Os estudos sobre o mecanismo de enovelamento das proteínas é o resultado de um estudo intenso utilizando métodos bioquímicos, biofísicos e teóricos. \"In vitro\", o estado inicial deste estudo é a proteína desnaturada. Neste trabalho, temos estudado o reenovelamento, após desnaturação térmica, de uma glicoproteína denominada frutalina; da família das lectinas. A característica principal desta classe de proteínas é sua habilidade para interagir com carboidratos e, portanto, combinar-se com glicocomponentes da superfície da célula, induzindo suas propriedades biológicas. A frutalina é uma lectina tetramérica extraída das sementes de Artocarpus incisa. Ela é ligante de D-galactose e o espectro de CD (dicroísmo circular) de sua estrutura nativa foi identificado como sendo dominado por folhas ?. A desnaturação térmica e as etapas do reenovelamento foram monitoradas por espectroscopia de CD, fluorescência e também pela perda da atividade hemaglutinante. As condições de desnaturação utilizadas foram aquecimento à 60°C por 30 a 60 minutos, dependendo do tempo de estocagem (a -18°C) da proteína na forma nativa. Os resultados indicaram que o reenovelamento é promovido por um processo de congelamento na presença de PBS contendo 0,l M de D-galactose seguida por centrífugoconcentração em Centriprep 3. A hemaglutinação positiva ocorreu tanto para a fração nativa quanto para a fração reenovelada. O reenovelamento da frutalina desnaturada também ocorreu com PBS contendo 0,1 M de solução de D-glicose. Quando a forma desnaturada foi concentrada antes do congelamento em PBS sem D-galactose ou em PBS contendo xilose, o reenovelamento não ocorreu. Estes resultados mostraram que o reenovelamento da frutalina foi dependente da ligação com a D-galactose ou D-glicose, bem como a importância do congelamento para obter a forma biologicamente ativa. A análise da estrutura secundária utilizando o programa CCA forneceu um resultado importante: para a forma nativa da frutalina obtivemos 85% de folhas ? paralelas e antiparalelas, incluindo voltas ?, enquanto que para a forma reenovelada obtivemos 73%, mostrando que a estrutura reenovelada, a nível secundário, se aproximou satisfatoriamente da nativa, concordando com os resultados obtidos nos testes de hemaglutinação. / Our current understanding of the protein folding mechanism is the result of intense study employing biophysical, biochemical and theoretical methods. \"In vitro\", the initial state of the protein in this puzzle is its unfolded form. In the present work we have studied the refolding, after thermal denaturation, of the glycoprotein frutalin, a member of the lectin class. The main characteristic of these proteins is their ability to interact with carbohydrates and thus combine with glycocomponents of the cell surface, leading to their biological properties. Frutalin is a tetrameric lectin extracted from the seeds of Artocarpus incisa. It is D-galactose specific and its native CD spectrum was identified as being dominated by ? -sheet. The thermal unfolding and refolding steps were measured by CD and fluorescence spectroscopies together with the loss of hemagglutinating activity. The unfolding conditions used were 60°C for 30 to 60 minutes, depending on the protein storage time. The results indicate that refolding is promoted by the freezing process in the presence of 0,1 M D-galactose-PBS followed by three-fold concentration in a Centriprep 3. Positive hemagglutination occurred for both the native and refolded forms. Refolding of denatured frutalin also occurred with PBS containing 0,1 M D-glucose. When the unfolded form was concentrated before freezing in PBS without D-galactose or in PBS containing xylose, refolding did not occur. These results show that the refolding of frutalin is dependent on the binding of D-galactose or D-glucose, and demonstrate the importance of freezing in order to obtain the biologically activity form. An analysis of secondary structure using the CCA program showed an important result: the native form, presented 85% ? -sheet/ ?-turns, while in the refolded form, this content fell to 73%. These results show that the refolded form is very similar to the native protein, which is in agreement with the hemagglutination results.

