Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2006. / Submitted by Diogo Trindade Fóis (diogo_fois@hotmail.com) on 2009-10-22T15:13:15Z No. of bitstreams: 1 2006_Antony Marco Mota Polito.pdf: 3213017 bytes, checksum: ce84a7419e27af4232b0e5731faacb7a (MD5) / Approved for entry into archive by Gomes Neide(nagomes2005@gmail.com) on 2010-10-15T12:39:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_Antony Marco Mota Polito.pdf: 3213017 bytes, checksum: ce84a7419e27af4232b0e5731faacb7a (MD5) / Made available in DSpace on 2010-10-15T12:39:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_Antony Marco Mota Polito.pdf: 3213017 bytes, checksum: ce84a7419e27af4232b0e5731faacb7a (MD5) Previous issue date: 2006-04 / Neste trabalho, nós estudamos a dinâmica dissipativa de sistemas de esferas rígidas e lisas, com coeficiente de restituição constante e com baixo número de partículas, no Regime de Esfriamento Homogêneo. Nós nos concentramos na obtenção da função de distribuição de velocidades por meio de simulações em Dinâmica Molecular. O principal objetivo é apresentar uma metodologia baseada na aplicação da técnica da Função Característica Empírica e da chamada função W, introduzida por Lévy para medir a distância de distribuições para uma Gaussiana. Nós usamos esta metodologia para (i) caracterizar estados assintóticos estacionários independentemente das condições iniciais; (ii) estudar a múltipla dependência desses estados estacionários no número de partículas, livre caminho médio, coeficiente de restituição e condições de contorno; (iii) discutir a existência de um estado limite no limite termodinâmico; (iv) estudar o problema da convergência da expansão polinomial de Sonine no regime de alta inelasticidade; (v) propor um novo método de truncagem para resolver a dinâmica dos coeficientes de Sonine e (vi) medir as caudas de alta energia superpopuladas. Além disso, nós investigamos em que medida os resultados teóricos relacionados à equação de Boltzmann inelástica podem ser reproduzidos. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this work we study the dissipative dynamics of systems of smooth hard spheres with a constant restitution coefficient and small number of particles in a Homogeneous Cooling Regime. The main goal is to present a methodology based on the application of the Empiric Characteristic Function technique and the so-caled W function, introduced by Lévi to measure the distance of distributions from the Gaussian. We use this methodology to (i) characterize asymptotic stationary states independently of initial conditions; (ii) to study the multiple dependence of these stationary states on the number of particles, mean free path, restitutions coefficient and boundary conditions; (iii) to discuss the existence of a limit state in the thermodynamic limit; (iv) to study the problem of the convergence of the sonine plynomial expansion at the highly dissipative regime; (v) to propose a new truncation scheme to solve the dynamics of the Sonine coefficients and (vi) measure teh over populated high energy tails. Moreover, we investigate in what sense the theoretical results related to the inelastic Boltzmann equation can be reproduced.

