O aumento da complexidade dos resíduos produzidos nos processos de mineração, que acompanha a crescente expansão deste setor no Brasil, tem revelado a necessidade de novas técnicas para o tratamento ecologicamente correto dos rejeitos de mineração. Desta forma, a biorremediação, uma técnica de baixo custo que utiliza microrganismos extremófilos na recuperação de metais tóxicos, se apresenta como um método economicamente viável no tratamento dos rejeitos contendo íons metálicos. Assim, mediante uma análise proteômica dos fungo isolados do ambiente de mineração, quando submetidos a estresse com ions de cobre, podemos compreender seu comportamento fisiológico no processo de biorremediação. Para isso, Aspergillus niger VC e Rhizopus microsporus VC, isolados do ambiente de mineração foram incubados junto a íons de cobre e mediante analise proteômica foram identificados biomarcadores de estresse oxidativo nos fungos. O proteoma realizado utilizando a técnica de NanoLC-ESI-Q-TOF identificou a expressão de proteínas que mudaram sob a influência do cobre em comparação a seus respectivos controles. Os resultados mostraram que as duas cepas obtidas do ambiente de mineração possuem diferentes mecanismos de resistência. Sendo assim, A.niger VC apresentou uma redução na expressão proteica, das quais 132 foram diferencialmente expressas na presença de íons Cu2+. Por sua vez, a cepa R.microsporus VC exibiu uma superexpressão proteica, com 389 proteínas expressas na presença do metal. Nestes cultivos foram identificadas proteínas relacionadas ao choque térmico e à adsorção de metais, conhecidas como proteínas de choque térmico (HSPs) e metaloproteínas, produzidas em resposta ao estresse imposto pela presença do agente indutor de estresse. No entanto, as enzimas envolvidas na defesa contra o estresse oxidativo, identificadas na ausência de metal, são um indicativo de adaptação metabólica em resposta ao ambiente de mineração. Assim concluímos que tanto A.niger VC como R.microsporus VC, são fungos que apresentam importantes características que permitem sua utilização como agentes de biorremediação dos rejeitos de mineração. / The increase in the complexity of the waste produced in the mining process, with the growing expansion of this sector in Brazil, has revealed the need for new techniques for the ecologically correct treatment of this toxic waste. Therefore, bioremediation, a low cost technique that uses endophilic microorganisms in the recovery of toxic metals, presented as an economically viable method in the treatment of metal ion-containing wastes. In this way, through proteomic analysis of the isolated fungus from the mining environment, when submitted to stress with copper ions, we can understand their physiological behavior in the bioremediation process. In this regard, Aspergillus niger VC and Rhizopus microsporus VC, isolated from the mining environment were incubated with copper ions and in result of proteomic analysis, biomarkers of oxidative stress were identified in the fungus. The proteome performed using the NanoLC-ESI-Q-TOF technique identified the expression of proteins that changed under the copper influence compared to their respective controls. The results showed that the two strains obtained from the mining environment have different resistance mechanisms. Thus, A.niger VC presented a reduction in protein expression, of which 132 were differentially expressed in the presence of Cu2+ ions. In turn, the strain R.microsporus VC exhibited a protein overexpression, with 389 proteins expressed in the metal presence. In these cultivations, proteins related to thermal shock and the adsorption of metals, known as HSPs and metalloproteins, produced in response to the stress imposed by the presence of the stress-inducing agent. However, the enzymes involved in defense against oxidative stress, identified in absence of metal, are indicative of metabolic adaptation in response to the mining environment. Therefore we conclude that both A.niger VC and R.microsporus VC are fungus that present important characteristics that allow their to be used as bioremediation agents for mining waste.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / No presente trabalho foi realizado um estudo integrado de fisiologia, bioquÃmica e proteÃmica comparativa em feijÃo de corda, uma cultura de grande valor econÃmico, com o objetivo de entender respostas de aclimataÃÃo das plantas à salinidade. Para tanto, dois experimentos foram conduzidos em casa de vegetaÃÃo, sob condiÃÃes hidropÃnicas, utilizando dois cultivares de feijÃo de corda (Vigna unguiculata) com tolerÃncia diferencial ao estresse salino: PitiÃba (tolerante) e TVu 2331 (sensÃvel). No primeiro experimento foram avaliadas as mudanÃas fisiolÃgicas (crescimento, trocas gasosas, teor relativo de Ãgua, teor de clorofila, fluorescÃncia da clorofila) e bioquÃmicas (acÃmulo de Ãons e solutos orgÃnicos em folhas e raÃzes e padrÃo de expressÃo protÃico