Septinas compreendem uma conservada família de proteínas de ligação a nucleotídeo de guanina, capazes de formar filamentos. No entanto, apesar de sua importância em vários eventos celulares, ainda há pouca informação disponível no que diz respeita aos detalhes de suas funções moleculares e o mecanismo que conduz a formação de hetero-oligômeros. O objetivo desta tese foi a clonagem, co-expressão e cristalização de septinas e seus complexos (SEPT9-SEPT11-SEPT7; SEPT2-SEPT6-SEPT7-SEPT9; SEPT4-SEPT6-SEPT7 e SEPT4- SEPT8-SEPT7) seguidas por análise estrutural comparativa. Os cDNAs que codificam para as proteínas SEPT9, SEPT6, SEPT2, SEPT11, SEPT8, SEPT4, SEPT9GCα0 (resíduos 262-568) e SEPT9GC (resíduos 279-568) foram clonadas com sucesso em vetores de transferências ou de expressão. O complexo que foi melhor caracterizado, foi o composto por SEPT2-SEPT6-SEPT7-SEPT9GCα0, o qual foi confirmado por LC-MS/MS após digestão tríptica, revelando a produção in vitro de um complexo de septina tetramérico. Além disso, caracterizou-se o hetero dímero formado por SEPT7NGc-SEPT9GC. No entanto, as proteínas que foram mais plenamente investigadas foram as construções SEPT9GCα0 e SEPT9GC que foram estudados individualmente para caracterizações biofísicos e estruturais. SEPT9GCα0 apresentou-se bastante instável, porém, SEPT9GC foi eficientemente produzida e caracterizada. O estado oligomérico da proteína (monômero) foi confirmado por cromatografia de exclusão molecular. A proteína foi produzida na forma apo, e foi incapaz de hidrolisar GTP. A finidade de SEPT9GC pelos nucleotídeos GDP e GTPγS, foi avaliada por Calorimetria de Titulação Isotérmica -ITC, revelando que SEPT9GC possui uma maior afinidade por GTPγS, com Kd de 25,9 µM, o qual é dependente do íon Mg2+. Foram realizados estudos de cristalização dessa proteína, que resultou em cristais de alta resolução, com a proteína complexada a GDP e GTPγS. Interessantemente, a estrutura do complexo de SEPT9GC com o nucleotídeo GTPγS foi obtido por soaking de um cristal previamente obtido complexado com GDP. Este é o primeiro relatório da aplicação deste método para septinas. Finalmente, obtivemos três conjuntos de dados cristalográficos, dois para SEPT9GC-GDP, com resolução de 2.8 Å e 2.1Å e um conjunto de dados de SEPT9GC-GTPγS obtido a 2.8 Å. Dentre as principais características observadas na estrutura de SEPT9GC, tem-se a interface NC responsável pela polimerização dos filamentos, a qual se mostrou diferente dependendo do tipo de nucleotídeo ligado, com encurtamento do filamento na presença de GTPγS. Isso indica a comunicação entre as interfaces consecutivas G e NC ao longo do filamento. A mudança conformacional na interface envolve o rearranjo dos resíduos que são altamente conservados em todas as septinas, bem como alguns que são específicos do grupo de SEPT9 e podem ter implicações para a montagem de filamentos e de associação da membrana. / Septins belong to a highly conserved family of guanine nucleotide binding proteins, capable of forming filaments. Despite their importance for several critical cellular events including cell division, little information is available about their molecular functions and the mechanism which leads to the formation of hetero-oligomers. The aim of this thesis was the cloning, co-expression and crystallization of septins and their complexes (SEPT9-SEPT11-SEPT7; SEPT2-SEPT6-SEPT7-SEPT9; SEPT4-SEPT6-SEPT7 and SEPT4-SEPT8-SEPT7), followed by comparative structural analysis. The cDNAs coding for the proteins SEPT9, SEPT6, SEPT2, SEPT11, SEPT8, SEPT4, SEPT9GCα0 (residues 262-568) and SEPT9GC (residues 279-568) were successfully cloned into transferable or expression vectors. The best characterized complex was that composed of SEPT2-SEPT6-SEPT7-SEPT9GCα0, which was confirmed by LC-MS/MS analysis after triptic digestion, unveiling the in vitro production of a tetrameric septin complex. Additionally, we characterized the hetero-dimer formed by SEPT7NGc-SEPT9GC. However, the most fully investigated proteins were the constructs SEPT9GCα0 and SEPT9GC which were studied individually for biophysical and structural characterizations. SEPT9GCα0 was highly unstable contrasting with SEPT9GC that was efficiently produced and characterized. The presence of the oligomeric state of SEPT9GC (monomer) was confirmed by molecular exclusion chromatography. The protein was produced in the apo form and was capable of hydrolyzing GTP. The affinity of SEPT9GC for GDP and GTPγS nucleotides was evaluated by Isothermal Titration Calorimetry (ITC) revealing that SEPT9GC has a higher affinity for GTPγS, with a Kd of 25.9 µM, which is dependent on the presence of Mg2+. Crystallization studies of this protein were performed, obtaining high quality crystals of protein complexes with GDP and GTPγS. Interestingly, the structure of the complex of SEPT9GC with the nucleotide GTPγS was obtained by soaking a previously grown crystal of the GDP complex. This is the first report of the application of this method for septins. Finally, we have obtained three sets of crystallographic data, two for SEPT9GC-GDP, at resolutions of 2.8 Å and 2.1 Å, and one set of data for SEPT9GC-GTPγS at 2.8 Å. Among the main characteristics observed in the SEPT9GC structure is the NC interface responsible for filament polymerization, which is shown to vary according to the type of bound nucleotide, with foreshortening of the filament in the presence of GTPγS. This indicates communication between consecutive G and NC interfaces along the filament. The conformational change at the interface involves the rearrangement of residues which are highly conserved in all septins as well as several which are SEPT9 group specific and may have implications for filament assembly and membrane association.

