Submitted by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-04-26T21:58:16Z No. of bitstreams: 1 TESE Klaus Ribeiro Cavalcante.pdf: 8515084 bytes, checksum: 046c89bc4a3bd6f90060767c0f09004c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-26T21:58:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE Klaus Ribeiro Cavalcante.pdf: 8515084 bytes, checksum: 046c89bc4a3bd6f90060767c0f09004c (MD5) Previous issue date: 2016-03-04 / Metodologias computacionais vêm sendo cada vez mais empregadas com o objetivo de estudar sistemas moleculares, no que diz respeito à sua representação estrutural e explicação do seu comportamento, além da predição de suas propriedades físico-químicas. Desta forma, métodos “in silico” vêm se tornando mais utilizados, sobretudo, no âmbito da inovação terapêutica, devido principalmente a grande disponibilidade de programas gratuitos e equipamentos dedicados, com capacidades computacionais cada vez maiores, voltados para aplicações em modelagem molecular. Vale ressaltar que o uso de metodologias computacionais pode reduzir os custos envolvidos na pesquisa e desenvolvimento de novos fármacos numa indústria farmacêutica em até 50%. Neste contexto, portais científicos fornecem meios para gerenciar dados e executar aplicações científicas em ambientes de computação de alto desempenho (clusters, grids ou nuvens públicas/privadas), através de interfaces amigáveis baseadas na Web. Este presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um portal científico, denominado MODiMOL Workbench, cujo objetivo é fornecer acesso a diferentes metodologias e abordagens de modelagem molecular, em ambientes de computação de alto desempenho, assim como suporte para dispositivos móveis (smartphones e tablets), através de interfaces de usuário responsivas, projetadas especialmente para estes tipos de dispositivos, por demonstrarem possuir um enorme potencial como ferramentas de pesquisa a favor da inovação terapêutica. / Computational methodologies have been increasingly employed in order to study molecular systems, their structural representation and elucidation of the behavior, besides prediction of their physicochemical properties. Thus, in silico methods are becoming widely used, especially in the context of therapeutic innovation, mainly due to the huge availability of free softwares and hardware with increasing computational capabilities, focused on applications in molecular modeling. It is worth mentioning that "in silico" methodologies may reduce up to 50% the time spent and costs involved with research and development (R&D) of new drugs in a pharmaceutical industry. In this context, science gateways provide ways to manage data and execute scientific applications in high-performance computing environments (clusters, grids, or private/public clouds) through web-based friendly interfaces. The current work presents the development of a science gateway, named Modimol Workbench, whose goal is to provide access to different methodologies and molecular modeling approaches, in high-performance computing environments, as well as support for mobile devices (smartphones and tablets) through Web responsive user interfaces designed especially for these devices, by demonstrating enormous potential as new research tools for molecular modeling, particularly in therapeutic innovation.

Orientador : Rogerio Custodio / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-14T04:09:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Morgon_NelsonHenrique_M.pdf: 3774993 bytes, checksum: 85b1d0ee1252bd77f50bdcfc4607b6ce (MD5) Previous issue date: 1989 / Mestrado

Orientador: Maria Del Pilar Taboada Sotomayor / Co-orientador: César Ricardo Teixeira Tarley / Banca: Elisete Aparecida Batista / Banca: Gustavo Troiano Feliciano / Banca: Wander Miguel de Barros / Banca: Emerson Schwingel Ribeiro / Resumo: O aumento mundial na utilização de fármacos é preocupante pelos impactos ambientais causados e principalmente pela possibilidade de mutação genica das bactérias. A preocupação com a Ciprofloxacina se deve a sua aplicação, sendo utilizado somente em casos mais graves, assim se uma bactéria desenvolve a resistência a este fármaco, provavelmente também conseguirá desenvolver resistência aos demais. No entanto, desenvolver métodos analíticos para determinação do fármaco em níveis de traço é difícil, seja pela sensibilidade baixa de algumas técnicas, seja pela presença de interferentes que não são possíveis de serem separados pelas técnicas tradicionais e que interferem no resultado de técnicas mais sensíveis. Desta maneira, o desenvolvimento de fases extratoras seletivas a um determinado fármaco apresenta interesse econômico e social. Os polímeros moleculares impressos apresentam uma ótima alternativa de solução para