Os compostos perfluorados possuem potencial para terapias de ventilação líquida e como substituintes sintéticos de sangue. No presente trabalho, propõe-se um campo de força consistente com a metodologia AMBER para perfluoroalcanos lineares e perfluorodecalinas. As densidades e entalpias de evaporação calculadas discordam dos valores experimentais por no máximo 6%. O cálculo da energia livre de Gibbs de solvatação de O2 por criação da molécula de O2 em C6F14 resultou em valores com três ordens de grandeza diferentes dos valores experimentais, enquanto o cálculo da diferença da energia livre de solvatação de O2 em C6H14 e C6F14 resultou em 50 kJ.mol-1, comparado com o valor experimental de 29 kJ.mol-1. A análise de estrutura local da interação gás-líquido a partir de funções de distribuição radial não mostrou variação na estrutura local do líquido, mostrando que a facilidade da solvatação é devida a pouca ou inexistente reorganização do líquido. Apesar disso, as funções de distribuição radiais dependentes do tempo dos átomos de flúor ou hidrogênio com referência nos átomos de oxigênio indicaram solvatação efetiva de O2 no perfluorohexano, enquanto que em hexano, octano e perfluoroctano mostrou crescimento lento e desordenado, resultado que pode ser interpretado como solvatação ineficaz ou inexistente em tais líquidos. / Perfluorinated compounds possess potencial to liquid ventilation therapy and as synthetic blood substituints. In the present work, we propose a AMBER-consistent force field designed for linear perfluoroalkanes and perfluorodecalin. The calculated densities and vaporization enthalpies diverge from the experimental values by at most 6%. The Gibbs’ free energy of solvation of O2 calculated from creation of the O2 molecule inside bulk C6F14 diverged by three orders of magnitude from the experimental value, while the difference of Gibbs’ free energy of salvation of O2 in C6H14 and C6F14 was computed to be 50 kJ.mol-1, while the experimental value is 29 kJ.mol-1. The analysis of local structuration of the liquid-gas interaction, based on radial distribution functions, did not show changes in the local structure of the liquid perfluoroalkanes, implying that the easy solvation is due to little or none liquid reorganization. Nevertheless, the time-dependent radial distribution functions of fluorine or hydrogen atoms, taking the oxygen atoms as reference, indicated effective solvation of O2 in perfluorohexano, while in octane, hexane and perfluorooctane it showed slow and chaothic growth, a result that could be interpreted as an ineffective or inexistent solvation in such liquids.

Neste trabalho foram desenvolvidas cinco simulações: Moricina no vácuo; moricina em meio fisiológico (água e íons); membrana em meio fisiológico; 1 moricina e 6 moricinas no interior da membrana. O objetivo é avaliar as interações antibiótico – membrana. Para esse estudo foi escolhido um peptídeo catiônico com atividade bactericida já constatada. A membrana adotada é baseada na composição da membrana celular da bactéria E. Coli. A metodologia utilizada foi a Dinâmica Molecular. Os sistemas foram construídos com o software VMD e os cálculos foram desenvolvidos com o software NAMD2. O Campo de Força para os lipídios, os íons e a moricina foi o CHARMM27 e o modelo para água foi TIP3P. O ensemble adotado foi o NpT, com uma pressão de 1 atm e temperatura de 310 K, por ser o mais coerente com o sistema fisiológico. A moricina é um peptídeo α-hélice e por isso o modelo de atuação aplicado foi barrel stave. Em presença do peptídeo se observou a perturbação da estrutura da membrana, o que valida a metodologia. No sistema contendo 6 moricinas o poro formado possibilitou o escoamento de água e íons através da bicamada lipídica, desfazendo o gradiente de concentrações essencial à manutenção da célula bacteriana. / In the present dissertation, five systems have been treated by molecular dynamics computer simulations: isolated moricine, moricine in physiological solution, membrane in physiological solution, a single moricine molecule inserted into the membrane, and an ion channel consisted of six moricine molecules inserted into the membrane. The moricine molecule represents a cationic peptide with known antibiotic activity. The membrane model was chosen to mimic the composition of the celular membrane of E.Coli. Our studies were directed towards the interaction between the antibiotic moricine and the membrane. All the systems were constructed using the VMD software. The simulations have been performed with the NAMD2 package adopting the CHARMM27 force field to the lipides, ions, and the moricine molecule. Water was described by the TIP3P model. The simulations were carried out within the NpT ensemble corresponding to physiological conditions (pressure of 1 atm and a temperature of 310 K). Moricine is a peptide with alpha-helix treated as a barrel stave. The adopted methodology demonstrated a perturbation of the membrane's structure in the presence of the peptide. The system containing six moricine molecules forming a pore within the membrane exhibited a flux of water molecules and ions passing the membrane indicating the antibiotic activity of moricine.

