Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-07-27Bitstream added on 2014-06-13T20:40:48Z : No. of bitstreams: 1 eller_l_dr_sjrp.pdf: 2336778 bytes, checksum: 3bd1f6ada9b4d5653ca2d251cd1ae685 (MD5) / Neste trabalho geramos configurações de proteínas desnaturadas utilizando o modelo de crescimento de cadeia nascente numa rede tetraédrica (ou de diamante) infinita e verificamos a influência das restrições estéricas (interação de esfera rígida) e das armadilhas topológicas no processo de crescimento e determinação estrutural ou conformacional das cadeias geradas. Os procedimentos, resultados, discussões e conclusões do atual estudo são expostos em três capítulos um tanto autosuficientes e descritos sucintamente abaixo. Uma análise comparativa entre SAWm1 e SAWm2 inicialmente pelas armadilhas topológicas através de três dentre quatro grandezas diferentes, mostram que SAWm1 é mais eficiente do que SAWm2, pois enquanto no primeiro a variação destas grandezas em função do número de resíduos tem ajustes logarítmicos, lineares e polinomiais quadráticos, no segundo são tipo log normal, polinomiais quadráticos e exponenciais, respectivamente. Por outro lado, quanto a compactação, não é possível identificar diferenças significativas nas conformações geradas pelos dois métodos. Pelo tempo de simulação, representado pelo tempo de CPU, em função do comprimento N das cadeias nascentes, novamente SAWm1 parece mais vantajoso sobre SAWm2, pois são ajustados por um polinômio de segunda ordem e crescimento exponencial, respectivamente. Portanto pelo menos para cadeias longas (N > 1000 resíduos) e pelas grandezas ~utilizadas, parece razoável propormos que o método de retificar armadilhas topológicas de SAWm1 possa substituir SAWm2, além disso agora conhecemos alguns comportamentos e limites dos dois métodos o que facilita implementações adicionais futuras em ambos. No primeiro capítulo estabelecemos as bases do atual trabalho, que é baseado em gerar conformações de proteínas desnaturadas por um algoritmo de crescimento de cadeia em rede... / In this work we generate configurations of denatured proteins using the growth model of nascent chain on the infinite tetrahedral (or diamond) lattice and ascertain the influence of the elf-sufficient and shortly described below. In the third chapter the full steric constrains (lr) are employed in association with two strategic approachs to analyze the implications of forbidden configurations, or topologic traps, in the chain compactness and simulation time. By , n the other hand SAWm2 method once encountered a topologic trap, in the residue n (with other four residues), a new chain is begun from the outset (of the forth residue). A comparative analysis between the SAWm2 initially by topologic traps through 3 out 4 different variables show that is more efficient than SAWm2, because while in the first the change of these variable on the chain length have logarithmic, linear and polynomial fit, in the second are log normal, polynomial and exponential ones, respectively. Though, as regards compactness is not possible to >~ steric constrains (hard-core interaction) and the topologic traps in the growth process and structural or conformational determination of the generated chains. The procedures, results, discussions and conclusions of the present study are displayed in three chapter rather s In the first chapter we establish the bases of the current work, that is focused on generate denatured proteins conformations by a diamond lattice chain growth algorithm with the residues linked by covalent bonds and interplaying only by steric constraints. For this aim we take up from global to specific features. To contextualize the chain growth model we begin from relation between DNA and RNA to the growth and protein synthesis; for diamond (or tetrahedral) lattice we start from crystalline structures and Bravais lattices to cubic ones; for the formation and interaction of the polymer... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:04:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7757_1.pdf: 6863376 bytes, checksum: 03636c81e40ddac540551d0ddb6d1a9e (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A maneira na qual uma proteína se enovela a partir de uma espiral aleatória para um estado nativo único, em um intervalo de tempo relativamente curto, é um dos problemas fundamentais da biofísica molecular. É bem aceito que esta estrutura tridimensional única, característica de cada proteína e de sua seqüencia de aminoácidos, determina as funções da proteína. Nesta Tese, duas abordagens distintas serão empregadas para estudar aspectos gerais deste problema: 1) uma modelagem estocástica da cadeia principal e de formação de estruturas secundárias, para explorar os aspectos espaciais do estado nativo; 2) uma modelagem de dinâmica molecular, para analisar e caracterizar