O estudo de enovelamento de proteínas tem sido um problema de fundamental importância em biofísica e biologia molecular. Neste trabalho, estudamos os processos de desnaturação e renovelamento das lectinas jacalina e frutalina. Estas lectinas são tetraméricas, apresentam alta homologia estrutural, porém diferem em atividade biológica, sendo a frutalina mais potente. Apesar desta homologia, estas lectinas diferem também nos processos de desnaturação e renovelamento como função da temperatura e o comportamento frente ao desnaturante químico hidrocloreto de guanidina (GndHCl). Ambas proteídas foram desnaturadas pela ação de GndHCl e suas curvas de desnaturação medidas por espectroscopia de fluorescência e CD. As medidas de fluorescência da frutalina deram valores de estabilidade conformacional de 17,12 kJ/mol e 12,34 kJ/mol, na presença e na ausência de D-Galactose, enquanto a jacalina forneceu valores de 8,12 kJ/mol para a transição NI e 5,61 kJ/mol para a transição IU em PBS. Os valores na presença de açúcar foram similares. NOs estudos da frutalina foram separadas as formas nativa, desnaturada, renovelada e uma forma molecularmente distinta chamada mal-enovelada, por cromatografia de exclusão molecular. Estas formas foram analisadas por atividades hemaglutinante e espectroscopias de CD e fluorescência. Todos os resultados obtidos confirmaram a ocorrência do renovelamento de ambas lectinas e que os monômeros renovelados, depois de alcançarem sua estrutura tridimensional, se associam espontaneamente para a formação dos tetrâmeros. / Protein refolding is currently a fundamental problem in biophysics and molecular biology. We have studied the refolding process of jacalin and frutalin. They are tetrameric lectins that present structural homology, buti jacalin shows a more marked biological activity than the latter. These proteins, despite their homology, have different unfolding/refolding behaviors as function of temperature and chemical agents. Both proteins were unfolded induced by guanidine hydrochlroide and their dnaturation curves mesuared by fluorescence emission and CD. Fluorescence measurments of frutalin gave values of conformational stability of 17.12 kJ/mol and 12.32 kJ/mol, in the presence and absence of D-Galactose, while jacaline gave values of 8.12 kJ/mol for NI transition and 5.61 kJ/mol for IU transition in PBS. In sugar presence the values are similar. In the frutalin studies were separeted the native, unfolded, refolded and a distinct molecular form denoted misfolded, by Size Exclusion Chromatography. These forms were analyzed for hemagglutination activity, CD and fluorescence spectroscopy. All the results obtained confirmed the successful refolding of the both lectins and the refolded monomers, after adopting their native three-dimensional structures, spontaneously assembled to form tetramers.

Neste trabalho, apresentamos resultados da caracterização Magneto-Óptica de íons terras-raras (Nd3+ e Yb3+) em monocristais de niobato de lítio (LiNbO3). Medidas de Dicroísmo Circular Magnético (MCD) e de Emissão Circularmente Polarizada em Presença de Campo Magnético (MCPE) foram realizadas pela primeira vez nesses sistemas. Os resultados foram obtidos à temperatura de 2K, e em campos magnéticos de até 5 T. Através desses estudos, foi possível identificar os números quânticos cristalinos (&#956) dos subníveis Zeeman desses íons. A partir da dependência do sinal de MCD com a intensidade de campo magnético, determinou¬se o fator giromagnético efetivo g// do estado fundamental de cada íon, obtendo-se os valores: g//Nd = (1,4 &#177 0,1) e g//Yb = (4,7 &#177 0,1). Esses valores foram confirmados através de medidas de espectroscopia de Ressonância Paramagnética Eletrônica (EPR), realizadas a baixa temperatura (4-8 K), em banda X. Os espectros de EPR foram tomados em função da orientação relativa do campo magnético externo com o eixo c cristalino dos cristais, em 3 planos perpendiculares entre si. Os espectros de EPR mostram a existência de diferentes sítios ocupados pelos íons terras-raras. O sítio mais populado tem simetria axial, e para esse centro determinaram-se os fatores g efetivos g//Nd = (1,440 &#177 0,005) e g//Nd = (2,959 &#177 0,004), para o íon Nd3+, e g//Yb = (4,705 &#177 0,008) e g//Yb = (2,693 &#177 0,005) para o íon Yb3+. Espectros de MCD e MCPE obtidos para um cristal de rubi ilustram as convenções utilizadas e atestam que o sistema experimental funciona adequadamente. Os espectros obtidos nessa amostra também são originais, tendo sido resolvidas as transições permitidas com luz circularmente polarizada entre os subníveis Zeeman