Thesis (Ph. D.)--Carleton University, 1992. / Also available in electronic format on the Internet.

Thesis (Ph. D.)--Drexel University, 2006. / Includes abstract and vita. Includes bibliographical references (leaves 308-309).

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-graduação em Biotecnologia, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T11:26:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 276691.pdf: 1483324 bytes, checksum: b4f538164d553239d6fa75c6a1ac46f6 (MD5) / As lipases são enzimas altamente versáteis que catalisam reações químicas com diversos substratos em diferentes condições e possuem características tanto bioquímicas quanto estruturais que lhes conferem resistência e termotolerância, além de serem empregadas em vários bioprocessos industriais como na produção de alimentos e biocombustíveis. A lipase de S. xylosus (AF208229) foi recentemente isolada e inicialmente caracterizada por nosso grupo de pesquisa e colaboradores. Essa proteína possui uma alta homologia e identidade estrutural com diversas outras lipases da família I.5, e apresenta atividade enzimática sobre p-nitrofenil-ésteres. Apesar de ser considerada uma enzima moderadamente termoestável e ter atividade enzimática sobre diferentes ésteres, o mecanismo de ação catalítica ainda permanece desconhecido, e principalmente, os mecanismos estruturais envolvidos em sua estabilização térmica nunca foram descritos. O objetivo deste trabalho foi caracterizar bioquimicamente a lipase recombinante AF208229 de S. xylosus recentemente clonada e expressa heterologamente, e investigar os possíveis mecanismos envolvidos em sua termotolerância por meio de análises de espectroscopia de dicroísmo circular (DC). Nesse trabalho a lipase de S. xylosus (AF208229) foi expressa e purificada, submetida a ensaios enzimáticos em três temperaturas (25°C, 37°C e 42°C), e três pH (7,0 8,0 e 9,0), sua especificidade catalítica foi analisada utilizando-se diferentes p-nitrofenil-ésteres como substratos (de 2 a 18 carbonos) e sua termoestabilidade foi acompanhada durante 10, 20 e 30 minutos em 95°C. Para as análises espectroscópicas, a enzima foi submetida a um tratamento de remoção de íons (produzindo-se a apo enzima) e sua atividade enzimática e sua termotolerância foram reavaliadas. Por fim o espectro de dicroísmo circular (DC) da apo e da holo_enzima foram analisados em diferentes condições. Os resultados obtidos apresentam pela primeira vez o perfil estrutural e os mecanismos de estabilidade 8 térmica dessa lipase. O perfil de DC da holo_enzima foi avaliado nas mesmas temperaturas descritas para os ensaios enzimáticos, bem como sua capacidade de re-enovelamento. O perfil de DC e a capacidade de re-enovelamento também foram observados para a apo_enzima. O efeito dos cofatores metálicos Zn2+ e Ca2+ foram avaliados nos ensaios enzimáticos da apo_enzima, na sua termotolerância, no seu perfil de DC e na sua capacidade de re-enovelamento. Observou-se que a holo_enzima apresenta sua maior atividade em pH 9,0 e 42°C, que tem preferência