Orientador: Watson Loh / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-23T09:25:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vitorazi_Leticia_D.pdf: 8026553 bytes, checksum: 24a29dda2e9119ceaca4900c75603b10 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Este trabalho contempla estudos de sistemas que se organizam principalmente através de interações eletrostáticas e formam estruturas coloidais em solução aquosa. Uma parte do trabalho se insere na linha de pesquisa de autoassociação de sais complexos de surfatantes iônicos e polieletrólitos. Nesta proposta, há interesse em estudar os sais complexos de surfatantes catiônicos de alquiltrimetilamônio com diferentes tamanhos de cadeia alquila e os copolímeros em bloco, poli(ácido acrílico)-b-poli(acrilamida), de diferentes tamanhos de cadeia no bloco neutro, poli(acrilamida). Os copolímeros em bloco foram preparados por polimerização radicalar controlada viva e as soluções aquosas de sais complexos desses copolímeros e surfatantes foram caracterizadas por técnicas de espalhamento de luz e de raios-X a baixos ângulos. A mistura estequiométrica desses sais complexos forma dispersões coloidais de agregados com estrutura núcleo-casca, cuja estabilidade cinética depende do tamanho do bloco neutro do copolímero. O agregado núcleo-casca possui núcleo com estruturação interna cuja organização e estrutura depende de ambos, tamanho do bloco neutro e do surfatante. Estas estruturas são cúbicas para o surfatante dodeciltrimetilamônio e hexagonais para o cetiltrimetilamônio. O tamanho do agregado núcleo-casca também diminui com o aumento do bloco poli(acrilamida). Em casos extremos, o núcleo é tão pequeno que não se observa formação de núcleo com estrutura interna organizada. Outra parte do trabalho se insere na linha de pesquisa envolvendo estudos calorimétricos e estruturais de agregados formados por espécies poliméricas de carga oposta. Nesta segunda proposta, foi estudada a coassociação entre polieletrólitos: poli(ácido acrílico) e cloreto de poli(dialil dimetil amônio). Para isso, diferentes sequências de adição foram estudadas por medidas de espalhamento de luz, de potencial zeta e titulação calorimétrica isotérmica. Resultados indicaram que diferentes mecanismos de coassociação ocorrem, dependendo da sequência de adição, embora ambos os mecanismos sejam entropicamente favorecidos / Abstract: This work intends to study systems composed by oppositely charged species that forms colloidal structures in aqueous solution through electrostatic interactions. The first part aims at studying complex salts from ionic surfactants and polyelectrolytes. In this topic, the studies with complex salts with different chain lengths of cationic surfactants of alkyltrimethylammonium and neutral block size of block copolymers, poly(acrylic acid)-b-poly(acrylamide) will be considered. The block copolymers were prepared by controlled living radical polymerization. Aqueous solutions of complex salts from these copolymers and surfactants were characterized by light scattering and small angle X-rays scattering techniques. Stoichiometric aqueous mixtures of these complex salts form colloidal dispersions of core-shell aggregates, whose kinetic stability depends on the size of the neutral block copolymer. The core of core-shell aggregates display liquid-crystalline internal structure whose order and type of structure depends on the size of both neutral block and surfactant chain length. Aggregates formed by dodecyl surfactants display cubic phases while those containing hexadecyl ones form hexagonal phases at their internal structures. Smaller aggregates are formed when the poly(acrylamide) block increase. Another part of these studies, aims of understanding the complexation mechanisms of systems formed by electrostatic attraction between oppositely charged polymeric species. The systems are formed by association between the poly(acrylic acid) and poly(diallyl dimethyl ammonium) chloride. Different addition sequences were evaluated by light scattering, zeta potential and isothermal titration calorimetry techniques. Results indicated that different mechanisms of coassociation occur depending on the addition sequence, although both mechanisms are entropically favored / Doutorado / Físico-Química / Doutora em Ciências

Orientador: Watson Loh / Texto em português e inglês / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-21T09:28:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_AnaMariaPercebomSetteda_D.pdf: 24339728 bytes, checksum: 5607616747acea067ac22294eb185712 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Este trabalho se insere em uma linha de pesquisa de nosso grupo sobre a autoassociação de surfatantes iônicos que são neutralizados por contraíons poliméricos, formando os chamados sais complexos. A proposta do presente projeto trata da verificação do efeito de diferentes arquiteturas ou composições químicas de poliânions sobre as propriedades de autoassociação do surfatante catiônico hexadeciltrimetilamônio, utilizando copolímeros aleatórios. A mistura estequiométrica de poli-íons e surfatantes opostamente carregados geralmente leva à separação de uma fase concentrada em sal complexo. Esta fase pode apresentar diferentes estruturas (cristais líquidos ou sistemas micelares) e é interessante para aplicações como moldes para matérias mesoporosos e alguns cosméticos, mas inviabiliza o seu uso em soluções aquosas, como por exemplo, para carreadores de fármacos. Para evitar a separação de fases de sais complexos em água, a estratégia utilizada neste trabalho foi usar copolímeros que