Edifícios altos e estruturas são propensos a experimentar efeitos dinâmicos induzidos pelo vento, ação sísmica, e outras fontes de vibração. Pontes, estádios e outras estruturas sujeitas à ação de cargas móveis ou sísmicas, também podem apresentar resposta dinâmica que comprometa a confiabilidade das mesmas ou cause desconforto aos seus usuários. Amortecedores passivos são uma alternativa econômica, eficaz e rápida para reduzir ou eliminar tais vibrações. Dentro dos vários tipos de amortecedores passivos propostos ou já em uso, destacam-se aqueles que funcionam por atrito entre dois corpos sólidos, devido à sua simplicidade, grande poder de dissipação e baixo custo. Na presente dissertação, é apresentado um estudo teórico e experimental sobre amortecedores de vibração por atrito. São discutidos aspectos importantes da física do atrito bem como métodos que facilitam o cálculo de sistemas que envolvem atrito. Também foram projetados e ensaiados modelos diferentes de amortecedores de vibração por atrito. O conceito é aplicado em um edifício metálico com seis pavimentos submetido à excitação sísmica. Com a elaboração de programas computacionais, é verificado que a resposta máxima da estrutura é consideravelmente reduzida após a instalação dos dissipadores.

Combinando métodos computacionais da eletrostática e dinâmica molecular, este trabalho teve como objetivo descrever processos de solvatação em sistemas quimicamente importantes. Foram obtidas propriedades termodinâmicas necessárias para o entendimento do processo de solvatação. Estão descritos e testados modelos para descrever a interação soluto-solvente, possibilitando, assim, aprimorar a descrição físico-química dos processos de solvatação. Utilizaram-se programas desenvolvidos em nosso grupo e programas comerciais que permitem os cálculos de dinâmica molecular e química quântica. Uma nova abordagem para o cálculo de energia livre de solvatação foi desenvolvida proporcionando a obtenção acurada e eficiente dessa propriedade, dentro do enfoque da dinâmica molecular. Nessa nova abordagem, novas metodologias para a geração de cavidades moleculares foram propostas e avaliadas. As energias livres de solvatação obtidas estão em boa concordância com os valores experimentais.

Natural populations of small rodents fluctuate continually over time and the population dynamics of any living organism are shaped by both intrinsic and extrinsic factors. Small mammals populations can show a continuum dynamic activity, ranging from stability to regular cycles of variable amplitude. The species dynamics is also known to be influenced by the seasonal structure of the environment. The community of small mammals present in the Araucaria forest could present similar patterns to forests occurring in other temperate regions of the planet and the large seeds of Araucaria angustifolia (dominant tree) are consumed by a large array of vertebrates, mainly rodents and large birds, which act as seed dispersers and predators simultaneously. When species are very similar like the two most abundant of this community (Akodon montensis and Oligoryzomys nigripes) the outcome of competition is often the partitioning of resources such as habitat or food. Plant species are crucial for rodents, because they are the main food source for many species, and this particular relation between rodents and plants is crucial for the process of forest regeneration, since the regeneration development are associated with details on the role of each rodent species as a seed disperser or seed predator. There are a lot of important factors interfering in the regeneration process, and changes in these factors are manifested in variables such as density of tree individuals, basal area, floristic composition, and species richness and diversity. To analyse the populational aspects of the rodents in the area and identify correlations between the Araucaria angustifolia trees with rodent community, to evaluate arthropod-small mammals species association and test the relationship between natural forest regeneration and rodent community, we established a trapping grid of two hectares with 231 trap stations (11 X 21 configuration, 10m spacing). Every trapping series, which consisted of 6 days, traps were placed on the ground and a capture-mark-recapture program was carried out two times per season between November 2008 and August 2009. We followed Cormarck-Jolly-Seber (CJS) method to estimate population parameters and density was estimated for each trapping session. The mean of population density was used as a dependent variable in a linear regression to investigate possible relations between densities and extrinsic factors. The arthropod abundance was quantified with pitfall traps during four of the eight sample periods and we measured regeneration variables that could potentially influence the spatial distribution of the small mammals. The association between rodent and arthropod communities was compared with the similarity matrix based on rodent composition using simple Mantel tests and we used DCA analysis to ordinate sample units based on rodent community. Significance of the associations between regeneration and rodent community was tested by 1000 Monte Carlo permutations based on Pearson's correlation. The populations of the two most abundant rodents in the community (Akodon montensis and Oligoryzomys nigripes) were considered inconstant and their population variations could have indirect effects on other species. Our result suggests that these two species are the main small mammal present in the area and if extrinsic factors do not operate all the times as showed, it strongly suggests that there must be variation in spacing and dispersal behavior of these species or extrinsic factors can also be acting in indirect ways. The presence of the species Mus musculus indicates that this forest area had or still haves anthropic influence. In general, secondary forests provide important habitats and resources to the rodent community and are distinctly associated to the species. Although indirectly, our results indicate that there is a complex combination of regeneration predation/dispersal by rodents and it seems that generalist species might select habitat characteristics primarily at a site level because they are able to use different local factors that exist in a variety of landscapes. Based on our results we can assume that small mammals associated with herbaceous or shrub cover, particularly in riparian areas, will decline when deforestation remove this cover. We also provide initial insight for habitat features that are related to rodent community pointed out the correlations between numbers of individuals and natural regeneration.