por substratos de cadeias curtas (pNP-acetato, 2 carbonos) e que retem 77% de sua atividade enzimática após 10 minutos de tratamento térmico (95°C). A holo_enzima é capaz de se re-enovelar, readquirindo sua conformação estruturalmente estável e ativa. A apo_enzima também é capaz de se re-enovelar após o tratamento térmico, porém perde quase totalmente sua atividade. Observou-se que na presença do íon Zn2+ a apo_enzima se re-enovelou e reteve sua atividade enzimática. Com base nesses resultados poderia afirmar-se que a lipase de S. xylosus (AF208229) é uma metaloenzima dependente de zinco e que esse íon possivelmente localizado em um motivo estrutural rico em -hélices próximo ao ativo site. / Lipases are highly versatile enzymes, which catalyze many chemical reactions with different substrates in different conditions. These enzymes have particular biochemical and structural characteristiscs which promote stability and thermal resistance. Besides, they are used by industries, i.e: food technology, detergents and biofuels. S. xylosus lipase (AF208229) was recently isolated and characterized by our group. This enzyme shares a high homology with other lipases among I.5 lipases family and has activity on p-nitrophenyl esters. Although considered a moderated thermostable lipase, its catalytic function remains unclear and its structural mechanisms for thermal stabilization have never been described. This work assessed the enzymatic activity of the recombinant lipase from S. xylosus in three different temperatures (25°C, 37°C and 42°C) and pH (7.0, 8.0 and 9.0), and the thermostability (incubation at 95°C for 10, 20 and 30 minutes). In order to investigate the mechanism involved in enzymatic activation, the enzyme was submitted to an ion removal treatment (to obtain an apo_- enzyme) and its activity and themotolerance were evaluated in the presence and absence of Zn2+ and Ca2+. The structural profile of apo-_enzyme and holo_enzyme were assessed by circular dichroism (CD) at different conditions in the presence an in the absence of metal cofactors as: Zn2+ and Ca2+. These results represent the first insights on S. xylosus lipases secondary structure and its mechanism for thermal stabilization. S. xylosus lipase (AF208229) was more active in pH 9.0, 42°C with specificity for short-chain substrates (pNP-acetate C2). In addition, this enzyme was able to maintain 77% of its activity after a thermal treatment (95°C for 10 min) and to refold to its stable conformation. apo_enzyme showed the same ability to refold as seen to holo_enzyme, but was not able to keep its activity after thermal treatment, which indicate the need of metal for its activity stabilization. Interesting, in the presence of Zn2+ the apo_enzyme was able to acquire a more stable conformation after thermal treatment and still keep residual activity. 10 These results propose that S. xylosus lipase (AF208229) is a metalloenzyme which uses Zn2+ as its metal coordinating, and the Zn2+ is possibly located in a-helical rich motif close to the active site.