possuem comonômeros aniônicos e cadeias laterais hidrofílicas. Dentro do contexto de se estudar complexos de copoli-íons, este projeto também envolve o estudo de sais complexos formados por um copolímero que possui comonômeros hidrofóbicos e hidrofílicos, para verificar seu efeito sobre o comportamento de fases. Para identificar e caracterizar as fases formadas, a principal técnica usada foi a de espalhamento de raios-X a baixos ângulos, que permitiu determinar os diagramas de fases. Também permitiu, em conjunto com o resultado de outras técnicas (espalhamento de luz dinâmico, difusão por ressonância magnética nuclear, tensiometria e fluorescência), mostrar que alterações na estrutura dos polímeros diversifica as estruturas formadas pela autoassociação do surfatante e, consequentemente, suas propriedades / Abstract: This project is part of a research in our group involving the selfassembly of ionic surfactants neutralized by polymeric counterions, forming the so-called complex salts. The main goal of this study is to verify the effect of different architectures or different chemical compositions of polyanions on the self-assembly of the cationic surfactant hexadecyltrimethylammonium, by using different random copolymers. The stoichiometric mixture of poly-ions and oppositely charged surfactants generally leads to the separation of a phase concentrated in complex salt. This phase can display different structures (liquid crystal or micellar systems) and is interesting for applications such as templates for mesoporous materials or cosmetics, but forbids the use in aqueous solutions, such as for drug carriers. To avoid phase separation of complex salts in water, the strategy was to use copolymers with anionic comonomers and hydrophilic neutral side-chains. In the context of studying complex salts of copolyions, this project also involves the study of complex salts formed by a copolymer with both hydrophilic and hydrophobic comonomers, to verify the effect on the phase behavior. In order to identify and characterize the obtained phases, the main technique used was small angle X-ray scattering, which provided information to determine the phase diagrams. These data along with the results from other techniques (dynamic light scattering, nuclear magnetic resonance, surface tension measurements and fluorescence) show that changes on the polymer structure provide a diversification of the surfactant assembles and, as a consequence, of the resulting properties / Doutorado / Físico-Química / Doutora em Ciências

Orientador: Watson Loh / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-27T11:59:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_GuilhermeAugusto_M.pdf: 3614152 bytes, checksum: 568d89fdf3adc43ec1f13c46bc935cad (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Surfactantes são moléculas anfifílicas que, em solução, se organizam dando origem a uma série de estruturas de associação, dentre as quais destacam-se os cristais líquidos. Especialmente os brometos de dialquildimetilamônio se associam formando principalmente estruturas líquido-cristalinas lamelares. Nesse trabalho, foram estudadas as propriedades estruturais de fases lamelares formadas pela auto-organização, em solução aquosa, de dois surfactantes dessa classe: o DDAB (brometo de didodecildimetilamônio) e o DODAB (brometo de dioctadecildimetilamônio). Através das técnicas de caracterização utilizadas, foi verificado que, nas condições de concentração e temperatura estudadas, ambos os surfactantes, DDAB e DODAB, se associam em duas fases lamelares, La e Lß, fases essas que diferem pela organização das cadeias carbônicas nas bicamadas e intumescimento. Além de formarem diferentes fases lamelares, essas também apresentaram distintas propriedades estruturais, dependendo do surfactante utilizado. Estudos de calorimetria diferencial de varredura também permitiram acompanhar as transições entre as fases lamelares obtidas causadas por variação da temperatura. As bicamadas formadas pela auto-associação do surfactante DDAB apresentaram um intumescimento menor do que as formadas pelo análogo DODAB, porém, com esse último, houve a formação de bicamadas menos espessas. Misturas preparadas com ambos os surfactantes em diferentes proporções também indicaram a variação das propriedades investigadas, intumescimento e espessura das bicamadas, aumentando o teor de DODAB. A hipótese levantada é que as propriedades estruturais investigadas são fortemente influenciadas pelas forças eletrostáticas atuantes no sistema. A caracterização de amostras formuladas com os tensoativos acima da temperatura de transição para fase fluída e na presença de sal confirmou esta ideia. O maior intumescimento e a pequena espessura das bicamadas formadas pelo DODAB se devem, provavelmente, à interdigitação das cadeias carbônicas e ao efeito de correlação iônica, respectivamente, descritos em mais detalhes nessa dissertação / Abstract: Surfactants are amphiphilic molecules that self-assemble, in solution, giving rise to a number of association structures, among which the liquid crystals stand out. Particularly the dialkyldimethylammonium bromides associate to form mosty lamellar liquid crystalline structures. In this work, we studied the structural properties of lamellar phases formed by self-organization, in aqueous solution, of two surfactants from this class: DDAB (didodecyldimethylammonium bromide) and DODAB (dioctadecyldimethylammonium bromide). Through the used characterization techniques, we found that under the conditions of concentration and temperature studied, both surfactants, DDAB and DODAB are