Sabe-se há algum tempo que a expressão de glicanas muda de acordo com a condição celular. A alteração do processo de glicosilação de proteínas é um processo comum em vários estados fisiopatológicos, sendo observado como um evento frequente em processos alérgicos e em células tumorais. O principal alérgeno do gato, a proteína Fel d 1, é um dímero composto de duas subunidades, sendo cada subunidade composta por uma cadeia α e β. A proteína possui um sítio de N-glicosilação em cada uma de suas subunidades, sendo preenchidos por diferentes glicoformas. Além disso, estudos cristalográficos detectaram três possíveis sítios de ligação a Ca2+ em sua estrutura. Diversos tipos de tumores apresentam expressão aumentada de GTs, dentre estas a FUT8 e a C2GnT-L. A FUT8 é uma β-1,6-fucosiltransferase, que transfere uma Fuc do substrato doador (GDP-β-L-fucose) à primeira GlcNAc do núcleo pentassacarídico de uma N-glicana. Esta enzima apresenta expressão aumentada em câncer de pulmão, gástrico e de cólon, além de estar envolvida em outros processos patológicos. A C2GnT-L transfere um resíduo de GlcNAc, em ligação β-1,6, ao núcleo 2 (Core 2) de glicanas O-ligadas, sendo superexpressa em câncer de pulmão, próstata e colorretal e relacionada com progressão tumoral e metástase. Considerando o papel da glicosilação e dos sítios ligadores de Ca2+ nos processos alérgicos, assim como a presença das GTs mencionadas em alta quantidade em processos tumorais, bem como a inexistência de dados estruturais e conformacionais destas proteínas e das estruturas sacarídicas em solução, o trabalho tem como objetivo contribuir na caracterização da glicobiologia estrutural destas proteínas. Para tal, foram estudados diversos sistemas da proteína Fel d 1 (PDBID 2ejn) e das enzimas FUT8 (PDBID 2de0) e C2GnT-L (PDBIDs 2gak e 2gam) por DM em solução aquosa em diferentes condições. Após os experimentos, pode-se observar que, para Fel d 1, apenas o íon Ca2+ central está ligado à proteína, enquanto os laterais ficam livres. A Fel d 1 com glicosilação reduzida apresentou um aumento de flexibilidade em duas hélices em uma das subunidades da Fel d 1, devido a desenovelamento das mesmas. Já a proteína completamente glicosilada apresentou uma redução no tamanho da cavidade de uma das subunidades. No estudo da FUT8, observou-se que o domínio N-terminal é o principal componente da flexibilidade proteica desta proteína. Ainda, foi possível caracterizar, através de atracamento molecular, a região de interação da FUT8 com sua glicana-alvo e com uma de suas proteínas-alvo, a integrina α5β1. Os resultados para C2GnT-L demonstraram que o sítio caracterizado para o substrato aceptor pode na verdade estar ocupado pelo substrato doador desta enzima, já que este permanece no local durante a DM, ao contrário do substrato aceptor. Espera-se que este trabalho contribua na compreensão do funcionamento destas proteínas, possibilitando futuros estudos acerca de seus papéis em enfermidades e, consequentemente, para novas estratégias terapêuticas. / We know for a while that glycan expression varies according to the cellular condition. Alterations in protein glycosylation is a common process in several physical and pathological processes, and are frequently observed in allergy and tumorous cells. The major cat allergen, Fel d 1, is a dimer composed by two subunits, each subunit containing one α and β chain. This protein contains one N-glycosylation site in each subunit, which are filled by different glycoforms. In addition, crystallographic studies detected three possible Ca2+ binding sites in its structure. Several types of tumors have higher expression of GTs, like FUT8 and C2GnT-L. FUT8 is an β-1,6-fucosyltransferase, transferring one Fuc from GDP-b-L-fucose to the inner most GlcNAc in the pentassaccharidic core of an N-glycan. This enzyme is highly expressed in lung, gastric and colon cancer and is involved in other pathological processes. C2GnT-L transfers a GlcNAc residue, in a β-1,6 linkage, to the Core 2 of O-linked glycans and is overexpressed in lung, prostate and colon-rectal cancer, related to tumoral progression and metastasis. Considering the role of glycosylation and Ca2+ binding sites in allergy, and considering the presence of the GTs mentioned above in high amounts in tumoral processes, as well as the inexistence of structural data concerning these proteins in solution, this study intents to contribute in characterizing the structural glycobiology of these proteins. In this matter, we studied several systems containing Fel d 1 (PDBID 2ejn), FUT8 (PDBID 2de0) and C2GnT-L (PDBID 2gak and 2gam) by MD in aqueous solution, under different conditions. We were able to observe, after the experiments, that in Fel d 1, only the central Ca2+ ion is bound to the protein, while the lateral ions are free. Fel d 1 containing reduced glycosylation form presented larger flexibility in two helices, in one of the subunits, due to their unfolding. Fully glycosylated Fel d 1 presented reduced cavity size in one of the subunits. In FUT8 study, we observed that the N-terminal domain is the principal component of protein flexibility. We were also able to characterize, using molecular docking, the sites of interaction of FUT8 with its target glycan and one of its target protein, integrin α5β1. Results for C2GnT-L showed that the characterized acceptor substrate site might, in fact, be occupied by the donor substrate, since the donor substrate remains in the site during MD, and the acceptor substrate does not. We expect that the refinement of these crystallographic structures, by introducing the saccharidic information, will contribute in comprehending the proteins functioning, and will further possibilitate studies into its roles in infirmities and, in this matter, to new therapeutic strategies.