correspondentes aos níveis de energia 4A2 e &#8254E (2E) do íon Cr3+. / In this work we present Magneto-Optícal characterizations of rare-earth ions (Nd3+ e Yb3+) in lithium niobate (LiNbO3) single crystals. Magnetic Circular Dichroism (MCD) and Magnetic Circularly Polarized Emission (MCPE) measurements were performed for the first time on those systems. Spectra were obtained at 2K and at magnetic field strength up to 5T. From these studies, it was possible to assign the crystal quantum number (&#956) of the Zeeman sublevels of these ions, so that the sign and allowance of the electronic transitions could be predicted. From the dependence of suitable MCD spectral lines on the magnetic field strength, the effective parallel gyromagnetic factor (g//) of the ground state for each of the rare earth ions has been determined to be: g//Nd = (1,4 &#177 0,1) e g//Yb = (4,7 &#177 0,1). These values are in dose agreement to those obtained by means of Electron Paramagnetic Resonance (EPR) spectroscopy, at 4-8 K, and at X-band frequency. EPR spectra were recorded as a function of the external magnetic field orientation relative to the c crystalline axis in three mutual perpendicular planes. These spectra show evidence of multiple sites occupied by the rare-earth ions. For the most intense line seen in the spectra of each ion, it could be clearly assigned a site with axial symmetry, with effective g factors of g//Nd= (1,440 &#177 0,005) and g//Nd = (2,959 &#177 0,004), for the Nd3+3+ ion, and g//Yb = (4,705 &#177 0,008) and g//Yb= (2,693 &#177 0,005) for the Yb3+ ion. MCD and MCPE spectra recorded for a ruby crystal shows the experimental conventions used so far in this work, as well as assure that the experimental system works properly. These results are original ones, by means of which, the spectral transitions between the Zeeman sublevels of the 4A2 and &#8254E (2E) of the Cr3+ ions in ruby could be resolved.

Orientador: Marco Aurelio Zezzi Arruda / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-10T13:14:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_MarceloAnselmoOseasda_M.pdf: 1369513 bytes, checksum: 35e33836144e52420b1164f512aa97e9 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Nesta dissertação foi estudado o comportamento de partição da albumina, proteína presente em elevada concentração no plasma sangüíneo e que interfere na determinação em diversas técnicas analíticas. No estudo efetuado foram avaliados diferentes sistemas aquosos de duas fases, explorando um fenômeno denominado ponto nuvem. Tais sistemas empregam surfactantes, sob condições experimentais específicas, obtendo-se a formação de duas fases imiscíveis: uma rica e outra pobre em tensoativo. Observou-se que devido às características hidrofílicas da albumina, bem como à dimensão dos agregados formados, sua extração para fase rica em tensoativo apresenta valores de coeficiente de partição que não ultrapassam 0,66 o que representa uma eficiência de extração de ca.40%. A extração da proteína apresentou-se viável mediante a utilização de uma mistura composta por um tensoativo não-iônico (Triton® X-114), que possibilita a separação de fases em temperatura biocompatível, na presença de outro tensoativo iônico (dodecil sulfato de sódio - SDS), que atua favorecendo as interações eletrostáticas entre os agregados e as moléculas protéicas, desde que se trabalhe em meio com pH abaixo de 5,0. Análises de dicroísmo circular complementaram o estudo e fornecerem evidências de que a aplicação do sistema baseado na mistura composta por Triton® X-114 e SDS causava desnaturação parcial da proteína, o que não inviabilizou sua aplicação para extração da mesma em uma amostra real. A eficiência deste sistema foi, então, avaliada para a remoção de albumina em plasma sangüíneo. Um coeficiente de partição de 1,1 foi obtido, indicando que ca.51% das proteínas encontravam-se na fase rica em tensoativo. As amostras submetidas ao procedimento de extração também foram avaliadas frente à técnica de eletroforese em gel, sendo que a fase pobre em sufactante apresentou um perfil eletroforético mais detalhado quando comparada a uma amostra que não foi submetida ao procedimento proposto. Já na fase rica em surfactante, foi observada a presença majoritária de albumina e, em menor concentração, outras proteínas de grande abundância no plasma tais como imunoglobulina G e transferrina. Por fim, o método apresentou desempenho semelhante ao de sistemas disponíveis comercialmente para remoção de albumina, tal como o sistema da Millipore®, apresentado neste trabalho / Abstract: In this work the partition behavior of albumin