associated in two lamellar phases, La and Lß, phases that differ by the organization of the carbonic chains in bilayers and swelling degree. In addition to forming different lamellar phases, these also showed distinct structural properties, depending on the surfactant used. Studies with differential scanning calorimetry also allowed us to follow the transitions between the lamellar phases caused by temperature variation. The bilayers formed by self-association of DDAB showed a lower swelling degree than those formed by DODAB, however, with the later, there was the formation of thinner bilayers. Mixtures prepared with both surfactants in different proportions also indicated the variation of the investigated properties, swelling degree and bilayer thickness, upon increasing the DODAB content. We propose that the structural properties investigated are strongly influenced by electrostatic forces acting on the system. The characterization of samples formulated with surfactants above the transition temperature to the fluid phase and in the presence of salt confirmed this hypothesis / Mestrado / Físico-Química / Mestre em Química

As proteínas pertencentes à família das septinas foram originalmente descobertas em 1971 em decorrencia de estudos genéticos em células mutantes. Essas proteínas encontradas em fungos e animais, mas não em plantas apresentam como principais características a presença de um domínio conservado de ligação aos nucleotídeos de guanina (GTP) e a formação de filamentos homo- e hetero-oligoméricos, que são estruturas altamente organizadas. Estudos filogenéticos e moleculares em humanos identificaram 14 septinas que são divididas em 4 grupos (I, II, III e IV). Estas moléculas associam-se com membranas celulares, actina, microtúbulos do citoesqueleto e estão envolvidas em inúmeros processos que ocorrem no córtex celular e requerem organização espacial, tais como: citocinese, ciclo celular, formação de barreiras de difusão, alinhamento de fuso. Alterações na expressão das septinas estão associadas a vários tipos de tumores e a doenças de Parkinson e Alzheimer. Neste trabalho, com o objetivo de obter informações estruturais e bioquímicas das septinas 7 e 9 humanas. Este projeto é parte de um esforço conjunto coordenado pelo Prof. Dr. Richard C. Garratt e conhecido informalmente como Septimoma. As construções recombinantes SEPT 7, SEPT 7G, e SEPT 9G foram expressas em Escherichia coli e as proteínas recombinantes obtidas. As análises em eletroforese SDS-Page e em gel nativo indicam que essas proteínas foram purificadas com sucesso. A atividade GTPase e o estado oligomérico na forma dimérica foram verificados. Estudos de dicroísmo circular e fluorescência determinaram que esses recombinantes são formados por uma mistura de estruturas secundárias &alfa; e β, e também que o C e o N terminais aumentam a estabilidade das proteínas. Foram obtidos cristais da SEPT 7G e, por meio da técnica de raios-X, foi determinado um modelo tridimensional da proteína com resolução de 3,4o. / Proteins belonging to the septin family were originally discovered in 1971 through genetic studies of mutant cells. These proteins found in fungi and animals, but not in plants present, as their main characteristics, a conserved guanine nucleotide-binding domain (GTP) and they also form homo and hetero-oligomeric filaments that are highly organized structures. Phylogenetic and molecular studies in humans have identified 14 septins which are divided into 4 subfamilies (groups I, II, III and IV). These molecules associate with cell membranes, actin, cytoskeleton microtubules and they are related to a number of processes that take place in the cell cortex and that require spatial organization, such as cytokinesis, cell cycle, diffusion barrier formation and spindle alignment. Alterations in the expression of septins are associated with several types of tumors and with Parkinsons and Alzheimers diseases. In this work, with the goal of obtaining structural and biochemical information of human septins 7 and 9, the recombinants SEPT 7, SEPT 7G and SEPT 9G were expressed in E. coli. Analyses both in SDS-Page electroforesis and in native gel suggest that these proteins were purified successfully for they are soluble and homogeneous. GTpase activity has been verified in all of these recombinants, which shows that these proteins are present in native form and that additional molecules are not needed for this activity. It was possible to determine through different techniques such as molecular exclusion chromatography and SAXS that all the molecules in solution are grouped as dimeric form. Circular dichroism and fluorescence spectroscopic studies have determined both that such recombinants are formed by means of a mixture of &alfa; and β secondary structures and that the C and N-terminals increase the stability of proteins. Protein stability studies under different pH and temperature conditions show that the raise of the latter produces a greater molecular aggregation. Measurements of fluorescence emissions have indicated that the SEPT 7, SEPT 7G and SEPT 9G form structures of amyloid-like filaments found in many septins. Crystal structures of SEPT 7G have been obtained and, by means of the X-ray technique, a 3-D model of the protein has been determined with a resolution of 3.4o. It has been possible to predict, with molecular modeling studies, regions formed by loops that showed low electronic density in the GTPase crystallographic model. Therefore, it has been possible to add more structural information to this domain and to form the complete polypeptide without cuts.