Motivado por evidencias experimentais, foram realizadas extensivas simulações clássicas de dinâmica molecular de soluções aquosas de DNA visando investigar a transição vítrea. Estudou-se o dodecâmero de Dickerson solvatado por moléculas de água do modelo TIP5P e TIP3P em temperaturas de 300 à 240 K e de 300 à 200 K, respectivamente. Análise de propriedades dinâmicas e estruturais mostram que o modelo TIP3P não é capaz de transição vítrea, mas que sistemas compostos pelo modelo TIP5P é capaz de apresentar a transição vitrea dinâmica. / Motivated by experimental evidences, extensive classical molecular dynamics were performed to investigate de glass transition of aqueous solutions of DNA. The Dickerson dodecamer solvated by water molecules of models TIP3P and TIP5P were studied in the range of 300 to 240 K and 300 to 200 K, respectively. Analysis of dynamical and structural properties reveal that the model TIP3P is unable of performing glass transition, but systems with TIP5P can present dynamic glass transition.

A antitrombina (AT) é uma serpina glicoprotéica responsável pela inibição fisiológica das proteases da cascata de coagulação. É o receptor-alvo responsável pela ação anticoagulante da heparina e de outros glicosaminoglicanos sulfatados (GAGs), capazes de potencializar sua ação inibitória sobre, principalmente, fIIa e fXa. Tal modulacão da AT por GAGs está associada intrinsecamente à parte sacarídica desta serpina, uma vez que mudanças no seu padrão de glicosilação modulam sua ativação por polissacarídeos. Em função de efeitos colaterais decorrentes da terapia anticoagulante atualmente disponível, um grande esforço vem sendo dedicado na busca de novos polissacarídeos, capazes de reproduzirem os efeitos terapêuticos da heparina, sem apresentar seus efeitos colaterais. Nesta busca, podem-se incluir polissacarídeos isolados de ouriços-do-mar, como galactanas e fucanas. Particularmente, galactanas 2-sulfatadas, 3-ligadas são anticoagulantes, enquanto que fucanas 2-sulfatadas, 3- ligadas não o são. Contudo, as razões moleculares para tais diferenças ainda permanecem desconhecidas. Diante do exposto, um dos objetivos deste trabalho reside na caracterização do reconhecimento molecular de GAGs obtidos de fontes animais pela AT, através um estudo de modelagem molecular do perfil conformacional da galactana e da fucana 2-sulfatadas, 3-ligadas tanto livres em solução aquosa quanto complexadas à AT, utilizando cálculos ab initio, cálculos de docking receptor-ligante e simulações por dinâmica molecular (DM). Adicionalmente, objetiva-se a descrição do perfil conformacional da estrutura de glicosilação da AT (ATg), através de mapas de contorno e simulações por DM, tendo-se em vista a importância da glicosilação para as propriedades anticoagulantes da AT e da carência de informações conformacionais acerca desta parte da molécula. As simulações por DM da galactana e da fucana 2-sulfatadas, 3-ligadas indicam que ambas apresentam perfis conformacionais semelhantes em solução aquosa. Quando complexadas à AT, os dois polissacarídeos apresentam orientações distintas, o que explica as diferenças nas suas atividade anticoagulantes. Com relação às simulações por DM da estrutura glicosídica da AT em solução aquosa, os resultados mostraram que sua conformação em soluçãodifere significativamente da obtida por métodos de difração de raios-X em cristais. Estes dados evidenciam a existência de distorções na estrutura cristalográfica da AT glicosilada, resultantes de efeitos de empacotamento devido ao cristal. / Antithrombin (AT) is a glycoproteic serpin responsible for physiologic inhibition of coagulation cascade proteases. It is the target receptor responsible for heparin and other glycosaminoglycans (GAGs) anticoagulat activities, capable of potentialize its inhibitory action over, mainly, fIIa and fXa. Such AT modulation by GAGs is intrinsically associated with the sacaridic part of this serpin, since changes on its glycosilation pattern modulate its activation by polisaccharides. Due to side effects that occur from the use of the available anticoagulant therapy, efforts have been dedicated in the search for new polisaccharides, capable to reproduce heparin therapeutic effects, in the absence of its adverse effects. In this search, can be included polisaccharides isolated from sea urchins, like galactans and fucans. Particularly, 2-sulfated, 3-linked galactans are anticoagulants, while 2- sulfated, 3-linked fucans are not. However, the molecular reasons of such differences are still unknown.Thus, this work aims the characterization of the molecular recognition pattern of GAGs obtained from animal sources by AT, through a molecular modeling study of 2- sulfated, 3-linked galactan and fucan conformational profiles, free in aqueous solution or complexed with AT, using ab initio, ligand-receptor docking and molecular dynamics (MD) calculations. Additionally, we purpose the description of the conformational profile of AT glycosilation structure (ATg) using energy contour plots and MD simulations, due to the importance of ATg to AT anticoagulant properties and the lack of conformational information regarding this part of the protein. 