was studied, which is found at high concentrations in blood plasma, which interferes in many analytical techniques determinations. The present study evaluated different aqueous two-phase systems, exploiting a phenomenon called of cloud point. These systems employ surfactants under specific experimental conditions, enabling formation of two immiscible phases: one rich and another poor in surfactant. Due to the hydrophilic characteristcs of albumin, as well as its aggregate dimensions, its extration to the surfactant rich phase presented partition coefficients lower than 0.66, representing and extraction efficiency of ca. 40%. Protein extraction was feasible by applying a mixture comprised of a nonionic surfactant (Triton® X-114), which allowed the phase separation at biocompatible temperatures, and an ionic one (sodium dodecylsufate - SDS), wich promotes eletrostatic interactions between aggregates and protein molecules, since the extraction procedure is carried out at pH 5.0. Circular dichroism analysis complemented the study and it showed that a system based on a Triton® X-114 and SDS mixture causes partial protein denaturation, but its application for a real sample is feasible. The efficiency of this was evaluated for albumin removal from blood plasma. A partition coefficient of 1.1 was obtained, indicating that ca. 51% of proteins were contained in the surfactant rich phase. Albumin depleted samples were submitted to gel eletrophoresis and the surfactant poor phase presented a more detailed gel electrophoresis profile, when compared with a crude sample. The surfactant rich phase reveled that albumin is the predominant protein present, but it is possible to find other highly concentrated plasmatic proteins including immunoglobulin G and transferrin. Finally, the method presented similar performance when compared with commercially available systems for albumin removal, such as the Millipore® system, wich was also evaluated in this work / Mestrado / Quimica Analitica / Mestre em Química

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2016-05-19T12:14:27Z No. of bitstreams: 1 Amanda Emmanuelle Sales.pdf: 4982712 bytes, checksum: 90011cbdafe7a0363213b2fff5735b44 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-19T12:14:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Amanda Emmanuelle Sales.pdf: 4982712 bytes, checksum: 90011cbdafe7a0363213b2fff5735b44 (MD5) Previous issue date: 2015-12-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Fibrinolytic proteases are enzymes that degrade fibrin, the main component of blood clots. The accumulation of this protein leads to thrombosis responsible for cardiovascular disease including myocardial infarction. A promising alternative to thrombolytic therapy has been the production of these enzymes by microorganisms which promotes low cost, high efficiency and capacity for large scale production. This study aimed to select species of filamentous fungi isolated from Caatinga soil samples - Pernambuco - Brazil and assess their potential for production of proteases with fibrinolytic activity. Among the 36 isolates studied, 58% showed fibrinolytic activity above 100 U/mL. The microorganism with the higher activity in terms of enzyme production was Mucor subtilissimus UCP 1262 with 415 U/mL. Further optimization of the fermentation process resulted in the production of 1075 U/mL of enzymatic activity. The fibrinolytic enzyme had a capacity of enzymatic degradation of the blood clot of 16.7 % in vitro. Extraction of fibrinolytic protease produced at submerged fermentation was carried out using a PEG/ammonium sulphate aqueous two-phase system (ATPS). PEG 8000 15% and 25% ammonium sulphate were selected as the most appropriate components for extraction with Fibrinolytic Activity in salt phase: 345 U/mL; K: 0.65; Y: 253.1 % and FP: 8.8. The fibrinolytic enzyme from Mucor subitilissimus UCP 1262 was pre-purified using extractive fermentation in PEG and ammonium sulphate ATPS, in which the fungal strain was able to grown even in high salt concentration, produced and extracted simultaneously to the PEG phase. A novel protease with fibrinolytic activity was purified also by chromatographic methods using a two-step purification protocol. Compared to the crude enzyme extract, the specific activity of the enzyme increased 5.30 fold with a recovery of 36.31%. The initial crude extract with the enzyme was pre-purified using acetone precipitation and adsorbed by ion exchange chromatography on DEAE-sephadex G50. The two-dimensional electrophoresis system (2DE) coupled with SDS-PAGE showed a single protein band of