este problema. No entanto, são muitas as variáveis para seu desenvolvimento, dentre elas a escolha do melhor monômero para o complexo de pré-polimerização é de importância fundamental para a formação da nanocavidade seletiva. Desta maneira, neste trabalho foi desenvolvido a aplicação da simulação computacional quântica semi-empírica para o entendimento da interação da Ciprofloxacina - monômero. Foi simulada a interação com uma lista de 20 monômeros mais utilizados na literatura. As simulações foram realizadas utilizando-se os softwares HyperChem® 8.0.5 para modelagem molecular, pacote de softwares OpenEye® para verificações e otimização e MMH com MOPAC 2009 para realização dos cálculos quânticos de energia de aproximação para prever teoricamente o melhor monômero para sintetizar o polímero proposto. O MIP foi sintetizado em bulk utilizando-se acetonitrila como solvente, Ciprofloxacina como molécula molde, EDMA como agente reticulante, AIBN como iniciador... / Abstract: The worldwide increase in the drug's use is worrisome and causes environmental impacts mainly by the possibility of bacteria's gene mutation. The concern with Ciprofloxacin should your application, being used only in severe cases. If bacteria develop resistance to this drug, can probably also develop resistance to other. However, developing analytical methods for drug determination in trace levels is difficult, by the low sensitivity or by the interfering molecules that are not possible to be separated by traditional techniques and which interfere in the more sensitive techniques results. Thus, the development of selective extracting phases to a particular drug has economic and social interests. Molecular Imprinted Polymers show a great alternative to this problem's solution. However, their development has many variables. The best choice for the monomer complex pre - polymerization is crucial for the formation of selective nanocavity. Thus, in this work we apply the semi-empirical quantum computer simulation to understand the interaction of Ciprofloxacin - monomer. We simulated the interaction with a list of 20 monomers more used in the literature. The simulations were performed using the HyperChem ® 8.0.5 software for molecular modeling, OPENEYE ® software package for verification and optimization and MMH with MOPAC 2009 to achieve the quantum energy calculation approach to theoretically predict the best monomer for synthesizing polymer proposed. The MIP was synthesized in bulk using acetonitrile as a solvent, Ciprofloxacin as template molecule, EDMA as cross linker, AIBN as radical initiator and the three monomers that were tested in the simulation to check it. The extraction of ciprofloxacin was performed in a Soxhlet system with a solution of ethanol and acetic acid 9:1 (v / v). The resulting polymer was homogenized and sieved. Rebinding analyzes were performed by isotherms and selectivity tests. The results of isotherms showed that / Doutor

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

Orientador: Carlos César Bof Bufon / Banca: Elidiane Cipriano Rangel / Banca: Lucas Fugikawa Santos / Resumo: Conhecido como o ramo da ciência que utiliza camadas moleculares ativas para agregar novas funcionalidades a dispositivos, a eletrônica molecular apresenta propostas promissoras para o futuro. Uma classe de pequenas moléculas semicondutoras que vem sendo explorada devido ao seu potencial na fabricação de diferentes dispositivos é a das ftalocianinas de cobre (CuPc). Entretanto, poucos trabalhos presentes na literatura relatam a relação entre a características elétricas dos filmes orgânicos e sua espessura em nanoescala. Tal fato é explicado pela dificuldade na deposição de contatos elétricos sobre as camadas moleculares, dado que os métodos atualmente empregados podem vir a danificá-las. Nesse contexto, essa dissertação apresenta a fabricação de um capacitor hibrido ultracompacto (h-Cap) constituído por metal / óxido dielétrico / camada molecular / Metal como uma plataforma para acessar as propriedades elétricas de camadas moleculares. Utilizando como a camada metálica a combinação de filmes finos de ouro, titânio e cromo, óxido de alumínio (Al2O3) para o dielétrico e filmes finos de CuPc como camadas moleculares, os h-Caps são fabricados a partir da técnica roll-up. Para a deposição dos filmes metálicos foi utilizado a técnica de evaporação térmica por feixe de elétrons, a técnica de deposição por camada atômica foi utilizada para a deposição do Al2O3 e pôr fim a técnica de deposição por evaporação por filamento resistivo para as camadas moleculares de CuPc. As característic... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Known as the branch of science that uses active molecular layers to add new functionality to devices, molecular electronics presents promising proposals for the future. A class of small semiconductor molecules being exploited due to its potential in the manufacture of different devices is that of copper phthalocyanines (CuPc). However, few papers in the literature report the relationship between the electrical characteristics of organic films and their thickness at the nanoscale. This fact is explained by the difficulty in the deposition of electrical contacts on the molecular layers, since the methods currently used may damage them. In this context, this dissertation presents the fabrication of an ultracompact hybrid capacitor (h-Cap) consisting of metal / dielectric oxide / molecular layer / metal as a platform to access the electrical properties of molecular layers. Used as the metallic layer is the combination of thin films of gold, titanium and chromium, aluminum oxide for the dielectric and thin films of CuPc as molecular layers, the h-Cap are formed from the roll-up technique. For the deposition of the metallic films was used the thermal evaporation technique by electron beam, the technique of deposition by atomic layer was used for the deposition of Al2O3 and finally the technique of deposition by evaporation by resistive filament for the molecular layers of CuPc . The geometric characteristics of the h-Caps were obtained using optical and scanning electron microscope... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Submitted by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2017-04-12T19:05:59Z No. of bitstreams: 1 tese_isabella_vfinal.pdf: 6145955 bytes, checksum: e3ed369e970ad7eb06b79a77ef921a9b (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2017-04-12T19:06:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tese_isabella_vfinal.pdf: 6145955 bytes, checksum: e3ed369e970ad7eb06b79a77ef921a9b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-12T19:06:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_isabella_vfinal.pdf: 6145955 bytes, checksum: e3ed369e970ad7eb06b79a77ef921a9b (MD5) Previous issue date: 2016-07-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) / Molecular docking is a methodology that aims to predict the binding modes and affinity of a small molecule within the binding site of the receptor target of interest. It is an approach widely used by the pharmaceutical industry and the academic community for identification and optimization of lead compounds, contributing to the reduction of cost, time and failures in the development of new drugs. Current docking methods and the associated scoring functions exhibit good performances in identifying experimental binding modes. However, the detection of active compounds among a decoy set of ligands and the accurate prediction of binding affinity remain challenging tasks. The DockThor program developed in our group has obtained promising results in comparative studies with other well established and widely used protein-ligand docking programs for predicting experimental binding modes. Despite useful for pose prediction, the current scoring function implemented in DockThor is not suitable for predicting binding affinities of protein-ligand complexes, obtaining no correlation with measured affinity data. In this work, we develop several scoring functions with physically-based features for predicting binding affinities of protein-ligand complexes trained with diverse machine learning techniques. The final scoring functions consist of force-field based terms related to the intermolecular interactions (electrostatic and van der Waals potentials), an original term for the ligand entropy (number of frozen rotatable bonds), ligand and protein desolvation and the hydrophobic effect. Then, we developed general and target-classes scoring functions, the last to account for binding characteristics associated with a target class of interest, focusing on proteases, kinases and protein-protein interactions complexes (PPIs). The scoring functions were derived using linear regression (MLR) and seven more advanced machine learning techniques for nonlinear problems. The training and testing were carried out using high-quality datasets composed of experimental structures of diverse protein-ligand complexes with binding affinities data available (Kd or Ki). Additionally, we also derived general scoring functions trained with redocking results from the DockThor program. The scoring functions trained with docking results obtained promising performances when evaluated in both experimental and docking structures, indicating that they are reliable to be used in real virtual screening experiments. The scoring functions developed in this work have demonstrated to be competitive with the best-evaluated linear and nonlinear scoring functions in