2-sulfated, 3-linked galactan and fucan decasaccharide MD simulations indicate that both polisaccharides present similar conformations in aqueous solution. When complexed with AT, the two polisaccharides present distinct orientations, which explains the differences in its anticoagulant activities. Regarding AT glycosidic structure MD simulations in aqueous solution, the results show that its conformation differs in a great extent from that determined by X-ray crystallographic methods. These data evidenciate the existence of distortions in the crystallographic structure, which results from packing effects.

A trombina é uma serino protease da família das quimotripsinas envolvida na digestão e processos degradativos que possui um importante papel na ativação dos fatores da coagulação e nas vias fibrinolíticas apresentando-se, portanto, como um potencial alvo para o desenvolvimento de novos agentes anticoagulantes. Uma estratégia moderna empregada na busca por tais compostos envolve a elucidação dos aspectos estruturais e dinâmicos associados ao reconhecimento molecular entre enzima e seus moduladores sejam por estratégias ditas experimentais quanto computacionais. Sendo assim, este trabalho apresenta a caracterização de sistemas envolvendo inibidores de trombina, tanto covalentes (PPACK) quanto alostéricos (suramina), através de simulações de dinâmica molecular como meio de estudar a dinâmica e, assim, entender o processo de inativação da trombina para o desenvolvimento de novos agentes antitrombóticos. Os resultados obtidos possibilitaram a caracterização da dinâmica de interação dos referidos inibidores com a trombina, permitindo-nos identificar: 1) o papel do solvente no reconhecimento enzima-inibidores; 2) a modulação conformacional da enzima-alvo na presença de seus moduladores; e 3) o efeito de forças associadas ao empacotamento cristalino sobre a formação de complexos enzima-inibidor. A partir da validação dos protocolos e resultados obtidos, da interação direta com outras metodologias experimentais e da extrapolação de observações funcionais, espera-se, portanto, que os resultados obtidos venham a contribuir no desenvolvimento de uma linha de pesquisas visando o planejamento, a síntese e a obtenção de novos candidatos a protótipos de agentes antitrombóticos. / Thrombin is a serine protease of the chymotrypsin family, involved in digestion and degradative processes playing an important role in the both coagulation factors activation and fibrinolitic pathways. These aspects turn this enzyme a potencial target to development of new anticoagulants agents. A modern approach employed in the search of such compounds involves the elucidation of structural and dynamics aspects associated to molecular recognition between enzyme and modulators through experimental and computational strategies. In this sense, this work presents the characterization of systems concerning thrombin inhibitors, both covalent (PPACK) and allosteric (suramin), through molecular dynamics simulations in order to elucidate and understand the dynamics of thrombin inactivation aiming the development of new antithrombotic agents. The results obtained enabled the characterization of interaction dynamics with these inhibitors to thrombin, allowing us to identify: 1) the role of solvent in enzyme-inhibitors recognition; 2) the conformational modulation of target-enzyme with modulators presence; and 3) the effect of forces associated to crystal packing in the generation of enzyme-inhibitor complexes. From the protocols validation and results obtained, associated to direct interacation with others experimental methodologies and extrapolation of functional observations, it is expected that the results obtained contribute in the promotion of a research line aiming the development, synthesis and the achievement of new candidates to prototypes of antithrombotic agents.

