taxonomic groups resulting the phylum Proteobacteria (48% - MG-RAST and 34.3% - Issaga 2.0). Comparative analysis and biocuration indicate that 695.296 (77%) of the reads were incorrectly assigned with transposase function by MG-RAST tool. Among the families of transposase classified by Issaga 2.0, feature the families: IS110 (76 / 13.9%), IS3 (74 / 13.6%), and particularly 65 scaffolds (11.9%) from ISNCY family (not classified yet). Another noticeable result is that no IS previously described in the literature has been identified in these metagenomic data. This study revealed: (a) MG-RAST ...