estatisticamente a evolução temporal da energia conformacional, durante o processo de enovelamento. Na primeira abordagem, o modelo proposto gera uma cadeia principal com uma fração de estruturas secundárias através de um caminhante aleatório angular no espaço tridimensional, cuja trajetória, com passo de tamanho fixo e os ângulos diedrais (? e ?) das ligações peptídicas escolhidos por duas distribuições de probabilidades gaussianas, cujas médias estão associadas com as estruturas secundárias e a variância ?2 como um parâmetro ajustável do modelo. Este modelo permite construir uma grande variedade de cadeias distintas, desde aquelas totalmente aleatórias às condizentes com dados experimentais. Algumas propriedades geométricas de proteínas globulares compostas por uma fração f de ?-hélices e/ou fitas-? são particularmente estudadas. O comportamento de escala obtido para o raio de giração (Rg) em função do tamanho da cadeia (N); o grau de compactação (?); a distribuição do número de coordenação (zc) de carbonos C? na estrutura e a energia total envolvida, nestes contatos, foram explorados e comparados com dados extraídos de centenas de proteínas depositadas do wwPDB (worldwide Protein Data Bank). Os resultados encontrados mostram que, para a fração média f ~ 0.6 de estruturas secundárias (hélice-? e/ou fita-?), as cadeias geradas com distribuições de desvio padrão finito e próximo de ? ~ 0.15? são mais compactas do que aquelas construídas com outros pares de ângulos diedrais. Independente dos detalhes dos mecanismos físico-químicos subjacentes, a construção de cadeias principais de proteínas com método geral proposto nesta Tese sugere que tais estruturas são governadas por distribuições de probabilidades estreitas e a estocasticidade desempenha um papel fundamental na sua compactação. Na segunda abordagem, investigamos as propriedades multifractais de séries temporais da energia conformacional de pequenas estruturas em hélice-?, especificamente de uma família das polialaninas. Através do método de análise multifractal de flutuações destendenciadas (MF-DFA, do inglês multifractal detrended fluctuation analysis), estimamos o expoente de Hurst generalizado h(q) e os associados expoentes de escala multifractal ?(q), para diversas séries, geradas numericamente por simulações de dinâmica molecular de sistemas em diferentes conformações iniciais. As simulações foram realizadas utilizando-se o campo de força GROMOS implementado no programa THOR. Os resultados mostram que todas as séries analisadas exibem um comportamento multifractal que depende do número de resíduos e da temperatura do sistema. Além disso, as propriedades multifractais das séries revelam aspectos importantes sobre a evolução temporal do sistema e sugerem que o processo de nucleação de estruturas secundárias, durante às visitas da proteína à sua hiper-superfície de energia potencial conformacional, são essenciais no processo de enovelamento

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-04-15Bitstream added on 2014-06-13T19:53:21Z : No. of bitstreams: 1 cagnin_rl_me_rcla.pdf: 1628326 bytes, checksum: 51888e5b621ee00120b483fec4fea17a (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho de dissertação, apresentamos uma técnica de se construir sistematicamente sequências de aminoácidos que, ao serem dispostas ao longo de uma cadeia previamente conhecida, resultam em cadeias que se comportam como proteínas. Cada cadeia de aminoácidos, a uma dada temperatura, deve assumir uma forma funcional denominada estrutura nativa, não degenerada, na qual sua energia é a de menor valor possível. A técnica está baseada em um método Monte Carlo, introduzido por Wang e Landau, para se estudar transição de fases em sistemas magnéticos e que neste trabalho foi adaptada e aplicada para se desenhar proteínas. Para se verificar a eficiência do método, foi adotado o modelo de rede para proteínas, onde as cadeias são compostas por 27 monômeros interagindo através do potencial de Miyazawa-Jernigan e 20 tipos de aminoácidos. Um elevado número de sequências foram sintetizadas e todas foram sistematicamente testadas para verificar se cumpriam os requisitos de proteína. Com os resultados obtidos pôde-se verificar o sucesso da implementação da técnica. Trata-se então de uma ferramenta muito interessante e eficiente para o estudo do problema do enovelamento de proteínas / In this dissertation, we present a technique to search and order sequences of amino acids placed along a known chain to build one that behaves as a protein. At a given temperature, each designed sequence should fold to a special nondegenerated conformation known as native state. The energy of the sequence in this state is the lowest one. The technique is based on a Monte Carlo method, introduced by Wang and Landau, to study phase transition of magnetic systems and in this work was adapted and applied to protein design. We adopted the lattice model protein composed of 27 monomers interacting through the Miyazawa-Jernigan potencial and with 20 types of different amino acids. Many sequences were synthesized and all of them were systematically verified if they fulfilled the protein requirements and to check the efficiency of this method. The obtained results showed the success of the implemantation of this technique. Therefore, it is one more very interesting tool to efficiently study the protein folding problem