Propriedades de equilíbrio e espectroscópicas são determinadas para a mistura líquida CS2/C6H6 na temperatura de 298K e nas frações molares de benzeno iguais a 0,25, 0,50 e 0,75, usando simulação computacional por Dinâmica Molecular. As interações intermoleculares são descritas em relaçãao a todos os átomos por um potencial Lennard-Jones (12/6), com as interações eletrostáticas representadas por quadrupolos pontuais, localizados nos centros de massa das mol´eculas. Um segundo potencial também é considerado, onde a distribuição de cargas na molécula é usada para descrever as interações eletrostáticas. Dados termodinâmicos e propriedades estruturais, descritas através de funções de distribuição radial e de correlação angular, são calculados. Os resultados obtidos com os dois potenciais mostram boa concordância com os dados experimentais. A análise das frações molares locais e das energias internas indica que a mistura líquida CS2/C6H6 apresenta comportamento aproximadamente ideal. As funções de distribuição radial e de correlação angular evidenciam uma configuração preferencialmente paralela entre as moléculas de CS2 e C6H6 a distâncias menores em relação a distância do máximo da função de distribução , correspondente a primeira camada de coordenação . Nesta região, a configuração perpendicularé fracamente favorecida em relação as demais orientações. Funções de correlação temporal da polarizabilidade coletiva e da polarizabilidade molecular, correspondentes aos espalhamentos Rayleigh e Raman, respectivamente, são calculadas a partir do modelo de interação dipolo induzido por dipolo de 1a ordem. As funções de correlação são divididas nas contribuições orientacional, induzida por colisão e cruzada, e nas contribuições dos componentes. Propriedades de equilíbrio como anisotropia efetiva e intensidades integradas são determinadas para as misturas e líquidos puros. Os resultados indicam que a correlação orientacional entre as moléculas de CS2 é a maior responsável pelos espectros Rayleigh e espectros Raman deste componente. A maior participação do benzeno ocorre no espalhamento Raman com uma maior correlação na contribuição induzida por colisão. A separação na escala temporal entre a dinâmica reorientacional e induzida por colisão determinada na simulação é menor em relação ao experimento. Tempos de correlação da contribuição induzida por colisão são maiores nas misturas em relação aos líquidos puros no espalhamento Rayleigh, conforme o experimento, e estão relacionados a contribuições significativas das funções de correlação entre os componentes CS2 e benzeno a tempo longo. Funções de correlação temporal do momento dipolar coletivo são determinadas a partir do modelo dipolo induzido por quadrupolo e analisadas em termos de contribuições isotrópicas, anisotrópicas e cruzadas, como também de contribuições dos componentes. A relação entre estes termos é concordante com os parâmetros moleculares de anisotropia e quadrupolo dos componentes. Os resultados da simulação indicam absorbância de excesso para as misturas em uma ordem semelhante a do experimento. O tempo de correlação maior na mistura de fração molar de benzeno igual a 0,25, também encontrado no experimento, está relacionado a elevada contribuição a tempo longo da função de correlação entre dipolos induzidos em moléculas de CS2 por moléculas de C6H6. Os espectros calculados na simulação e os espectros experimentais do espalhamento de luz despolarizado Rayleigh apresentam boa concordância, validando os modelos de potenciais de interação e de indução usados. No entanto, diferenças são encontradas no infravermelho longínquo. Modi cações no modelo simplificado de indução são propostas.