approximately 15.3 kDa and isoelectric focusing point of 3.9, exhibiting a nature as an acidic enzyme. Additionally, the activity was slightly inhibited by EDTA, but significantly inhibited by PMSF and also had a higher affinity for the N-Succinyl-Ala-Ala-Pro-Phe p-nitroanilide (SAApNA) and azocasein substrates, suggesting to be a chymotrypsin-like protease. Protein unfolding induced by pH and temperature were applied to study the protein conformational changes and showed from the thermal denaturation curve, change in ellipticity at 222 nm, indicated Tm (Melting temperature) of the protein to be 58.14°C. The far UV circular dichroism (CD) of the fibrinolytic protease showed the secondary structure with most content percentage of α-helix. These results demonstrate an economical, viable enzyme purification protocol. And studying the purified fibrinolytic enzyme have established basis for elucidating mechanisms responsible for the changes in conformation of the new fibrinolytic enzyme under varying conditions of temperature and pH. This novel fibrinolytic enzyme may represent a new source of therapeutic agents to treat thrombosis diseases. / Proteases fibrinolíticas são enzimas que degradam a fibrina, o principal componente dos coágulos sanguíneos. O acúmulo da fibrina nos vasos sanguíneos leva a trombose, fenômeno responsável por doenças cardiovasculares. Uma alternativa promissora para a terapia trombolítica tem sido a produção dessas enzimas por micro-organismos que promovem baixo custo, alta eficiência e capacidade de produção em larga escala. Produzir proteases fibrinolíticas por linhagens de fungos filamentosos por fermentação submersa e desenvolver o processo de purificação utilizando Sistemas de Duas Fases Aquosas (SDFA) e cromatografia líquida, além de caracterizar bioquímico e estruturalmente a enzima. Dentre as 36 espécies estudadas, 58% apresentaram atividade fibrinolítica acima de 100 U/mL A espécie com maior atividade foi Mucor subtilissimus UCP 1262 com 415 U/mL. Foram realizados processos fermentativos que resultaram na produção de 1075 U/mL de atividade fibrinolítica, com capacidade de degradação do coágulo sanguíneo de 16,7% in vitro. A extração da protease fibrinolítica produzida por fermentação submersa foi realizada utilizando o sistema de duas fases aquosas (SDFA) com Polietileno glicol (PEG) e sulfato de amônio. O PEG 8000 (g/mol) a 15% e sulfato de amônio a 25% foi selecionado como a condição mais eficiente para a extração da enzima na fase do sal, apresentando 345 U/mL de atividade, coeficiente de partição K=0,65; Recuperação Y=253,1% e Fator de purificação FP=8,8. A protease fibrinolítica produzida por Mucor subitilissimus UCP 1262 foi também pré-purificada utilizando fermentação extrativa com SDFA (PEG e sulfato de amônio), onde a espécie fúngica foi capaz de crescer mesmo em altas concentrações de sal, produzir e extrair simultaneamente para a fase do PEG do sistema. A protease fibrinolítica foi purificada também através de métodos cromatográficos utilizando um protocolo de purificação com dois passos. O extrato bruto inicial com a enzima foi pré-clarificado utilizando precipitação com acetona e adsorção em cromatografia de troca-iônica em DEAE-sephadex G50, o qual foi capaz de aumentar a pureza em 5,30 vezes com a recuperação de 36, 31%. O sistema de eletroforese bidimensional 2DE acoplado ao SDS-PAGE mostrou uma banda única de aproximadamente 15,3 kDa e a focalização isoelétrica apresentou o ponto isoelétrico no pH 3,9, exibindo uma natureza de enzima ácida. Adicionalmente a enzima foi significativamente inibida por PMSF e alta afinidade catalítica para o substrato sintético amidolítico N-Succinyl-Ala-Ala-Pro-Phe p-nitroanilide (SAApNA) e azocaseína. Sugerindo ser uma serino-protease semelhante à quimotripsina. Desdobramento proteico induzido por pH e temperatura foram aplicados para estudar as mudanças conformacionais da enzima e mostraram através da curva de desnaturação térmica, mudança da elipticidade a 222 nm, indicando um Tm (Temperatura de desnaturação) da proteína de 58,14°C. O dicroísmo circular no UV distante (far UV CD) da protease fibrinolítica mostrou a estrutura secundária da proteína com maior teor de α-hélix. Estes resultados demonstram um protocolo de purificação de enzimas eficiente. E o estudo da enzima purificada estabeleceu bases para elucidar mecanismos responsáveis pelas mudanças de conformação de uma nova enzima fibrinolítica sob a variação de condições variadas de temperatura e pH. Esta enzima fibrinolítica pode representar uma nova fonte de agente terapêutico no tratamento de doenças trombolíticas.