Orientador: Vitor Barbanti Pereira Leite / Banca: Alexandre Suman de Araujo / Banca: Pedro Geraldo Pascutti / Banca: Antonio Caliri / Banca: Luis Gustavo Dias / Resumo: Entender a contribuição das interações eletrostáticas no processo de enovelamento e na estabilidade do estado nativo de proteínas é de grande relevância em biofísica molecular. Este trabalho possui duas frentes de estudos. Na primeira etapa é apresentado o estudo das interações eletrostáticas no processo de enovelamento utilizando modelos baseados em estruturas com cargas em dinâmica molecular com pH constante. O estudo foi realizado na parte N-terminal da proteína ribossomal L9 (NTL9), uma proteína com o mecanismo de enovelamento de 2 estados, reversível e realizado desde pH 1.0 até 12.0. Foi possível comparar os resultados das simulações com os resultados experimentais presentes na literatura e os dados obtidos indicam que o modelo proposto é capaz de capturar informações fundamentais sobre o processo de enovelamento referentes à estabilidade e dependência com pH. Na segunda etapa é apresentado o estudo sobre as interações eletrostáticas na estabilidade de enzimas com interesse na produção de bioetanol de segunda geração. O objetivo final deste trabalho é adequar as enzimas às condições do reator para a produção de bioetanol. Neste trabalho foi utilizada uma metodologia capaz de indicar possíveis mutações, pela otimização da interação carga-carga na superfície da proteína, que levam ao aumento de termostabilidade. Este trabalho conta com a colaboração do grupo experimental do Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE) que realizam os testes experimentais e as validações das mutações propostas / Abstract: The understanding of electrostatic interactions in protein folding process and in native state stability is important to molecular biophysics area. This work has two areas of interest. At first step it is presented the study about electrostatic interactions in the protein folding process using structure-based models in a constant pH molecular dynamics. It was used the N-terminal domain of ribosomal protein L9 (NTL9), which folding mechanism is a two-state pathway, fully reversible and foldable in a pH range from 1.0 to 12.0. The simulation results were compared with experimental results from literature and the obtained data indicates that the proposed model is capable of capturing essential features of folding mechanism about stability and pH dependence. At second step, it is presented the study about electrostatic interactions in stability of enzymes related with second generation bioethanol production. The final goal of this work is to adjust the enzymes to reactor conditions of bioethanol production. It was employed a method that can suggest rational mutation, based on optimization of charge-charge interactions, that leads to thermostability increase. This work can count on the collaboration of an experimental group of Brazilian Bioethanol Science and Technology Laboratory (CTBE) that performs the wet lab tests and validates the suggested mutations / Doutor

[pt] As proteínas e outros peptídeos são cadeias de aminoácidos que desempenham funções biológicas específicas dentro de um organismo. A funcionalidade dessas estruturas depende da sua organização tridimensional, portanto é importante determinar quais são os fatores que controlam o bom enovelamento. Se a sequência é conhecida em principio poder-se-ia predizer sua estrutura 3D mediante uma dinâmica molecular de todos os átomos da sequência e das moléculas de água circundantes, mas é claro que esse tipo de simulação é inviável com os recursos computacionais atuais. Alternativamente, consideramos modelos simplificados que levem em conta somente as características principais de cada monômero e das partículas do meio. Efetuamos simulações de dinâmica molecular, considerando interações do tipo Lennard Jones entre monômeros (distinguindo entre monômeros polares e hidrofóbicos) e adicionalmente incorporando uma força estocástica (Langevin) para complementar a influência do meio aquoso. Consideramos diversas sequências lineares, simétricas e de comprimento fixo, evoluindo no espaço bi ou tridimensional. Como resultado destas simulações, podemos descrever a evolução temporal no espaço de conformações mediante variáveis efetivas