foliar) induzidas por concentraÃÃes crescentes de salinidade (NaCl a 50, 75 e 100 mM). Os resultados demonstraram a existÃncia de respostas contrastantes entre os cultivares estudados, especialmente com relaÃÃo à inibiÃÃo do crescimento da parte aÃrea e ao acÃmulo de solutos compatÃveis, os quais foram maiores no TVu. Contudo, a salinidade nÃo alterou os parÃmetros de fluorescÃncia da clorofila em ambos os cultivares. ConcentraÃÃes crescentes de NaCl alteraram de forma diferencial o padrÃo de expressÃo de proteÃnas nas folhas, com maiores alteraÃÃes na dose 100 mM de NaCl. Apesar disso, no segundo experimento, a concentraÃÃo moderada de sal com NaCl a 75 mM foi escolhida como referÃncia para o estudo das mudanÃas no proteoma durante o estresse salino e apÃs um perÃodo pÃs-estresse (recuperaÃÃo). A salinidade modificou a expressÃo de 22 âspotsâ protÃicos no PitiÃba, dos quais 10 (6 que aumentaram e 4 que diminuÃram) tiveram suas identidades determinadas por espectrometria de massas acoplada a cromatografia lÃquida (LC-ESI-MS/MS). No TVu foram observadas mudanÃas em 27 âspotsâ, sendo determinada a identidade de 9 (5 que aumentaram e 4 que diminuÃram). AlÃm destes, 5 âspotsâ que mantiveram suas taxas de expressÃes em condiÃÃes de salinidade no PitiÃba tambÃm foram identificados. A maioria das proteÃnas identificadas està relacionada com o processo de fotossÃntese, realizando funÃÃes enzimÃticas ou participando da constituiÃÃo molecular dos fotossistemas. ProteÃnas com papel protetor contra o estresse, como chaperonas e enzimas do estresse oxidativo (SOD) foram identificadas, assim como a calreticulina, que provavelmente està envolvida em processos de transduÃÃo de sinal. Em adiÃÃo, foi possÃvel observar que durante a recuperaÃÃo das plantas os mecanismos de homeostase Ãs novas condiÃÃes restabeleceram os nÃveis de algumas proteÃnas, o que sugere a participaÃÃo delas no processo de aclimataÃÃo ao estresse salino. No geral, os resultados fornecem informaÃÃes adicionais que podem levar a uma melhor compreensÃo das bases moleculares da tolerÃncia ou sensibilidade de plantas de feijÃo de corda à salinidade. / In the present work, an integrated physiological, biochemical and proteomic analysis on cowpea (an economically important species) was carried out in order to understand the responses of plants to salinity. Two experiments were conducted in a greenhouse under hydroponic conditions, using two cultivars of cowpea (Vigna unguiculata) with differential tolerance to salt stress: Pitiuba (tolerant) and TVu 2331 (sensitive). In the first experiment, we evaluated the physiological (growth, gas exchange, relative water content, chlorophyll content, chlorophyll fluorescence) and biochemical (ions and organic solutes accumulations) changes induced by increasing levels of salinity (50, 75 and 100 mM NaCl), as well as the influences of stress two-dimensional (2D) protein patterns in leaves tissues. The results showed the existence of contrasting responses between the cultivars studied, especially with respect to inhibition of shoot growth and the accumulation of compatible solutes, which were higher in TVu. However, salinity did not alter the fluorescence parameters in both genotypes. The global analysis of 2D protein patterns showed that increasing levels of NaCl differentially alter the expression pattern of proteins in leaves, with larger changes in dose 100 mM NaCl. Nevertheless, in the second experiment, the moderate dose of salt with 75 mM NaCl was chosen as the reference dose for the study of changes in the proteome during salt stress and recovery. Salinity altered the expression of 22 protein spots in Pitiuba. Of these spots, the identities of 10 (6 up-regulated and 4 down-regulated) were determined by liquid chromatography electro-spray ionization tandem mass spectrometry (LC-ESI-MS/MS). In TVU changes were observed in 27 spots being the identity determined for 9 (5 up-regulated and 4 down-regulated). Besides these, 5 spots that kept their rates expressions in salinity conditions in PitiÃba were also identified. The majority of the identified proteins is related to the process of photosynthesis, performing enzymatic functions or participating in the molecular constitution of photosystems. Proteins with protective role against stress such as chaperones and enzymes of oxidative stress (SOD) were identified, as well as calreticulin, which are probably involved in signal transduction network. In addition, during recovery treatments homeostasis mechanisms of plants to new conditions restored the levels of certain proteins, suggesting their participation in the process of acclimation to salt stress. Overall, results provide some additional information that can lead to a better understanding of the molecular basis of salt tolerance or sensitivity in cowpea plants.