A utilização de novas rotas de síntese de materiais nanoestruturados tem levado à obtenção de materiais apresentando novas propriedades e aplicações. O presente trabalho teve como principal objetivo realizar a síntese e a caracterização de nanopartículas de óxido de vanádio obtidas pelo método da decomposição de peróxido utilizando o tratamento hidrotermal. Por meio do controle do tempo e da temperatura de síntese, foi possível obter nanoestruturas de pentóxido de vanádio com diferentes fases cristalinas e morfologias. Os resultados de espectroscopia Raman e difração de raios X (DRX) mostraram que o tratamento hidrotermal da solução em temperaturas de até 180oC, durante 2 horas, leva à formação da fase V2O5nH2O monoclínica, apresentando uma orientação preferencial na direção 00l. A partir desta temperatura, o material obtido passou a ter a fase ortorrômbica perdendo sua orientação preferencial. Através das medidas de termogravimetria (TG) foi observado que, dependendo da condição de síntese, as amostras apresentam diferentes quantidades de moléculas de água (H2O) intercaladas em sua estrutura. Imagens de microscopia eletrônica mostraram que as nanoestruturas obtidas podem possuir a forma de fitas, fios ou bastões. Utilizando a técnica de espectroscopia de absorção de raios X (XAS), foi possível verificar a presença de íons de V4+ nas amostras de fase monoclínica, o que não foi observado naquelas que possuem estrutura ortorrômbica. Pela técnica de XAS também foi possível constatar que as amostras de estrutura ortorrômbica possuem menor grau de desordem ao redor do átomo de vanádio. O estudo do mecanismo de crescimento da nanoestrutura de V2O5nH2O mostrou que ocorre um crescimento lateral, o qual pode ser descrito pelo mecanismo denominado Coalescência Orientada ou Oriented attachment (OA). Finalmente, através da decomposição do peróxido de vanádio, foi possível obter compostos vanadatos contendo cátions de Na+ em sua estrutura. / The use of new routes for nanostructured materials synthesis has lead to materials with new properties and applications. This PhD project aimed to realize the synthesis and the characterization of vanadium pentoxide nanoparticles obtained by peroxide decomposition using the hydrothermal treatment. By controlling synthesis time and temperature it was possible to achieve vanadium pentoxide nanoparticles with different crystalline phases and orphologies. The results of Raman spectroscopy and X-ray diffraction (XRD) showed that the hydrothermal treatment of the solution at temperatures up to 180oC for two hours leads to formation of the V2O5nH2O monoclinic phase with a preferential orientation on 00l direction. From this temperature on the material obtained began to present the orthorhombic phase misleading its preferential orientation. Through thermogravimetry (TG) measurements it was seen that depending on the synthesis condition the samples contains different amounts of water molecules (H2O) interleaved in their structure. Images of transmission electron microscopy (TEM) showed that the V2O5nH2O compound could have different morphologies such as ribbons, wires and rods. From X-Ray Absorption spectroscopy (XAS) measurements, it was observed the presence of V4+ ions in the monoclinic phase samples, which was not observed on orthorhombic structure samples. Through the XAS technique was also observed that the orthorhombic structure samples have a lower degree of disorder around the vanadium atom. Regarding the growth mechanism of these nanostructures, it was possible to verify that has been a wide growth which can be explained by the mechanism denominated Oriented Attachment (OA). Finally, through vanadium peroxide decomposition vanadates compounds containing Na+ cation in its structure were carried out.