ou coordenadas de reação, tais como o raio de giro, a distância entre as extremidades ou o número de contatos entre monômeros não ligados. Da análise das séries temporais dessas variáveis efetivas, extraímos os coeficientes que permitem construir seja a equação diferencial estocástica do movimento das variáveis efetivas ou a equação de Fokker-Planck associada. Estas equações para um número reduzido de graus de liberdade permitem, em princípio, obter informações sobre mudanças conformacionais, difíceis de acessar na descrição completa no espaço de fases original, de alta dimensionalidade. Discutimos as vantagens e limitações desta abordagem. / [en] Proteins and other peptides are aminoacid chains that perform specific biological functions within an organism. The functionality of these structures depends on their three-dimensional organization, so it is important to determine what are the factors that control the proper folding. If the sequence is known, in principle it would be possible to predict its 3D structure by means of molecular dynamics of all atoms of the sequence and the surrounding water molecules, but it is clear that this type of simulation is not feasible with the current computational resources. Alternatively, we consider simplified models that take into account only the main characteristics of each monomer and the particles of the medium. We have performed molecular dynamics simulations, considering the LennardJones-like interactions between monomers (distinguishing between polar and hydrophobic monomers) and additionally incorporating a stochastic (Langevin) force to complement the influence of the aqueous medium. We considered several linear sequences, symmetric, with fixed-length, evolving in the tri or bi-dimensional space. As a result of these simulations, we can describe the temporal evolution in the space of conformations through effective variables or reaction coordinates, such as gyration radius, distance between ends or number of contacts between unbound monomers. From the analysis of the time series of the effective variables, we extract the coefficients that allow to build the stochastic differential equation of motion of the effective variables or its associated Fokker-Planck equation. These equations for a limited number of degrees of freedom provide, in principle, information on conformational changes, which are difficult to access in the description of the original, high dimensional, phase. We discuss the advantages and limitations of this approach.

Este estudo tem como finalidade principal a análise termodinâmica e estatística de proteínas através de modelos mínimos. Uma proteína é um polímero de aminoácidos, cuja função está essencialmente relacionada às conformações espaciais que ela adota em solução aquosa. Na forma funcional (dita nativa), essas conformações flutuam levemente em torno de um mínimo de energia-livre. O processo pelo qual uma cadeia protéica transita de estados não-nativos para a estrutura nativa é chamado de enovelamento, ou dobramento. Uma questão em aberto no campo de estudo de proteínas consiste justamente em entender a fundo o processo de enovelamento, cujo avanço tem um vasto potencial de aplicação, desde a predição de estruturas a partir de sequências de aminoácidos até o planejamento de fármacos e moléculas bioativas. Nossa investigação teórica procura abordar aspectos do enovelamento expressos através de grandezas termodinâmicas (energia média, calor específico, número de ligações de hidrogênio, entre outras) derivadas de modelos estatísticos na rede. Assim, num primeiro momento, analisamos o chamado modelo HP, ora por meio de enumeração exata, para cadeias curtas, ora por simulações de Monte Carlo, para cadeias maiores. No primeiro caso, propusemos a existência de uma relação entre a ocorrência de um segundo pico no calor específico associado na literatura à transição de congelamento com uma drástica redução no número de configurações entre os primeiros estados excitados e aqueles de menor energia. Observamos, também, que esse pico pode aparecer tanto para homopolímeros quanto para heteropolímeros, em ambas as redes quadrada e triangular. Num segundo momento, nosso enfoque se voltou para a inclusão de um solvente aquoso (dado pelo modelo de Bell-Lavis) ao sistema inicial. Isso nos possibilitou verificar, usando exclusivamente simulações de Monte Carlo e o algoritmo de Metropolis, o comportamento e a competição das ligações de hidrogênio água-água, água-proteína, proteína-proteína e na primeira camada de solvatação. O modelo acoplado exibiu algumas características do enovelamento, como o colapso hidrofóbico e a separação de monômeros (apolares no núcleo e polares na superfície), embora não capture a desnaturação fria. No apêndice, adicionamos algumas propostas para realização do cálculo numérico da pressão no ensemble