Metaloproteases/desintegrinas (MD) isoladas de venenos de serpentes são potentes inibidores de agregação plaquetária e de adesão celular, processos envolvidos em doenças como trombose e câncer. As MD pertencem a classe PIII das SVMPs (´snake venom metalloproteinases´) que são constituídas por três domínios: metaloprotease (M), tipo-desintegrina (D) e rico em cisteína (C). A função dos três domínios nas atividades das moléculas ainda não é totalmente conhecida, e estudos com o objetivo de esclarecer suas funções são importantes para o desenvolvimento de novos fármacos. Algumas proteínas da classe PIII apresentam elevada atividade auto-proteolítica (liberando peptídeo constituído dos domínios D e C) enquanto que em outras PIII esta atividade não é menos evidente. Neste trabalho nós estudamos MD isoladas de veneno de Bothrops jararaca (bothropasina) e Bothrops alternatus (alternagina) em relação aos seus processos de autólise. Alternagina e bothropasina apresentaram diferentes comportamentos em relação à auto-proteólise, apesar do elevado grau de identidade entre as duas moléculas. Nesse trabalho, caracterizamos a estabilidade química e o comportamento de desenovelamento da proteína alternagina nativa pela guanídina HCl usando emissão de fluorescência intrínseca em combinação com espectroscopia de dicroísmo circular ´far´-UV. As amostras de alternagina, purificadas do veneno liofilizado, foram monitoradas por dicroísmo em comprimento de onda de 220nm e os resultados mostraram estruturas intermediárias no processo de desnaturação da proteína. Estudos semelhantes foram feitos com a bothropasina, com o objetivo de relacionar seus diferentes comportamentos auto-proteolíticos com os processos de desnaturação. Nas duas proteínas ocorreu uma alta correlação entre os estudos de auto-proteolise e de desnaturação. As MD isoladas de B. jararaca, jararagina e bothropasina, são isoformas descritas na literatura como isoláveis através de diferentes cromatografias. Neste trabalho, utilizamos os diferentes protocolos descritos para verificar a porção da isoforma majoritária no veneno. As amostras de proteína serão analisadas por espectrometria de massas, uma vez que a região N-terminal das proteínas está bloqueada. / Metalloproteinases/disintegrin (MD) isolated from snake venom are potent inhibitors of platelet aggregation and cell adhesion, processes involved in illnesses as cancer and thrombosis. MD belong to the PIII class of the metalloproteinase/disintegrin gene family and they are constituted by three domains: the catalytic domain, metalloprotease; disintegrin-like (D) and cysteine-rich (R). Some MD proteins are rapidly processed (producing the disintegrin-like/ cysteine-rich domains), while others MD are processed slowly. In this work, we studied the autolysis process of the MD isolated from the venom of Bothrops jararaca (bothropasin) and Bothrops alternatus (alternagin). Despite high sequence identity, alternagin and bothropasin showed different autolysis processes. The processing of the alternagin produces an intermediate with molecular mass of 43kDa whereas in the processing of the bothropasin this intermediate is almost not observable. In this work we studied alternagin and bothropasin under the viewpoint of chemical stability and the unfolding process to guanidine hydrochloride (Gnd-HCl) using dichroism circular and fluorescence spectrometry. The CD spectra (220nm) of the alternagin purified from the lyophilized venom showed an intermediate structure in the unfolding process. These studies were performed on bothropasin with the goal to relate the autolysis and unfolding process. These studies revealed a high correlation between both proteins . The MD isolated from B. jararaca, jararagin and bothropasin, are isophorms purified from different chromatograph processes reported in the literature. In this work, different purification processes were used to check the major isophorm. Due to the blocked N-terminal region, these proteins will be assessed by mass spectrometry.