Made available in DSpace on 2018-08-01T21:59:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_11388_Dissertação Alan Bragança Zordan.pdf: 5252913 bytes, checksum: f2db64e4adc424da5e235722529acc73 (MD5) Previous issue date: 2017-09-11 / Neste trabalho, descrevemos o estudo através de simulação computacional do efeito da pressão sobre o raio de giração de proteínas pectinases utilizadas na fabricação de sucos industriais. A simulação foi desenvolvida utilizando o pacote de programas GROMACS sob o sistema operacional Linux. As aproximações utilizadas são discutidas com detalhes. Os resultados indicam que para pressões até 900MPa, o raio de giração de todas as proteínas é reduzido com o aumento da pressão em até 3,4 %. Sendo que em 900MPa, a pectina metilesterase reduziu seu raio de giração de 3,4 %, pectina liase reduziu 3,0 %, endopoligalacturonase reduziu 3,2 % por cento e exopoligalacturonase reduziu 2,9 %.

Orientador: Alex Antonelli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-22T19:42:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Koning_Mauricede_D.pdf: 3022132 bytes, checksum: 13f49b5fc13d18607718399af912b7d1 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: A determinação de quantidades térmicas (energia livre, entropia) usando o método de ligação adiabática através de dinâmica molecular {DM) é investigada. A base teórica do método está enraizada nas expressões termodinâmicas macroscópicas da termodinâmica de processos reversíveis. A técnica de DM, utilizando conjuntos adequados de equações clássicas de movimento, pode ser usada para a simulação de tais processos sob diversas condições. Devido ao tempo limitado de computação, os processos gerados pela DM são sujeitos à dissipação de energia causando erros na determinação das quantidades térmicas. Desenvolvemos procedimentos para a correção simples e rápida destes erros. O desempenho do método é investigado em várias aplicações envolvendo sistemas e processos físicos com características diferentes. O método é aplicado ao cálculo da diferença de energia livre de Helmholtz entre dois cristais harmônicos {Einstein) com freqüências diferentes. Em seguida, o método é utilizado para o cobre com o objetivo de calcular a energia livre do cristal perfeito e a energia livre de formação de uma vacância em função da temperatura. Finalmente, aplicamos o método para estudar os aspectos energéticos relacionados ao papel da nucleação de deslocações em planos de deslizamento {111} do silício na transição brittle-ductile. A avaliação do desempenho do método de ligação adiabática através de dinâmica molecular mostra que este método é uma ferramenta muito flexível e poderosa na determinação, de maneira eficiente e quantitativamente confiável, de quantidades térmicas em uma grande variedade de sistemas e processos físicos / Abstract: The determination of thermal quantities (free energy, entropy) using the molecular dynamics (MD) adiabatic switching method is investigated. The theoretical basis of the method is rooted in the macroscopic thermodynamic relations of reversible processes, and the MD technique, using suitable sets of classical equations of motion, can be used for the simulation of such processes under several conditions. Due to the limited computer time, the processes generated by MD are subject to energy dissipation, causing errors in the determination of thermal quantities. We develop procedures for the simple and fast correction of these errors. The performance of the method is investigated in various applications involving several physical systems and processes with different characteristics. The method is applied to the calculation of thc Helmholtz free energy difference between harmonic (Einstein) crystals with different frequencies, after which it is utilized to calculate the bulk, and vacancy formation free energies in copper as a function of temperature. Finally, the method is applied to study energetic aspects related to the role of dislocation nucleation on {111} slip planes in the brittle-ductile transition in silicon. The evaluation of the performance of the MD adiabatic switching method shows that it is a very flexible and powerful tool for the quantitatively reliable and efficient determination of thermal quantities in a wide variety of physical systems and processes / Doutorado / Física / Doutor em Ciências