canônico, desenvolvidas em paralelo ao projeto principal desta dissertação, mas que, numa primeira análise, verificamos serem consistentes e passíveis de futuros desdobramentos. / The finality of this study is to analyse proteins thermodynamics and statistics through minimal models. A protein is a polymer of amino acids, whose spatial conformations in aqueous solution determine its function. In the functional form (said native), those conformations fluctuates slightly around a free-energy minimum. The process by which a protein chain passes from non-native states to a stable native structure is called protein folding. An open question in the field of protein studies is to understand more deeply the folding process, whose advance can find a wide range of potential applications, since ab initio structure prediction from the amino acids sequence to biomolecules design. The theoretical approaches used here focus on aspects of protein folding given by some thermodynamic quantities (as mean energy, specific heat, number of hydrogen bonds and so on) obtained from statistical lattice models. Initially, we analyse the so-called HP model, at first using exact enumeration for short chains, then by Monte Carlo simulations for longer chains. In the first case, we propose a correlation between the occurrence of a second peak in the specific heat associated in the literature with a freezing transition and a sharp reduction on the number of configurations from the first excited states to the lowest energy states. In addition, we observe that this peak may appear to both homopolymers and heteropolymers on square and triangular lattices. At a second moment, our focus turned to the introduction of a water-like solvent (Bell-Lavis model) to the initial system. This allowed us to verify, exclusively by means of Monte Carlo simulations with Metropolis algorithm, the behavior and competition of hydrogen bonds between water-water molecules, water-protein, and protein-protein monomers and at the first hydration layer. The combined model showed some classical folding properties, as hydrophobic collapse and monomers segregation (apolar residues at the core and polar residues at the surface), although it did not capture cold denaturation. We have included in the appendix some proposals to perform numerical calculations of the canonical pressure, which were developed alongside the main subject of this thesis and a first analysis has proved to be consistent and susceptible to further developments.

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.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2003-10-31Bitstream added on 2014-06-13T18:41:05Z : No. of bitstreams: 1 castro_grpb_dr_sjrp.pdf: 1005126 bytes, checksum: 6a95db71dd7b9909e6062d9a618753c2 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Neste trabalho a equação de Schrödinger associada a equação de Fokker-Planck é estudada através do formalismo de supersimetria. O procedimento usado é buscar a função de onda através da determinação do superpotencial. Quando esta função não pode ser determinada exatamente, procuram-se soluções aproximadas que podem ser usadas no método variacional. Através do formalismo supersimétrico é possível construir uma hierarquia de Hamiltonianos efetivos, e deste modo determinar as autofunções aproximadas e os autovalores variacionais. A equação de Fokker-Planck é analisada envolvendo dois potenciais biestáveis unidimensionais, um simétrico e outro assimétrico. Os resultados obtidos são comparados com aqueles encontrados por outros métodos. Finalmente, um potencial com características adequadas para o estudo do enovelamento de proteína é analisado. As funções de onda e os autovalores de energia obtidos variacionalmente são utilizados para o cálculo da probabilidade de transição. Algumas quantidades dinâmicas do processo são descritas. / In this work the Schrödinger and Fokker-Planck equation are studied through the supersymmetric formalism. The method introduced here is based on an ansatz for the superpotential and it gives the analytical wave function. When this function cannot be determined exactly the formalism supplies a trial function to be used in the variational method. Using the supersymmetric formalism it is possible to build an effective hierarchy of Hamiltonians, then for a given potential, the approximated eigenfunctions and variational eigenvalues are determined. We analyze the Fokker-Planck equation with two one-dimensional bistable potential, symmetric and asymmetric. The results are compared with the values found by others methods. Finally, a potential with characteristics adapted for the study of the protein folding is analyzed. The wave functions and the eigenvalues of energy are used for the calculation of the transition probability. Some dynamic variables used in the description of the process are discussed.