Acidentes envolvendo abelhas africanizadas são freqüentemente relatados, particularmente na América do Sul. As picadas de abelhas causam reações localizadas e sistêmicas e os sintomas do envenenamento incluem náuseas, vômitos, hemólise, falência renal e coagulação intravascular disseminada. Durante muito tempo todas as reações tóxicas eram atribuídas à presença de uma fosfolipase A2, mesmo sendo o veneno uma mistura complexa de substâncias. A melitina, o componente mais abundante e tóxico do veneno de abelha, é um peptídeo de 26 aminoácidos com a habilidade de interagir e danificar membranas celulares. A melitina é também capaz de modular muitas proteínas, aumentando a diversidade de atividades biológicas do peptídeo. Até recentemente, acreditava-se que a estrutura tri-dimensional biologicamente ativa do peptídeo, que possui conformação em hélice, era um tetrâmero. Neste trabalho avaliamos a conformação da melitina e seus estados oligoméricos em solução por dinâmica molecular e a interferência da melitina na função plaquetária. Aqui está demonstrado que a melitina possui uma conformação randômica em condições fisiológicas e que sua estrutura tri-dimensional sofre alterações de acordo com as condições ambientais. Ainda, foi demonstrada uma nova atividade biológica do peptídeo melitina. O peptídeo é capaz de induzir a 8 agregação plaquetária de forma dose-dependente e de interagir diretamente com a superfície de plaquetas. A correlação entre a conformação da melitina e suas atividades biológicas é discutida. Os resultados aqui apresentados podem ser valiosos no entendimento do papel da melitina nas coagulopatias induzidas por veneno de abelha. O estudo estrutural mostrado aqui pode ser aplicado para explicar as diferentes atividades do peptídeo. / Accidents involving africanized bees are frequently reported, particularly in South America. Bee stings cause localized and systemic reactions and the symptoms of envenomation include nausea, vomiting, hemolysis, kidney failure and disseminated intravascular coagulation. For a long time, all toxic reactions were ascribe to the presence of a phospholipase A2, despite of being the venom a complex mixture of substances. Melittin, the most abundant and the major toxic component of bee venom, is a 26 amino acid peptide with the ability to interact and disrupt cell membranes. Melittin is also able to modulate many proteins, enhancing the wide range of the peptide biological activities. The biologically active tridimensional structure of the peptide, which has a helical conformation, has been described until now as a tetramer. In this work we evaluated the conformation of melittin and its oligomeric states in solution by molecular dynamics simulations and performed studies of melittin effect on platelet function. Here we demonstrate that melittin has a random conformation under physiological conditions and its tridimensional structure changes under different environmental conditions. Moreover, here we describe a new biological activity of melittin. The peptide is able to induce platelet aggregation in a dose10 dependent manner and can interact directly with the platelet surface. The correlation between melittin conformation and biological activity is discussed. Our results might contribute to elucidate the role of melittin in bee venom induced coagulopathies. The structural data gathered in this work may explain the different activities of the peptide.