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Atualmente à crescente o nÃmero de estudos com base na alteraÃÃo de perfis glicoproteÃmicos em diversas doenÃas, principalmente na busca de biomarcadores sÃricos para o cÃncer. A identificaÃÃo e quantificaÃÃo direta, de glicoproteÃnas sorolÃgicas pouco abundantes, sÃo difÃceis, pois proteÃnas muito abundantes no sangue podem dificultar a identificaÃÃo. Assim, ferramentas de fracionamento sÃo necessÃrias para isolar, eficientemente, glicoformas proteicas aberrantes no proteoma sanguÃneo. Tendo em vista a interaÃÃo especÃfica e reversÃvel de lectinas com glicoconjugados, o uso de lectinas imobilizadas em matriz cromatogrÃfica tem sido frequente, visando fracionar misturas complexas, envolvendo glicoproteÃnas, para posterior anÃlise por espectrometria de massas. Mediante este contexto, o objetivo do presente trabalho foi investigar o uso da lectina glucose/ manose ligante de sementes de Dioclea altÃssima (DaL) imobilizada em matriz cromatogrÃfica Sepharose 4B (DaL-Sepharose), no fracionamento de glicoproteÃnas sÃricas e na pesquisa de potenciais biomarcadores para o cÃncer de prÃstata (CaP). As glicoproteÃnas da fraÃÃo retida, obtidas pela cromatografia do soro sanguÃneo na matriz de DaL-Sepharose, foram identificadas e quantificadas, por espectrometria de massas, e assim, foi obtido o perfil proteico para os trÃs grupos estudados: controle, hiperplasia prostÃtica benigna e CaP. A identificaÃÃo das proteÃnas diferentemente expressas entre os grupos revelou 132 glicoproteÃnas, destas, 29 foram unicamente identificadas no grupo com cÃncer de prÃstata ou apresentaram uma razÃo de ln maior que 1,2, quando comparado à quantificaÃÃo no grupo controle. ApÃs uma anÃlise considerando a confiabilidade da identificaÃÃo, estimada pelo escore, e as evidencias na literatura que justifiquem um possÃvel envolvimento da proteÃna no cÃncer de prÃstata, destacaram-se: alfa-1-glicoproteÃna Ãcida, trombospondin-5, complemento C4 A, heptaglobina, pregnancy zone protein, isoforma 3 de alfa-1-antitripsina, alfa-2-glicoproteÃna rica em leucina e Zinc finger protein. A anÃlise do soro sanguÃneo fracionado pela matriz DaL-Sepharose, com prÃvia depleÃÃo de Albumina sÃrica humana e IgG, permitiu a identificaÃÃo de alfa-1-antitripsina e a proteÃna IGK âÃnicasâ no grupo com CaP e a pregnancy zone protein e a proteÃna like alfa 1 mieloma up reguladas no CaP quando comparadas ao grupo controle. A identificaÃÃo destas glicoproteÃnas gera novas perspectivas e servem de indicativo para nortear a pesquisa e desenvolvimento de mÃtodos de validaÃÃo destes resultados para usos clÃnicos. / Nowadays there are an increase number of studies based on the change of glycoproteomics profiles in several diseases, especially in the search for serum biomarkers for cancer. The direct identification and quantification of serum glycoprotein of low abundance are difficult, because proteins very abundance in the blood can difficult the identification. Thus, fractionation tools are necessary to isolate efficiently changed protein glycoforms on the blood proteome. Given the specific and reversible interaction of lectins to glycoconjugates, the use of immobilized lectins on chromatographic matrix has been frequent in order to fractionate complex mixtures, involving glycoprotein for analysis for mass spectrometry. In this context, the goal of this work was to investigate the use of binding glucose/ mannose lectin from Dioclea altÃssima seed (DaL) immobilized on Sepharose chromatography matrix 4B (DaL-Sepharose), on the fractionation of serum glycoproteins and research of potential biomarkers for prostate cancer (PC). Glycoproteins from the retained fraction obtained by chromatography of blood serum on DaL-Sepharose matrix were identified and quantified by mass spectrometry and it was obtained the protein profile to the three groups: control, benign prostatic hyperplasia and PC. The identification of differentially expressed proteins between the groups showed 132 glycoproteins, in which 29 were only identified on the group with prostate cancer or showed one reason of ln greater than 1.2 when compared to quantification on control group. After an analysis, considering the confiability of the identification, estimated by score, and the evidences on the literature that justified a possible involvement of the protein on prostate cancer, stood out: alpha-1-acid glycoprotein, thrombospondin-5 complement C4 A, haptoglobin, pregnancy zone protein, isoform 3 of alpha 1-antitrypsin, alpha-2 glycoprotein rich in leucine and Zinc finger protein. The analysis of fractionated bood serum by DaL-Sepharose matrix with prior depletion of Human Serum Albumin and IgG allowed the identification of alpha 1-antitrypsin and the IGK protein âonlyâ on the group with CaP and the pregnancy zone protein and protein like alfa-1 mieloma up regulated on CaP when compared to the control group. The identification of these glycoproteins generates new perspectives and suit as indicative for guiding research and validation methods development of these results for clinical uses.