Utilizando cristais de KCl:SH- dopados com centros F2+ na ausência de centros F e F2, permitiu-nos estudar o Dicroísmo Circular Magnético (DCM) em absorção das transições 1s ?g(493?m) e 1s ?g - 2py?w (509 ?m) como função do campo magnético de 0 < H < 48 KG e temperatura entre 1.5 < T < 77K. A transição 1s ?g, 2p? (1.4 ?m) em absorção não apresentou DCM dentro do limite de detecção de nosso equipamento (1.2 X 10-4); o mesmo aconteceu com a transição (2p?w- 1s ?g) em emissão (1.2 X 10-4). Irradiando com luz polarizada na banda ?, os centros F2+ se .reorienta ao longo da direção [110] em até 1.5 K, apresentando uma forte birrefringência. Medidas em absorção com centros F2+ alinhados em várias geometrias, permitiu estudar a contribuição ao DCM de cada orientação do defeito. Apresentamos um modelo teórico em bom acordo com os resultados experimentais. Utilizando uma técnica de Detecção óptica de EPR, determinamos o fator de Landé para o estado fundamental (g =1.965 ± 0.007) e o tempo de relaxação spin-rede do estado fundamental a H = 3.2 KG, que é típico do processo direto T1-1 = 4.3 X 10-2cotgh(g?H/2kT). / Using KCl:SH- doped with F2+ centers without F and F2, we studied the Magnetic Circular Dichroism (MCD), in absorption of yhe transition 1s ?g(493?m) and 1s ?g - 2py?w (509 ?m) as a function of the magnetic field 0 < H < 48 KG and temperature 1.5 < T < 77K. The transition 1s ?g, 2p? (1.4 ?m) does not present any MCD within the limit of detection of our equipament (1.2 X 10-4); No dichroism has been observed in emission in the 2p?w- 1s ?g transition (1.2 X 10-4). F2+ centers reorient along the [110] direction down to 1.5 K by polarized light excitation in the ? bands and present a strong birefringence. Measurements in absorption with aligned F2+ in various geometry allows as to determine the contribution of each orientation to the DCM. A theorical model is presented in good agrement with the experimental results. The optical detection of the EPR in X-band give the Landé factor af the graund state is g =1.965 ± 0.007) and the spin-lattice relaxation measured at H = 3.2 KG is typical of a direct process T1-1 = 4.3 X 10-2cotgh(g?H/2kT).

Cette thèse est consacrée à l’élaboration de films de nanofils d’argent orientés à l’aide de la technique de pulvérisation à incidence rasante. Couplée à la technique de dépôt couche-par-couche, il est possible de réaliser des films composés de plusieurs couches de nanofils d’argent orientées dans des directions différentes. Les films ainsi formés sont étudiés pour réaliser d’une part des supports conducteurs et transparents ordonnés et d’autre part pour réaliser des structures chirales aux propriétés optiques particulières. Une première étude est menée sur l’influence des différents paramètres de pulvérisation. Ils seront optimisés pour réaliser, dans un premier temps les échantillons transparents et conducteurs, puis dans un second, des structures chirales. Une seconde partie consiste à l’étude de structures hélicoïdales composées de plusieurs couches orientées de nanofils d’argent. Le dichroïsme circulaire de ces échantillons est étudié en fonction de différents paramètres de structure. Enfin une étude consistera à comparer les performances en tant que surface transparente et conductrice, de films orientés et d’argent sans ordre de nanofils. / This study consist in the elaboration of aligned films of silver nanowires by the Grazing Incidence Spraying (GIS) technique. Combined with the Layer-by-Layer (LbL) technique, it is possible to generate films composed of several aligned layers of silver nanowires with different directions of orientation. Optical and conductive properties of these films will be investigated to highlight the impact of these 3D ordered structures. The influence of different parameters of the GIS will be studied. These parameters will be optimized in ordrer to design samples for conductive and transparent films and to elaborate chiral structures. Chiral structures will be realized and their circular dichroism will be investigated in function of structural parameters. A last study will be realized about the influence of order for transparent and conductive electrodes by measuring performances of films with aligned and randomly deposed silver nanowires.