Made available in DSpace on 2014-11-10T11:09:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-01-29Bitstream added on 2014-11-10T11:58:48Z : No. of bitstreams: 1 000773281_20150701.pdf: 797370 bytes, checksum: 434b28b11c8cac6876c6e828292d965f (MD5) Bitstreams deleted on 2015-07-01T11:47:24Z: 000773281_20150701.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-07-01T11:48:07Z : No. of bitstreams: 1 000773281.pdf: 6334511 bytes, checksum: ac228b59d3dede16f09efc26274c2ef6 (MD5) / O sistema toxina-antitoxina ParE-ParD é um sistema bacteriano de morte póssegregacional codificado numa ampla gama de hospedeiros. ParE é uma proteína pequena, de aproximadamente 12 kDa codificada pelo gene parE. ParD é uma antitoxina de cerca de 9 kDa, codificada pelo gene parD, capaz de complexar com ParE e neutralizá-la. Estudos têm mostrado o envolvimento da enzima DNA girase no processo de morte celular pela ParE, entretanto, não se tem disponível na literatura nenhuma evidência de inibição desta proteína sobre a atividade da topoisomerase IV. Embora encontrada numa ampla diversidade de microorganismos, ParE não possui função celular totalmente elucidada e seu mecanismo de citotoxicidade permanece ainda desconhecido. Com base na estrutura primária da proteína ParE de E. coli e nos escassos dados disponíveis para esta toxina, peptídeos miméticos foram racionalmente projetados visando compreender o mecanismo de inibição de ParE sobre a atividade da DNA girase, bem como, avaliar a ação destes miméticos na atividade da Topoisomerase IV e da Topo II humana. Estas sequências peptídicas foram sintetizadas pela metodologia de fase sólida, purificadas e analisadas por cromatografia líquida de alta eficiência e caracterizadas por espectrometria de massas. A capacidade de inibição destes peptídeos miméticos sobre a atividade das topoisomerases foi testada por ensaios de eletroforese em gel. Os peptídeos que apresentaram melhores resultados de inibição sobre a atividade das topoisomerases foram o ParERM3 e o ParEC3, projetados para conter os resíduos de aminoácidos L61-R100 e L69-R100, respectivamente, presentes na porção C-terminal da estrutura da proteína ParE de Escherichia coli. A sequência “LNIES” (L101 a S105), quando presente nos peptídeos miméticos atenuou a toxicidade dos mesmos frente às topoisomerases, provavelmente por interferir na interação peptídeo-topoisomerase. Embora não existam... / The toxin-antitoxin system ParE-ParD is a bacterial system of post-segregational death encoded in a wide range of hosts. ParE is a small protein of approximately 12 kDa encoded by parE gene. ParD is an antitoxin about 9 kDa, encoded by the parD gene, able of complexing with ParE and neutralize it. Studies have shown the involvement of the enzyme DNA gyrase in the cell death process by ParE, however, is not available in the literature any evidence of inhibition of this protein on the activity of topoisomerase IV. Although found in a wide variety of micro-organisms, the ParE function has not been fully elucidated and its cytotoxic mechanism remains unknown. Based on the primary structure of the E. coli ParE and the limited data available for this toxin, mimetic peptides were rationally designed aiming at understanding the mechanism of inhibition of ParE on the activity of DNA gyrase, as well as on the topoisomerase IV and human topoisomerase II activities. These peptides sequences were synthesized by solid phase methodology, purified and analyzed by high performance liquid chromatography and characterized by mass spectrometry. The ability of these mimetics to inhibit the activity of topoisomerases was tested by electrophoresis on agarose gel. The peptides that showed better results on the inhibition activity of topoisomerases were ParERM3 and ParEC3 , designed to contain the L61-R100 and L69-R100 amino acids sequence, respectively, found of the C-terminal portion of the ParE structure of Escherichia coli. The LNIES sequence (L101 to S105), when present in the mimetic peptides, attenuated the toxicity of the peptides on topoisomerases activity, probably by interfering in the topoisomerase - peptide interactions. Despite the absence of data in the literature regarding the toxicity of ParE protein on the topo IV and human topo II activities, the peptides ParERM3 and ParEC3 showed better inhibitory activity on these enzymes when compared...