Orientador: Jose Luiz Donato / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-10T07:16:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pioto_LigiaRodrigues_D.pdf: 680751 bytes, checksum: 6d472989ce55c9ad510ce3f7fffb6630 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Foi desenvolvido um métdo rápido, sensível e específico para determinação de metotrexato em plasma sanguíneo humano por cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas em série usando folinato de cálcio como padrão interno. O metotrexato foi extraído do plasma humano, utilizando-se precipitação de proteínas plasmáticas com acetonitrila como eluente.O método tem uma corrida cromatográfica de 3,5 minutos usando uma coluna analítica C18 (4,6 mm x 75 mm d.i, 3.5 µm tamanho das partículas) e a curva de calibração foi linear de 10 a 300 ng.mL-1.A recuperação do método de extração foi, em média, de 76,5% e o limite de quantificação para o metotrexato foi de 10 ng.mL-1 / Abstract: A rapid, sensitive and specific method was developed for the determination and quantitation of methotrexate, in human blood plasma by liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry using calcium folinate as internal standard. Methotrexate was extracted from 0,2 mL human plasma by protein precipitation procedure using acetonitrile as eluent. The method included a chromatographic run of 3,5 minutes using a C18 analytical column (4,6 mm x 75 mm i.d., 3.5 µm particle size) and the linear calibration curve over the range from 10 to 300 ng mL-1. Recoveries were greater than 76.5% and the limit of uantitation of methotrexate was 10 ng mL-1 / Doutorado / Mestre em Farmacologia

Submitted by Natalia de Souza Gonçalves (natalia.goncalves@ufpe.br) on 2016-09-23T12:51:56Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese Romel Vilela PPGG-UFPE.pdf: 4096664 bytes, checksum: e8f0113723a098ef7897962a79be3500 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-23T12:51:56Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese Romel Vilela PPGG-UFPE.pdf: 4096664 bytes, checksum: e8f0113723a098ef7897962a79be3500 (MD5) Previous issue date: 2016-03-03 / Na cana-de-açúcar, a conversão de meristema vegetativo para reprodutivo é uma etapa importante para o melhoramento genético, no entanto, é indesejável na produção comercial por consumir sacarose para o desenvolvimento da inflorescência. Este estudo teve como objetivo identificar proteínas diferencialmente acumuladas no meristema apical da variedade de cana RB867515 sob aplicação foliar de sulfato de cálcio, através de eletroforese 2D e espectrometria de massas. Foi testado o efeito do cálcio em parâmetros morfofisiológicos, concentração de macronutrientes e anatomia do ápice meristemático por microscopia ótica. Adicionalmente, foi avaliado o efeito do cálcio no proteoma do ápice meristemático durante as fases de pré e pós-indução do florescimento. A aplicação foliar de cálcio aumentou a altura de colmos, e a abertura estomática também foi alterada. A composição dos macronutrientes mostrou maiores níveis de cálcio e menores teores de potássio e magnésio. A aplicação foliar de cálcio reduziu em cerca de 20% o florescimento da cana planta e 35% na cana soca. Na análise proteômica, um total de 60 DEPs foram identificados por PMF a partir de perfis 2D de meristemas em pré ou pós indução floral, dos quais 14 foram observadas exclusivamente em meristemas tratados com cálcio, 11 foram identificadas exclusivamente após a indução floral, e 29 foram comuns em ambas as situações, porém mais abundantes em meristemas sem aplicação de cálcio antes da indução floral. A aplicação foliar de cálcio alterou significativamente o proteoma meristemático da cana-de-açúcar. O cálcio parece também melhorar a sinalização celular e a atividade antioxidante em meristemas. O efeito da aplicação foliar de cálcio no proteoma parece ser atenuado pelo tempo. As proteínas identificadas são fortes candidatas a estudos futuros envolvendo o controle do florescimento da cana, visando sua aplicação como marcador molecular funcional associadas ao cálcio, podendo auxiliar os programas de melhoramento genético desta cultura. / In sugarcane (Saccharum spp.), the conversion of apical meristem to breeding is an important step for the genetic improvement, however, it is undesirable in commercial production due to consuming sucrose to develop inflorescence. This study aimed to identify differentially accumulated proteins in the apical meristem of the RB867515 variety under foliar application of calcium sulfate through 2D electrophoresis and mass spectrometry. It has been tested the calcium effect on morphophysiological parameters, macronutrient contents and anatomy of the shoot apical meristem by optical microscopy. Additionally, we evaluated the effect of calcium on the proteome of sugarcane apical meristem during the phases of pre and post-induction of flowering. Foliar applications of calcium increased the stalk height, and stomatal opening was also measured. The macronutrient composition showed higher calcium levels and lower levels of potassium and magnesium. Leaf applications of calcium reduces flowering by 20% in sugarcane plant, and 35% reduction in the ratoon cane. In the proteome analysis, a total of 60 DEPs have been identified by PMF from 2D meristems profiles in pre and post-floral induction, of which 14 were found exclusively in meristems treated with calcium, 11 were identified only after floral induction, and 29 were common in both cases, but more abundant in meristems without application of calcium before floral induction. Foliar applications of calcium significantly altered the meristematic proteome of sugarcane. Calcium also appears to enhance cell signaling and antioxidant activity in meristems. It was observed that the effect of foliar calcium application in proteome appears to be attenuated by time. The proteins identified are strong candidates for future studies aiming its use as a functional molecular marker involving control of flowering of sugarcane associated with calcium, can help breeding programs of this culture.