De nos jours, les nanomatériaux sont utilisés dans de très nombreux domaines allant de l’agroalimentaire à la santé en passant par l’industrie automobile et le textile. Dans ce contexte, de nombreuses disciplines comme la métrologie et la nanotoxicologie se sont fortement développées. Dans les milieux biologiques, les protéines interagissent avec les nanoparticules pour former une couronne de protéines. Cette couronne de protéines joue un rôle important dans les interactions des nanoparticules avec leur environnement. Comprendre et caractériser les interactions des nanoparticules avec les protéines permettraient d’améliorer l’utilisation des nanoparticules dans différents domaines, notamment dans celui de la santé. Nous avons d’abord mis au point une méthode de purification des nanoparticules permettant de préserver la structure et la composition de la couronne protéique (Asymmetric flow field-flow fractionation, AF4). Nous avons ensuite caractérisé la couronne protéique associée à ces nanoparticules par plusieurs méthodes telles que la sédimentation centrifuge différentielle, la microscopie électronique, des méthodes basées sur la diffusion de la lumière (diffusion dynamique de la lumière (DLS) et la résonance plasmonique de surface localisée ou non), le dichroïsme circulaire classique et le Synchrotron Radiation Circular Dichroism (SRCD, Diamond, UK). Nous avons montré qu’une couronne d’albumine sérique humaine provoque une augmentation du diamètre hydrodynamique des nanoparticules d’or de 14 à 25,3 nm et une diminution de la densité d’un facteur 2. Ceci nous a permis de calculer que 19 molécules d’albumine en moyenne interagissent avec une nanoparticule. Les spectres de dichroïsme circulaire ont permis d’estimer que l’albumine conserve environ 70% de ses structures hélicoïdales lorsqu’elle est complexée avec les nanoparticules. Nous avons estimé l’affinité avec laquelle les nanoparticules d’or interagissent qui est d’environ 351 nM pour l’albumine et 513 nM pour la transthyrétine qui est riche en brins béta. Nous avons également optimisé une méthode de couplage de l’AF4 à un appareil de mesure de la diffusion dynamique de la lumière (DLS) pour améliorer la précision de la mesure du diamètre hydrodynamique des nanoparticules. Cette méthode précise et flexible permettra de caractériser de nombreuses modifications de surface des nanoparticules comme l’ajout de polyéthylène glycol, utilisées pour la conception de nano-médicaments / Nowadays, nanomaterials are used in numerous areas ranging from food to health through cars and textile engineering. In this context, many disciplines such as metrology and nanotoxicology, have been developed. In biological fluids, proteins interact with nanoparticles to form the protein corona, which plays an important role in mediating the interactions of the nanoparticles with their environment. Understanding and characterizing the interactions of nanoparticles with proteins and the corona structure would improve their use in various fields and particularly in the health sector. We have first developed a method based on Asymmetric Flow Field Flow Fractionation (AF4) for purifying gold nanoparticles preserving the structure and composition of the protein corona. Then we have characterized the protein corona associated to these nanoparticles by differential centrifugal sedimentation, electron microscopy, light scattering (dynamic light scattering, DLS), surface plasmon resonance (SPR) and localized SPR and by circular dichroism (classical CD and Synchrotron Radiation Circular Dichroism, SRCD, Diamond, UK). We have shown that human serum albumin corona increased the hydrodynamic diameter of the gold nanoparticles from 14 to 25.3 nm and decreases their density by a factor of 2. This enabled us to calculate that 19 albumin molecules on average interact with a nanoparticle. We have estimated by circular dichroism that albumin maintains about 70% of its helical structures when complexed with nanoparticles. The affinity between gold nanoparticles and proteins, is about 351 nM for albumin and 513 nM for transthyretin, which are enriched in helices and beta strands respectively. We have also optimized a coupling method between the AF4 system and the dynamic light scattering apparatus to improve the measurement accuracy of the hydrodynamic diameter of the nanoparticles. This accurate and flexible method will be helpful to characterize many surface modifications of the nanoparticles such as the addition of polyethylene glycol used for the design of nanodrugs

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(理学) / 甲第22272号 / 理博第4586号 / 新制||理||1658(附属図書館) / 京都大学大学院理学研究科化学専攻 / (主査)教授 大須賀 篤弘, 教授 依光 英樹, 教授 時任 宣博 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Science / Kyoto University / DGAM