We adapted the chord diagram plot to visualize China's recent inter-provincial migration during 2010-2015. The arrowheads were added to present the direction of the flows. This method allows us to show the complete migration flows between 31 provinces in China including the direction and volume of the flows. The spatial component was also clearly depicted in the plot using four color palates representing four regions in China (i.e. East, Center, West, Northeast) and arranging the 31 provinces in an approximate geographic order. Besides that, we extend the chord diagram plot to describe China's bilateral net migration during 2010-2015.

Orientador: Reinaldo Marchetto / Banca: Saulo Santesso Garrido / Banca: Clóvis Ryuichi Nakaie / Resumo: O sistema toxina-antitoxina ParE-ParD é um sistema bacteriano de morte póssegregacional codificado numa ampla gama de hospedeiros. ParE é uma proteína pequena, de aproximadamente 12 kDa codificada pelo gene parE. ParD é uma antitoxina de cerca de 9 kDa, codificada pelo gene parD, capaz de complexar com ParE e neutralizá-la. Estudos têm mostrado o envolvimento da enzima DNA girase no processo de morte celular pela ParE, entretanto, não se tem disponível na literatura nenhuma evidência de inibição desta proteína sobre a atividade da topoisomerase IV. Embora encontrada numa ampla diversidade de microorganismos, ParE não possui função celular totalmente elucidada e seu mecanismo de citotoxicidade permanece ainda desconhecido. Com base na estrutura primária da proteína ParE de E. coli e nos escassos dados disponíveis para esta toxina, peptídeos miméticos foram racionalmente projetados visando compreender o mecanismo de inibição de ParE sobre a atividade da DNA girase, bem como, avaliar a ação destes miméticos na atividade da Topoisomerase IV e da Topo II humana. Estas sequências peptídicas foram sintetizadas pela metodologia de fase sólida, purificadas e analisadas por cromatografia líquida de alta eficiência e caracterizadas por espectrometria de massas. A capacidade de inibição destes peptídeos miméticos sobre a atividade das topoisomerases foi testada por ensaios de eletroforese em gel. Os peptídeos que apresentaram melhores resultados de inibição sobre a atividade das topoisomerases foram o ParERM3 e o ParEC3, projetados para conter os resíduos de aminoácidos L61-R100 e L69-R100, respectivamente, presentes na porção C-terminal da estrutura da proteína ParE de Escherichia coli. A sequência "LNIES" (L101 a S105), quando presente nos peptídeos miméticos atenuou a toxicidade dos mesmos frente às topoisomerases, provavelmente por interferir na interação peptídeo-topoisomerase. Embora não existam... / Abstract: The toxin-antitoxin system ParE-ParD is a bacterial system of post-segregational death encoded in a wide range of hosts. ParE is a small protein of approximately 12 kDa encoded by parE gene. ParD is an antitoxin about 9 kDa, encoded by the parD gene, able of complexing with ParE and neutralize it. Studies have shown the involvement of the enzyme DNA gyrase in the cell death process by ParE, however, is not available in the literature any evidence of inhibition of this protein on the activity of topoisomerase IV. Although found in a wide variety of micro-organisms, the ParE function has not been fully elucidated and its cytotoxic mechanism remains unknown. Based on the primary structure of the E. coli ParE and the limited data available for this toxin, mimetic peptides were rationally designed aiming at understanding the mechanism of inhibition of ParE on the activity of DNA gyrase, as well as on the topoisomerase IV and human topoisomerase II activities. These peptides sequences were synthesized by solid phase methodology, purified and analyzed by high performance liquid chromatography and characterized by mass spectrometry. The ability of these mimetics to inhibit the activity of topoisomerases was tested by electrophoresis on agarose gel. The peptides that showed better results on the inhibition activity of topoisomerases were ParERM3 and ParEC3 , designed to contain the L61-R100 and L69-R100 amino acids sequence, respectively, found of the C-terminal portion of the ParE structure of Escherichia coli. The "LNIES" sequence (L101 to S105), when present in the mimetic peptides, attenuated the toxicity of the peptides on topoisomerases activity, probably by interfering in the topoisomerase - peptide interactions. Despite the absence of data in the literature regarding the toxicity of ParE protein on the topo IV and human topo II activities, the peptides ParERM3 and ParEC3 showed better inhibitory activity on these enzymes when compared... / Mestre