Orientador: Marcos Nogueira Eberlin / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-16T12:58:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BenassiNeto_Mario_D.pdf: 12057357 bytes, checksum: 9c84e704ca7f0f4d824a37e0c4f45b55 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: É proposto um método absoluto para diferenciação de isômeros constituicionais por espectrometria de massas, utilizando a reatividade em fase gasosa de fragmentos iônicos diagnósticos de estrutura (FIDE), gerados a partir de precursores isoméricos. Com apenas um espectro de massas é possível fazer a atribuição de configuração de um isômero, sem a necessidade de comparação com outros espectros de massas. Para provar o príncipio foram testadas as seguintes classes de isômeros: acetonaftonas, alquilanilinas, carbetoxipiperidinas, metiltiofenos, ácidos ciclohexeno carboxílicos e metilpiperidinas. Os precursores foram submetidos a EI a 70 eV, e o comportamento dissociativo foi estudado com o intuíto de se identificar o FIDE. É desejável que o FIDE tenha as seguintes características: i) seja formado por todos os isômeros dentro do conjunto, ii) mantenha a informação estrutural da molécula precursora, iii) seja estável em fase gasosa e iv) os FIDE¿s formados por cada um dos precursores devem ter estruturas diferentes e estes não podem interconverter-se. Para cada classe de isômeros foi selecionado a m/z do FIDE e este íon foi submetido à dissociação induzida por colisão (CID), esperando que sua dissociação seja distinta dependendo do precursor, e à reações íon/moléculas, esperando que FIDEs de precursores diferentes formem diferentes produtos iônicos. Foi utilizado um espectrômetro de massas pentaquadrupolar que permite experimentos de MS/MS/MS, que permitiu caracterizar os produtos iônicos formados nas reações, através de CID. / Abstract: Herein, it¿s described an absolute method for structure assignment of constitutional isomers exploring the gas phase behavior of a structurally diagnostic fragment ion (SDFI) generated by each one of the precursor molecules within an isomeric set. This method allows the unequivocally assigning of the configuration of a precursor isomer with only one mass spectrum. To prove the principle the following isomeric sets were tested: acetonaphthone, alkylanilines, carbetoxypiperidines, methylthiophenes, cyclohexene carboxylic acids and methylpiperidines. All of the precursor isomers were submitted to 70 eV electron ionization (EI) with the intent of identifying the proper SDFI for each of the isomeric sets. Ideally, the SDFI should have the following characteristics: i) must be formed by all the isomers within the isomeric set, ii) retain the structural information of the precursor molecule, iii) be stable (long lifetime) and iv) the SDFI generated from different precursors must have different structures and must not interconvert into one another. The m/z of the SDFI is selected and then submitted to collision induced dissociation, hoping that the dissociative behavior is different depending on the precursor molecule, and ion/molecule reactions, hoping the bimolecular chemistry is different due to the formation of different ion products. For all the experiments it was used a pentaquadrupole mass spectrometer that allows MS/MS/MS, therefore allowing characterization of the ion products generated by ion/molecule reactions through collision induced dissociation. / Doutorado / Quimica Organica / Doutor em Ciências

Orientador: Fábio Cesar Gozzo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-16T13:20:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pilau_EduardoJorge_D.pdf: 5051807 bytes, checksum: 376ee3a4968e0ab254d7cda0cccd2819 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A espectrometria de massas (MS) consiste no estudo dos íons em fase gasosa, tendo como uma das suas principais aplicações a caracterização estrutural de moléculas. Desde o início da técnica, ela vem sendo empregada na elucidação estrutural de um grande número de moléculas orgânicas e é hoje uma das principais ferramentas de caracterização estrutural. Dentro os métodos baseado em MS para o estudo de estruturas superiores de proteínas desenvolvidos recentemente estão aqueles conhecidos como footprinting e ligação cruzada (cross-linking). Nesta tese, estudos foram realizados para o desenvolvimento, melhorias e otimização de técnicas de footprinting e ligação cruzada acopladas à espectrometria de massas para o estudo estrutural de proteínas. Em footprinting, foram desenvolvidas fontes alternativas de radiação UV para geração de radicais ¿OH a partir da fotólise do H2O2 para mapeamento da superfície exposta ao solvente de proteínas, bem como o desenvolvimento de uma técnica mais apropriada de quantificação de peptídeos oxidados. Os resultados obtidos demonstraram que as fontes propostas apresentaram boa eficiência no processo de fotólise do H2O2 Na técnica de ligação cruzada, foram realizados estudos fundamentais a respeito da reatividade dos Agentes de Ligação Cruzadas (ALC¿s) tanto com relação à especificidade