O presente trabalho teve como objetivo o estudo do estado sólido do ganciclovir (GCV) e suas diferentes formas polimórficas. O GCV é um fármaco antiviral útil no tratamento de infecções por citomegalovírus (CMV). Embora seja um fármaco amplamente usado, poucos estudos têm sido realizados sobre seu estado sólido. Atualmente, o GCV é conhecido por apresentar quatro formas cristalinas, duas anidras (Forma I e II) e duas hidratas (III e IV). Neste trabalho, nós reportamos a solução da estrutura cristalográfica da Forma I do GCV, que foi encontrado durante o screening de cristalização do fármaco, em que nove ensaios de cristalização (GCV-1, GCV-A, GCV-B, GCV-C, GCV-D, GCV-E, GCV-F, GCV-G e GCV-H) foram realizados e os materiais resultantes foram caracterizados por Difratometria de raios X (DRX), análise térmica (DTA/TG) e Hot Stage Microscopy. De todas as cristalizações realizadas foram obtidas quatro formas sólidas, denominadas como Forma I (GCV-1, GCV-B e GCV-H), Forma III (GCV-C, GCV-D, GCV-F e GCV-G), Forma IV (GCV-A) e Forma V (GCV-E). Esta última está sendo descrita pela primeira vez na literatura e indica a presença de outra forma hidratada de GCV. As Formas I, III e IV corresponderam a forma anidra e as duas formas hidratadas do fármaco, respectivamente. Além disso, foi evidenciado por experimentos de conversão de slurry e análise térmica que o cristalizado de GCV-1 (Forma I) foi o mais estável entre os materiais obtidos, e este deu origem ao monocristal da Forma I de GCV, estrutura cristalina anidra do fármaco. Neste trabalho, pela primeira vez, a estrutura cristalina deste composto foi definida por cristalografia de raios X de monocristal. A análise estrutural mostrou que a Forma I do fármaco cristaliza no grupo espacial monoclínico P21/c e está composta por quatro moléculas de GCV na sua unidade assimétrica. Cada molécula está unida intermolecularmente por ligações de hidrogênio, que dão lugar à formação de cadeias infinitas e estas por sua vez se arranjam de maneira a formar uma estrutura tridimensional. / This presented work aims to study the solid state of ganciclovir (GCV) and its different polymorphic forms. GCV is an antiviral drug useful in the treatment of cytomegalovirus (CMV) infections. Although it is a widely-used drug, few studies have been conducted on its solid state. Currently, GCV is known to have four crystalline forms, two anhydrous (Form I and II) and two hydrates (III and IV). In this investigation, we report a successful preparation of GCV Form I and its crystallographic structure, which was found during the crystallization of the drug, in which nine crystallization tests (GCV-1, GCV-A, GCV-B, GCV- D, GCV-E, GCV-F, GCV-G and GCV-H) were performed and the resulting materials were characterized by X-ray diffractometry (XRD), thermal analysis (DTA/TG) and Hot Stage Microscopy. Of all the crystallizations performed, four solid forms were obtained, denoted as Form I (GCV-1, GCV-B and GCV- H), Form III (GCV-C, GCV-D, GCV-F and GCV-G), Form IV (GCV-A) and Form V (GCV-E). The latter is being described for the first time in the literature and indicates the presence of another hydrated form of GCV. Forms I, III and IV corresponded to the anhydrous form and the two hydrated forms of the drug, respectively. In addition, it was evident by both the slurry conversion and the thermal analysis methods that the GCV-1 crystallized (Form I) was indeed the most stable amongst the materials obtained. This gave rise to GCV Form I monocrystal, anhydrous crystalline structure of the drug. The compound was characterized by monocrystal X-ray crystallography. The structural analysis showed that Form I of the drug crystallized in the monoclinic system space group P21/c is composed of four molecules of GCV in its asymmetric unit. Each molecule is linked intermolecularly by hydrogen bonds, which give rise to the formation of infinite chains arranged in a way that form a three-dimensional structure.