Submitted by Antonio Bento de Oliveira Junior null (junioreif@hotmail.com) on 2018-01-23T13:42:06Z No. of bitstreams: 1 Tese-final.pdf: 43113195 bytes, checksum: 7cc85051e3a1420a2983ce716e0ae144 (MD5) / Rejected by Elza Mitiko Sato null (elzasato@ibilce.unesp.br), reason: Solicitamos que realize correções na submissão seguindo as orientações abaixo: Problema 01 : A data na capa deve conter somente o ano; Problema 02: A data na folha de aprovação deve ser a data da defesa; Problema 03: Se você teve financiamento da FAPESP é obrigatório constar também na folha de rosto e o numero do processo; Problema 04: As páginas viii, xvi, xviii, 10, 34, 38, 46 e 60 estão em branco; Problema 05: A numeração das páginas deve ser contínua. Caso ainda tenha dúvida consulte, por gentileza o modelo que consta na página da seção de pós-graduação, link Instruções para Qualificação e Defesas :http://www.ibilce.unesp.br/#!/pos-graduacao/instrucoes-para-aluno-que-vai-defender/ Agradecemos a compreensão. on 2018-01-23T17:41:25Z (GMT) / Submitted by Antonio Bento de Oliveira Junior null (junioreif@hotmail.com) on 2018-01-23T18:20:41Z No. of bitstreams: 1 Tese-final.pdf: 42848208 bytes, checksum: 26d4aab1e2a66d06ba87e4533f1cdd40 (MD5) / Approved for entry into archive by Elza Mitiko Sato null (elzasato@ibilce.unesp.br) on 2018-01-24T12:12:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 oliveirajunior_ab_dr_sjrp.pdf: 42589488 bytes, checksum: 6433ad3adeeb7e56b159e54ad745abe2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-24T12:12:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 oliveirajunior_ab_dr_sjrp.pdf: 42589488 bytes, checksum: 6433ad3adeeb7e56b159e54ad745abe2 (MD5) Previous issue date: 2017-12-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O enovelamento de proteínas acontece em um espaço de fase multidimensional, onde o número conformações possíveis é exponencialmente alta. Uma forma comum de representar essas conformações é utilizar uma coordenada de reação efetiva (por exemplo, fração de contatos nativos). Porém, como a informação de cada conformação não é representada neste tipo de aproximação estatistifica, alguns mecanismos do enovelamento de proteínas não são possíveis de ser descritos ou analisados. Neste trabalho, usou-se uma métrica para descrever a distancia entre quaisquer duas conformações, essa métrica é calculada levando em conta as distâncias internas dos aminoácidos presentes em cada estrutura. Utilizando-se um método de projeção efetiva é possível ir além da representação em uma dimensão e visualizar a superfície de enovelamento da proteína em duas ou três dimensões. Para aplicar essa metodologia realizou-se simulações computacionais do enovelamento de proteínas utilizando o modelo baseado em estrutura, com aproximação para Cα. Três proteínas foram analisadas: CI-2, o Domínio SH3 e a Proteína A. Dos resultados, foi possível observar que para cada tipo de "motifs"estrutural (folha-β e/ou α-hélice) projetou funis de enovelamento distintos. A partir da visualização foi possível analisar o processo de enovelamento em detalhes, sendo possível identificar a conectividade entre as conformações assim como, possíveis rotas de enovelamento (f olding pathsways). Analisou-se também as diferenças estruturais da rota dominante no domínio SH3 e a competitividade entre a estrutura do estado nativo e do estado espelhado que acontece em proteínas que possuem somente α-hélice, como é o caso da proteína A. / Protein folding occurs in a very high dimensional phase space, in which an exponentially large number of states is represented in terms of one effective reaction coordinate. Since the role of each local minimum is not considered in this statistical approach, the folding mechanism is unveiled by describing the local minima in an effective onedimensional representation. In this work, we used a metric to describe the distance between any two conformations, which is based on internal distances between amino acids in each conformation. A effective projection method allows to go beyond the one-dimensional representation and visualizing a 2D folding funnel representation. Computer simulations of protein folding were performed using Cα structure-based model. Three proteins have been studied: CI2, SH3 Domain and Protein-A. Distinct funnels have been generated according to the major motifs in each proteins, (β-sheet or/and α-helix). The visualization allows assessing the folding process in detail, e.g. by identifying the connectivity between conformations and establishing the paths that lead to the native state and we analyzed structural differences in the dominant route of SH3 and the competitiveness between the native and mirror structures in protein A.