dos ALC¿s frente às cadeias laterais dos aminoácidos quanto à cinética da reação com proteínas e reação competitiva de hidrólise. Nos experimentos realizados foi possível verificar a reatividade do ALC frente a diferentes grupos nucleofilicos presentes nas cadeias laterais dos resíduois de aminoacido bem como ser suscetivel a mudança de reatividade em virtude do pH utilizado. / Abstract: Mass spectrometry (MS) study ions in the gas phase, and one of its main applications is the structural characterization of molecules. Since the beginning of the technique, it has been used in structural study of a large number of organic molecules and is now a major tool for structural characterization. Among the MSbased methods for the study of higher structures of proteins are the newly developed methods of footprinting and cross-linking. In this thesis, studies were undertaken for the development, improvement and optimization of, footprinting and cross-linking coupled with mass spectrometry for the structural analysis of proteins. In footprinting, we developed alternative sources of UV radiation to generate ¿OH radicals from the photolysis of H2O2 to map the solvent exposed surface of proteins as well as the development of a more appropriated technique for quantification of oxidized peptides. The results showed that the proposed sources showed good efficiency in the process of photolysis of H2O2. For cross-linking, fundamental studies were carried out concerning the reactivity of the cross-linkers regarding both the specificity of ALC in respect to amino acid side chains and the kinetics of reaction with proteins as well as hydrolysis reaction. In the experiments it was possible to verify the reactivity of ALC against different nucleophilic groups present in side chains of amino acid residues as well as being susceptible to change in reactivity due to the pH used. / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Ciências

Orientador: Fábio Cesar Gozzo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-16T16:25:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gomes_AlexandreFerreira_M.pdf: 4503232 bytes, checksum: 318fe49b4915757d84f962093d8e4a25 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A aplicação da espectrometria de massas (MS) em análises proteômicas tem evoluído extensivamente, a ponto de se tornar rotineira no seqüenciamento e identificação de proteínas e determinação de modificações pós-traducionais. Entretanto, o uso de MS na análise de estruturas tridimensionais de proteínas é restrito, apesar das inúmeras vantagens potenciais que poderia apresentar nessa área. Nesse âmbito, a metodologia de ligação cruzada acoplada a MS visa obter informações estruturais de proteínas e complexos protéicos pela determinação de restrições espaciais de distância entre resíduos de aminoácidos, mediante reação com compostos bifuncionais, proteólise enzimática e análise dos peptídeos resultantes por MS. A primeira parte deste trabalho descreve a aplicação de um novo agente de ligação cruzada (ALC) heterobifuncional e clivável, contendo um grupo fotoativável do tipo diazirina, para formar ligações cruzadas em peptídeos e proteínas. O emprego desse ALC permitiu obter ligações cruzadas únicas nos alvos estudados, e os peptídeos modificados assim formados foram caracterizados por MS/MS, possibilitando a descoberta de um íon marcador característico para peptídeos ligados por esse ALC. A segunda parte do trabalho envolveu a aplicação da técnica de mobilidade iônica TWIM acoplada a MS na análise de íons de proteínas antes e após modificação por ALC, visando avaliar o efeito dessas modificações em termos de variações de seção de choque de colisão (CCS). Análises assim feitas demonstraram a presença de estruturas mais rigidas e com menor CCS após a adição de moléculas de ALC, evidenciando a existência de conformações mais compactas em fase gasosa após a reação de ligação cruzada para proteínas. Para validar a metodologia, os valores de CCS experimentais foram comparados com valores teóricos calculados computacionalmente para estruturas disponíveis. / Abstract: The use of mass spectrometry (MS) in proteomics has evolved extensively, up to the point where it became routinely employed in protein sequencing and determination of post-translational modifications. However, the use of MS in structural studies of proteins is limited, despite the many advantages it could bring to the area. In this sense, chemical cross-linking coupled to mass spectrometry for structural studies of proteins aims to obtain structural information in terms of spatial distance restrictions, determined by intra- and intermolecular cross-links between side chains of amino acid residues. This is achieved by reaction of the target protein system with bifunctional compounds, followed by proteolysis and analysis of the modified peptides by MS. The first part of this work describes the application of a novel, heterobifunctional and cleavable cross-linker, containing a diazirine photoactivatable group, for cross-linking of peptides and