A utilização de novas rotas de síntese de materiais nanoestruturados tem levado à obtenção de materiais apresentando novas propriedades e aplicações. O presente trabalho teve como principal objetivo realizar a síntese e a caracterização de nanopartículas de óxido de vanádio obtidas pelo método da decomposição de peróxido utilizando o tratamento hidrotermal. Por meio do controle do tempo e da temperatura de síntese, foi possível obter nanoestruturas de pentóxido de vanádio com diferentes fases cristalinas e morfologias. Os resultados de espectroscopia Raman e difração de raios X (DRX) mostraram que o tratamento hidrotermal da solução em temperaturas de até 180oC, durante 2 horas, leva à formação da fase V2O5nH2O monoclínica, apresentando uma orientação preferencial na direção 00l. A partir desta temperatura, o material obtido passou a ter a fase ortorrômbica perdendo sua orientação preferencial. Através das medidas de termogravimetria (TG) foi observado que, dependendo da condição de síntese, as amostras apresentam diferentes quantidades de moléculas de água (H2O) intercaladas em sua estrutura. Imagens de microscopia eletrônica mostraram que as nanoestruturas obtidas podem possuir a forma de fitas, fios ou bastões. Utilizando a técnica de espectroscopia de absorção de raios X (XAS), foi possível verificar a presença de íons de V4+ nas amostras de fase monoclínica, o que não foi observado naquelas que possuem estrutura ortorrômbica. Pela técnica de XAS também foi possível constatar que as amostras de estrutura ortorrômbica possuem menor grau de desordem ao redor do átomo de vanádio. O estudo do mecanismo de crescimento da nanoestrutura de V2O5nH2O mostrou que ocorre um crescimento lateral, o qual pode ser descrito pelo mecanismo denominado Coalescência Orientada ou Oriented attachment (OA). Finalmente, através da decomposição do peróxido de vanádio, foi possível obter compostos vanadatos contendo cátions de Na+ em sua estrutura. / The use of new routes for nanostructured materials synthesis has lead to materials with new properties and applications. This PhD project aimed to realize the synthesis and the characterization of vanadium pentoxide nanoparticles obtained by peroxide decomposition using the hydrothermal treatment. By controlling synthesis time and temperature it was possible to achieve vanadium pentoxide nanoparticles with different crystalline phases and orphologies. The results of Raman spectroscopy and X-ray diffraction (XRD) showed that the hydrothermal treatment of the solution at temperatures up to 180oC for two hours leads to formation of the V2O5nH2O monoclinic phase with a preferential orientation on 00l direction. From this temperature on the material obtained began to present the orthorhombic phase misleading its preferential orientation. Through thermogravimetry (TG) measurements it was seen that depending on the synthesis condition the samples contains different amounts of water molecules (H2O) interleaved in their structure. Images of transmission electron microscopy (TEM) showed that the V2O5nH2O compound could have different morphologies such as ribbons, wires and rods. From X-Ray Absorption spectroscopy (XAS) measurements, it was observed the presence of V4+ ions in the monoclinic phase samples, which was not observed on orthorhombic structure samples. Through the XAS technique was also observed that the orthorhombic structure samples have a lower degree of disorder around the vanadium atom. Regarding the growth mechanism of these nanostructures, it was possible to verify that has been a wide growth which can be explained by the mechanism denominated Oriented Attachment (OA). Finally, through vanadium peroxide decomposition vanadates compounds containing Na+ cation in its structure were carried out.

As proteínas pertencentes à família das septinas foram originalmente descobertas em 1971 em decorrencia de estudos genéticos em células mutantes. Essas proteínas encontradas em fungos e animais, mas não em plantas apresentam como principais características a presença de um domínio conservado de ligação aos nucleotídeos de guanina (GTP) e a formação de filamentos homo- e hetero-oligoméricos, que são estruturas altamente organizadas. Estudos filogenéticos e moleculares em humanos identificaram 14 septinas que são divididas em 4 grupos (I, II, III e IV). Estas moléculas associam-se com membranas celulares, actina, microtúbulos do citoesqueleto e estão envolvidas em inúmeros processos que ocorrem no córtex celular e requerem organização espacial, tais como: citocinese, ciclo celular, formação de barreiras de difusão, alinhamento de fuso. Alterações na expressão das septinas estão associadas a vários tipos de tumores e a doenças de Parkinson e Alzheimer. Neste trabalho, com o objetivo de obter informações estruturais e bioquímicas das septinas 7 e 9 humanas. Este projeto é parte de um esforço conjunto coordenado pelo Prof. Dr. Richard C. Garratt e conhecido informalmente como Septimoma. As construções recombinantes SEPT 7, SEPT 7G, e SEPT 9G foram expressas em Escherichia coli e as proteínas recombinantes obtidas. As análises em eletroforese SDS-Page e em gel nativo indicam que essas proteínas foram purificadas com sucesso. A atividade GTPase e o estado oligomérico na forma dimérica foram verificados. Estudos de dicroísmo circular e fluorescência determinaram que esses recombinantes são formados por uma mistura de estruturas secundárias &alfa; e β, e também que o C e o N terminais aumentam a estabilidade das proteínas. Foram obtidos cristais da SEPT 7G e, por meio da técnica de raios-X, foi determinado um modelo tridimensional da proteína com resolução de 3,4o. / Proteins belonging to the septin family were originally discovered in 1971 through genetic studies of mutant cells. These proteins found in fungi and animals, but not in plants present, as their main characteristics, a conserved guanine nucleotide-binding domain (GTP) and they also form homo and hetero-oligomeric filaments that are highly organized structures. Phylogenetic and molecular studies in humans have identified 14 septins which are divided into 4 subfamilies (groups I, II, III and IV). These molecules associate with cell membranes, actin, cytoskeleton microtubules and they are related to a number of processes that take place in the cell cortex and that require spatial organization, such as cytokinesis, cell cycle, diffusion barrier formation and spindle alignment. Alterations in the expression of septins are associated with several types of tumors and with Parkinsons and Alzheimers diseases. In this work, with the goal of obtaining structural and biochemical information of human septins 7 and 9, the recombinants SEPT 7, SEPT 7G and SEPT 9G were expressed in E. coli. Analyses both in SDS-Page electroforesis and in native gel suggest that these proteins were purified successfully for they are soluble and homogeneous. GTpase activity has been verified in all of these recombinants, which shows that these proteins are present in native form and that additional molecules are not needed for this activity. It was possible to determine through different techniques such as molecular exclusion chromatography and SAXS that all the molecules in solution are grouped as dimeric form. Circular dichroism and fluorescence spectroscopic studies have determined both that such recombinants are formed by means of a mixture of &alfa; and β secondary structures and that the C and N-terminals increase the stability of proteins. Protein stability studies under different pH and temperature conditions show that the raise of the latter produces a greater molecular aggregation. Measurements of fluorescence emissions have indicated that the SEPT 7, SEPT 7G and SEPT 9G form structures of amyloid-like filaments found in many septins. Crystal structures of SEPT 7G have been obtained and, by means of the X-ray technique, a 3-D model of the protein has been determined with a resolution of 3.4o. It has been possible to predict, with molecular modeling studies, regions formed by loops that showed low electronic density in the GTPase crystallographic model. Therefore, it has been possible to add more structural information to this domain and to form the complete polypeptide without cuts.