Orientador: Valdecir Farias Ximenes / Coorientador: Aguinaldo Robinson de Souza / Banca: Daniel Rinaldo / Banca: Marinonio Lopes Cornelio / Resumo: A albumina é a proteína solúvel mais abundante no sangue e desempenha um papel crítico na manutenção da pressão osmótica e no transporte de substâncias. A divanilina apresenta propriedades antioxidantes e pode ser usada como intensificador de sabor e cremosidade nos alimentos. Em nosso trabalho realizamos um estudo abrangente sobre a interação da divanilina com a albumina do soro bovino (BSA) aplicando técnicas de fluorescência molecular e dicroísmo circular (CD) para determinar a constante de ligação, as características físico-químicas de suas interações e utilizar a divanilina como sonda suscetível a dicroísmo circular na discriminação de sítios de ligação na albumina a partir do monitoramento do sinal de Dicroísmo Circular Induzido (ICD). Os resultados obtidos indicaram que a divanilina pode se ligar aos sítios I e II, mas liga-se preferencialmente ao sítio de drogas I da BSA com constante de associação (Ka) de 3,33, 2,83, 2,03x105 M-1, em temperaturas de 298, 308 e 318 K, respectivamente. Esses valores foram cerca de 4 vezes mais elevados em comparação com a vanilina. Os valores obtidos de energia livre de Gibbs, variação de entalpia e entropia para a ligação a partir da equação de Van't Hoff foram de -31,5 kJ/mol, -19,42 kJ/mol e 40,8 J/mol.K-1, respectivamente, demonstrando que as forças principais que atuaram para a estabilização do complexo foram ligações de hidrogênio e interações hidrofóbicas. Em presença de BSA a divanilina tornou-se uma molécula quiral, fato evide... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The albumin is the most abundant soluble protein in blood and plays a critical role in maintaining the osmotic pressure and transport of substances. The divanillin has antioxidant properties and can be used as flavor enhancer in food and creaminess. In this work, we carried out a comprehensive study on the interaction of divanillin with bovine serum albumin (BSA) applying molecular fluorescence techniques and circular dichroism (CD) to determine the binding constant and the physicochemical characteristics of their interactions and use divanillin as susceptible probe circular dichroism in discrimination of albumin binding sites from the ICD signal monitoring. The results indicated that divanillin can bind to sites I and II, but preferentially binds to site I of drugs in BSA with association constant (Ka) 3.33, 2.83, 2.03x10M-1, at temperature (298, 308, 3181K) respectively. These values were about 5 times higher compared to vanillin. The values of Gibbs free energy, enthalpy and entropy changes for the connection from the van't Holf equation were - 31,5 kJ/mol, -19,42 kJ/mol and 40,8 J/mol.K-1, respectively, showing that the main forces that have acted to stabilize the complex were hydrogen bonds and hydrophonic interactions. In the presence of BSA, divanillin became a chiral molecule as evidenced by its induced circular dichroism spectrum. The axial chirality was was theoretically confirmed from the study of the most stable conformations adopted by divanillin using the Functional Theory Density (DFT). Axial chirality was theoretically confirmed from the study of the more stable conformations adopted by divanillin using the Functional Density Theory (DFT). Molecular docking studies confirmed the conformational structure to which divanilin bound in BSA with anti-aS having a dihedral angle between 230º and 241º. The preference for site I can also be confirmed by docking due... (Complete abstract electronic access below) / Mestre

In this study we have used isothermal titration calorimetry, ITC, and circular dichroism spectropolarimetry, CD, to directly measure the thermodynamics and the structural changes for binding histones, H11 and H14, to DNA. The ITC data have been used to estimate the binding constant, (K ≈ 108) and the enthalpy change (ΔH ≈ + 5 (H11 at 25ºC), ΔH ≈ +20 kcal/mol (H14 at 15 ºC) for formation of the H1/DNA complex. CD data indicate that both H1 and DNA are partially unfolded in the H1/DNA complex. Protein and DNA unfolding must contribute to the large unfavorable endothermic enthalpy change for complex formation. The ITC data indicate that the H11 binding site is comprised 30 DNA base pairs while H14 interacts with approximately 36 DNA base pairs. At saturation, our data are consistent with 100% of the H1 binding sites being occupied in the H1/DNA complex.

No / Convenient exact closed-form expressions are derived for calculating the bending stiffness of and stresses within loaded cylindrical bonded rubber blocks of circular cross-section. The particular solutions for simple bending, cantilever loading and apparent shear situations are deduced and studied in detail. The shapes of the deformed profiles are discussed and confirmation is provided that the previously adopted assumption of parabolic profiles of the deformed lateral curved surface is only valid for blocks of very small aspect ratio. In simple bending a relationship which is more realistic than those hitherto suggested is derived for the couple required to maintain a specified rotation of the loaded end of the block. In apparent shear an exact expression for the ratio of the true to the apparent shear modulus is derived, and compared with the experimental data. An improved approximate relation is deduced.

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