proteins. Reaction with this cross-linker yielded unique cross-links for peptides and proteins, and such modified peptides where characterized by MS/MS, allowing the discovery of a marker ion, that may be used to identify cross-linked peptides. The second part of the work focused on the application of traveling-wave ion mobility (TWIM) coupled to MS for a comparative analysis of protein ions both before and after cross-linking reactions, aiming to evaluate the effect of these modifications on protein structures in terms of variation of collision cross sections (CCS) of their ions. TWIM-MS analysis of these systems demonstrated the presence of compact gas phase conformations of lower CCS after the cross-linking reaction and formation of intramolecular cross-links, indicating that chemical cross-linking restricts the structural dynamics of gas phase protein ions. To validate this method, experimental CCS values were then compared with theoretical values obtained computationally for available crystallographic or NMR structures. / Mestrado / Quimica Organica / Mestre em Química

Orientador: Marcos Nogueira Eberlin / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-17T02:49:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Romao_Wanderson_D.pdf: 8870695 bytes, checksum: 3c9e22c3de92cb5c092d522b9b0a9faf (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Embora seja um tema que desperte bastante interesse perante a sociedade científica, a aplicação da química no campo da criminalística ainda constitui uma nova linha de pesquisa no Brasil. Neste trabalho, o perfil químico de várias drogas de abuso (anfetaminas, piperazinas, cocaína e dietilamida do ácido lisérgico (LSD)), documentos e derivados de petróleo foram investigados. Para análise de drogas de abuso, a easy ambient sonic-spray ionization (EASI-MS) é uma poderosa ferramenta na caracterização de amostras na sua forma original, como é o caso de amostras de ecstasy e LSD, que são vendidos como comprimidos e selos, respectivamente. A espectrometria de massas foi utilizada também para estudar a mobilidade iônica de isômeros da clorofenilpiperazina (o-CPP, m-CPP e p-CPP), onde o m-CPP se enquadra na lista de substâncias proscritas. Foi também demonstrado que a cromatografia em camada delgada (CCD) continua sendo uma técnica confiável para a identificação do 3,4-metilenodimetoxianfetamina (MDMA) e outros adulterantes em comprimidos de ecstasy, mas ela pode fornecer resultados falso-negativos. A associação da CCD com EASI-MS potencializa a identificação de todas as anfetaminas que poderiam ser usadas na fabricação de drogas de rua, como o ecstasy. Uma importante ferramenta analítica para estudar os contaminantes inorgânicos em drogas de abuso é a técnica de fluorescência de raios-X. Perfis inorgânicos foram construídos para várias drogas de abuso. Esses dados, associados a ferramentas quimiométricas, permitem classificar drogas de abuso. Para análise de documentos, EASI-MS e Desorption electrospray ionization mass spectrometry (DESI-MS) podem ser usados como um método de fingerprints diretos, robuscos, não-destrutivos, rápidos e simples para a investigação da autenticidade do papel-moeda nacional e internacional. Uma nova metodologia foi desenvolvia para estudar derivados de petróleo: venture easy ambient sonic-spray ionization mass spectrometry, V-EASI-MS. A presença de uma série homólga abundante, como as alquil-piridinas, é um indicativo de uma amostra de gasolina comercial ser de boa qualidade. A presença de outras séries homólogas com maiores valores de DBE (número de insaturações e anéis) para a classe dos nitrogenados (Classe N), é um indicativo de que adulterantes como querosene e diesel foram adicionados na gasolina / Abstract: The application of chemical analysis in the criminalistic field is a subject has always atract academic interesty. However in Brazil, this research field is still incipient. In this thesys, the chemical profiles of several drugs of abuse (amphetamines, piperazines, cocaine and LSD), documents and crude oil derivatives (gasoline, kerosene and diesel) were studied. For the analyzes of the drugs, easy ambient sonic-spray ionization mass spectrometry (EASI-MS) is shown to provide a relatively simple and selective screening tool to characterize and identify samples in their native form, as exemplified for ecstasy and LSD samples, sold in tablet and blotter forms, respectively. Mass spectrometry has also allowed the study of the ionic mobility of isomers derived of chlorophenilpiperazine (o-CPP, m-CPP e p-CPP). Only the m-CPP isomer is reported in the Brazilian lists of proscribed drugs (F and F2 Lists). It was also demonstrated that thin layer chromatography (TLC), although non expensive, reliable and versatile, may lead to false positives results. EASIMS combined with TLC provided a powerful screening tool for the analysis of street drugs with fast and indisputable results. An important technique available for the analysis of inorganic contaminants in drugs of abuse is the X-ray fluorescence (XRF) technique. XRF