Orientador: Ljubica Tasic / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-16T13:55:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Borin_PaulaFernandaLacarini_M.pdf: 1689128 bytes, checksum: c3f8712ed17691069b7fabb711257101 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A Xanthomonas axonopodis pv. citri (Xac) é uma bactéria Gram-negativa que parasita plantas cítricas e é responsável pela doença conhecida como cancro cítrico, que apresenta grande importância econômica em todo mundo. Acredita-se que a infecção da célula hospedeira ocorre com atuação dos sistemas de secreção, onde fatores macromoleculares de virulência, normalmente proteínas ou complexos de ácidos nucléicos com proteínas, são excretados para o citosol da célula no caso dos sistemas do tipo III e IV, onde irão interferir no processo celular do hospedeiro. O alvo do estudo é a proteína hipotética XACb0033, codificada pelo locus virB do plasmídio pXac64. Ela foi identificada como possível chaperona secretória do sistema de secreção tipo IV, por apresentar diversas características destas proteínas, como baixo peso molecular, pI ácido e propensão a formação de dímeros, entre outras. A XACb0033 foi clonada no vetor de expressão pET23a(+) e expressa na bactéria Escherichia coli utilizando técnicas de biologia molecular de clonagem e expressão. Os resultados da expressão foram satisfatórios, obtendo-se a proteína em quantidade suficiente para sua purificação seguida pela caracterização estrutural. A XACb0033 foi analisada por Espectrometria de Massas (MALDI-Tof MS), Dicroísmo Circular (CD), fluorescência de emissão estática e dinâmica, Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio-1 (RMN de H) e Espalhamento de raios-X a baixo ângulo (SAXS). Todos os dados indicam que a XACb0033 apresenta estrutura enovelada, não interage com os nucleotídeos (ATP e ADP) e tende em agir em forma dimerica seguindo o modelo de uma chaperona secretória, e, por fim, a estrutura do seu envelope molecular foi obtida. / Abstract: Xanthomonas axonopodis pv. citri (Xac) is a Gram-negative bacterium that parasites citric plants all over the world and is responsible for causing the citrus canker with significant economic importance. It is believed that infection of the host cell occurs with activity of Xac¿s secretion systems, where macromolecular virulence factors, usually proteins or nucleic acid complexes with proteins, are excreted into the cytosol of the host cells as in the case of type III and IV systems, where they will interfere with the key cell processes. The aim of our study was structural characterization of the XACb0033, Xac¿s hypothetical protein, encoded by the locus virB of pXac64 plasmid. This protein was identified as a possible type IV secretion system chaperona because it presents many features of these proteins, such as low molecular weight, acidic pI, and propensity to form dimers, among others. The XACb0033 was cloned at expression vector pET23a (+) and expressed in Escherichia coli using molecular biology techniques for cloning and expression. The expression results were satisfactory, obtaining sufficient protein for its purification followed by structural characterization. The XACb0033 was analyzed by Mass Spectrometry (MALDI-Tof MS), Circular Dichroism (CD), static and dynamic Fluorescence, Nuclear Magnetic Resonance (H NMR) and by Small Angle X-ray Scattering (SAXS). All collected data indicated that XACb0033 has folded structure, does not interact with nucleotides (ATP and ADP) and tends to act in dimeric form, following a model of a secretory chaperona, and, at last but not at least, its molecular envelope structure has been obtained. / Mestrado / Quimica Organica / Mestre em Química