A glicosilação é a modificação de proteínas mais abundante que existe, ocorrendo em todos os reinos da vida e com diversos tipos de ligação proteínacarboidrato já descritos. A ligação de um carboidrato em uma sequência de aminoácidos pode afetar estrutura e função desses, sendo importante para estabilidade e rigidez de proteínas, localização intracelular, sinalização e comunicação celular, adesão, resposta imune e invasão de parasitas, dentre outros. Apesar do amplo papel biológico dessas moléculas, ainda há poucos estudos acerca de sua glicobiologia estrutural, em parte em decorrência de características, como sua alta flexibilidade, que dificultam seu estudo por métodos como cristalografia de raio X e ressonância magnética nuclear. Nesse sentido, o presente trabalho tem por objetivo caracterizar a estrutura e dinâmica: 1) do glicopeptídeo NETNES de Trypanosoma cruzi, completamente glicosilado e inserido em membrana; e 2) dos gangliosídeos GM1, GD1b e GT1b, em ambos os casos considerando soluções semelhantes às fisiológicas. A metodologia empregada envolveu a simulação de dissacarídeos, construção de mapas de energia por metadinâmica, montagem das glicanas e simulações por dinâmica molecular. Os parâmetros para as porções sacarídicas foram desenvolvidos pelo nosso grupo, enquanto que os da membrana foram retirados do trabalho de Kukol, A. J. Chem. Theory Comput., 2009,5:615-626. No caso do NETNES, foram simulados quatro sistemas: membrana de fosfatidilcolina, membrana com glicosil fosfatidil inositol, membrana com glicosil fosfatidil inositol e NETNES com uma N-glicosilação e membrana com glicosil fosfatidil inositol e NETNES com duas N-glicosilações. Os resultados obtidos mostram que as propriedades da membrana e o modelo da âncora estão de acordo com os dados experimentais, e que a porção peptídica é bem flexível, principalmente o N-terminal, o qual se dobra na região próxima às asparaginas da Nglicosilação. Além disso o peptídeo se curva sobre a superfície da membrana, expondo ele próprio e algumas glicanas ao meio extracelular. Quanto aos gangliosídeos, cada um foi submetido a diversas simulações de dinâmica molecular, utilizando dois campos de força diferentes, e algumas com restrições de distâncias de acordo com dados experimentais de Nuclear Overhauser Effect. Foram realizadas análises dos diedros das ligações glicosídicas e das distâncias entre hidrogênios, sendo que essa última foi comparada com dados de ressonância magnética nuclear e cristalografia, indicando a capacidade dos campos de força GLYCAM, quando associado a restrições de distância, e do GROMOS96 em reproduzir os dados experimentais conformacionais dos gangliosídeos. / Glycosylation is the most abundant protein modification, occurring across all kingdoms of life and having several protein-carbohydrate linkages already described. The appendage of a carbohydrate to an amino acid sequence can affect its structure and function, being important for protein stability and rigidity, intracellular localization, cellular signalization and communication, adhesion, immune response, parasites invasion, among others. Despite the plentiful roles of those molecules, there are still a few works of structural glycobiology, due to some sugar features, as high flexibility, that hinder their characterization by experimental methods, such as X-ray crystallography and nuclear magnetic resonance. In this context, the present work aims to characterize and validate structure and conformation of: 1) NETNES glycopeptide from Trypanosoma cruzi attached to all glycans and membrane; 2) gangliosides GM1, GD1b and GT1b, in both cases considering solutions similar to the physiologic one. The employed methodology involves disaccharide simulations, construction of energy maps obtained from metadynamics, glycans building blocks and molecular dynamics simulations. The parameters for saccharidic portions were developed in our research group, and the ones for membrane were obtained from Kukol, A. J. Chem. Theory Comput., 2009,5:615-626. In NETNES case, four systems were simulated: POPC membrane, membrane with glycosylphosphatidylinositol, membrane with glycosylphosphatidylinositol and one N-glycosylation NETNES, and membrane with glycosylphosphatidylinositol and NETNES with two N-glycosylations. The obtained results indicate that membrane proprieties and anchor model are in good agreement with experimental data, and that the protein portion is very flexible, mainly on the N-terminal, which bends on the region near the N-glycosylated asparagines. Moreover, the peptide curves over membrane surface, exposing itself and some glycans to extracellular medium. Regarding the gangliosides, each one was submitted to several molecular dynamics simulations, using two different force fields, and some of them with distance restraints according to experimental Nuclear Overhauser Effect signals. Dihedrals distribution and hydrogens distances were analyzed, and the latter was compared to nuclear magnetic resonance and crystallography data, indicating the capability of GLYCAM, when associated with distance restraints, and of GROMOS96 force fields to reproduce experimental data of gangliosides conformation.

Orientador: Henry França Meier. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional Blumenau, Centro de Ciências Tecnológicas, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química.

Orientador: Henry França Meier. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional Blumenau, Centro de Ciências Tecnológicas, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química.

Orientador: Vanderlei Gageiro Machado. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional de Blumenau, Centro de Ciências Exatas e Naturais, Programa de Pós-Graduação em Química.

Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro Universitário da FEI, São Bernardo do Campo, 2014

Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo, 2016.