has several advantageous features such as multielemental capability, good detectivity, high precision, short analytical times, and is nondestructive. These characteristics make XRF applicable to a great variety of samples, offering an efficient technique for metal determinations in drugs of abuse. In this work, XRF followed by chemometric treatment has been applied to classify drugs of abuse. For analyzes of documents and banknotes (Brazilian real, dollar, and euro bills), two desorption/ionization techniques (DESI-MS and EASI-MS) were used as proof-of-principle techniques and ambient mass spectrometry was shown to function as a direct, nearly instantaneous, reproducible, and non-destructive method for their chemical analysis. An innovative and recently-introduced technique, Venture Easy Ambient Sonic-Spray Ionization Mass Spectrometry (V-EASI-MS), was also applied for rapid and reliable typification of gasoline samples and adulteration by addition of diesel and kerosene. Without any extraction or pre-treatment procedures, samples of gasoline, kerosene, diesel, and admixtures of gasoline/diesel and gasoline/kerosene were directly analyzed by VEASI(+)- MS / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Ciências

Orientadores: Ljubica Tasic, Marco Aurelio Zezzi Arruda / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-17T19:46:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martins_AdrianaMartini_M.pdf: 8608342 bytes, checksum: fca9bf20d004eaa7ecfd1a0213382c0b (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A expressão protéica da bactéria Xanthomonas axonopodis pv. citri (Xac) foi avaliada aplicando técnicas de espectrometria de massas (MS) na tentativa de identificar a presença de 40 proteínas classificadas como possíveis chaperonas de secreção dos Sistemas Secretórios do Tipo III e IV. Embora o processo de virulência da Xac ainda não seja bem elucidado, acredita-se que as proteínas alvo desempenhem papel importante em caminhos secretórios. Estas proteínas participam no encaminhamento dos fatores de virulência para a secreção, proporcionando-lhes estrutura específica e compatível aos caminhos secretórios, previnem sua aglomeração e interações inapropriadas. Para alcançar os objetivos, a Xac foi cultivada em três condições distintas: meio de cultura LB, considerado como controle, e meios enriquecidos com extratos provenientes de folhas e cascas de laranja, que mimetizam a presença da planta hospedeira por conterem nutrientes específicos. A separação das proteínas da Xac foi realizada por eletroforese em uma e duas dimensões, que permitiu verificar a presença das proteínas alvo na região de 8-23 kDa com pI na faixa 4-7. Após lise tríptica, as análises de espectrometria de massas (MS) foram realizadas utilizando-se exclusivamente as técnicas de ionização suave MALDI (Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization) e ESI (Electro Spray Ionization). Foram identificadas 12 proteínas da Xac até então consideradas hipotéticas, sendo uma delas, potencial chaperona secretória dessa bactéria. Aplicando técnica de cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (GC-MS) foi avaliado o consumo preferencial da Xac em relação aos extratos de casca e folha de laranja, como, também, a produção de metabólitos. O estudo de metalômica qualitativa possibilitou a identificação de espécies metálicas ligadas às proteínas da Xac por ICP-MS em frações obtidas por cromatografia líquida / Abstract: The proteome of the bacterium Xanthomonas axonopodis pv. citri (Xac) was studied with the aim to identify 40 hypothetical proteins and possible secretion chaperones from the Type III and Type IV Secretion Systems. It is believed that the target proteins can interact in a conserved manner with virulence factors providing them specific and appropriate structures to travel through the secretion pathways, prevent their improper interactions and agregation. For this purpose, Xac was cultived in three distinct conditions: rich medium (LB), used as the control condition, and in media enriched with orange¿s leaves and peels extracts, which simulate the presence of the host plant cell by containing specific nutrients. After protein separation by electrophoresis (1D and 2D), and detection of proteins in the region of 8-23 kDa and pI range from 4-7, characteristic of the target proteins, tryptic lysis was executed. Mass Spectrometry (MS) analyses applying soft ionization sources, MALDI (Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization) or ESI (Electro Spray Ionization), enabled the identification of 12 proteins, one of them possible secretion chaperone, that were considered hypothetical. Gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS) was used as a tool for monitoring the consumption of specific nutrients present in the extracts by Xac and the production of its metabolites. Also, ICP-MS was applied in a qualitative Xac's metalomics that enabled the discrimination of important metallic species in protein fractions obtained by HPLC / Mestrado / Quimica Organica / Mestre em Química