benchmarking studies described in the literature. The scoring functions derived for specific classes of targets also exhibited promising performances, achieving great improvements when using nonlinear approaches compared to the linear models. Moreover, the consensus scoring strategy investigated in this work exhibited impressive results, ranking among the top-three models with the best predictive performances on all cases. The development of the scoring functions implemented in this thesis is a crucial step to make the DockThor an even more competitive program, enabling the development of the high-throughput virtual screening program and portal DockThor-VS. / Atracamento molecular é uma metodologia que tem por objetivo prever a conformação e a afinidade de uma pequena molécula no sítio de ligação do receptor alvo de interesse. É uma abordagem amplamente utilizada pela indústria farmacêutica e pela comunidade acadêmica para identificação e otimização de compostos líderes, contribuindo para a redução de custo, tempo e falhas no desenvolvimento de novos fármacos. As metodologias atuais de atracamento molecular e as funções de avaliação associadas possuem bom desempenho em identificar modos de ligação. Entretanto, a detecção de compostos ativos dentre inativos e a predição acurada da afinidade de ligação ainda são grandes desafios. O programa DockThor, desenvolvido pelo nosso grupo de pesquisa, tem obtido resultados promissores em estudos comparativos com outros programas de atracamento molecular bem estabelecidos e amplamente utilizados pela comunidade científica para a predição de modos de ligação. Apesar de ser bastante útil para predição de poses, a função de avaliação atualmente implementada no DockThor não é adequada para prever afinidade de complexos proteína-ligante, não obtendo correlação com dados experimentais. Neste trabalho, nós desenvolvemos diversas funções de avaliação com características baseadas na física para prever afinidade de ligação de complexos proteína-ligante, treinadas com diversas técnicas de aprendizagem de máquina. As funções de avaliação finais consistem de termos baseados em campo de força relacionados com as interações intermoleculares (potenciais eletrostático e de van der Waals), um termo original para a entropia do ligante (número de ligações rotacionáveis congeladas), dessolvatação do ligante e da proteína e o efeito hidrofóbico. Desenvolvemos então funções de avaliação gerais e específicas para classes de alvos, esta para considerar características específicas associadas com a classe de alvo de interesse, focando em proteases, cinases e complexos de interações proteína-proteína (PPIs). As funções de avaliação foram derivadas utilizando regressão linear (MLR) e sete outras técnicas mais avançadas de aprendizagem de máquina para problemas não lineares. O processo de treinamento e teste foi realizado utilizando conjuntos de dados de alta qualidade compostos de estruturas experimentais de diversos complexos proteína-ligante com dados de afinidade de ligação disponíveis (Kd ou Ki). Adicionalmente, também derivamos funções de avaliação gerais treinadas com resultados do atracamento molecular com o programa DockThor. As funções treinadas com resultados de atracamento obtiveram desempenho promissor quando avaliadas tanto em estruturas experimentais quanto provenientes de atracamento molecular, indicando que elas são confiáveis para serem usadas em experimentos reais de triagem virtual. As funções desenvolvidas neste trabalho demonstraram ser competitivas com as melhores funções de avaliação lineares e não lineares em estudos comparativos descritas na literatura. As funções específicas para classes de alvos também exibiram desempenhos promissores, alcançando significativa melhoria quando utilizando abordagens não lineares comparadas com os modelos lineares. Além disso, a estratégia de avaliação consenso investigada neste trabalho exibiu resultados impressionantes, ficando entre os três melhores modelos com melhores desempenhos preditivos em todos os casos. O desenvolvimento das funções de avaliação implementadas nesta tese é um passo crucial para tornar o programa DockThor ainda mais competitivo, possibilitando o desenvolvimento do programa e do portal de triagem virtual em larga escala DockThor-VS.

FE65 es una proteína adaptadora que actualmente se ha relacionado con la formación del péptido β-amiloide y la hiperfosforilación de tau, procesos que se ven incrementados en pacientes con Alzheimer, probablemente como consecuencia de un aumento en la actividad transcripcional de FE65. Una de las principales interacciones que se asocian con la activación de ésta proteína es la unión de su dominio PTB2 con el dominio citoplasmático de la proteína precursora del amiloide (AICD), interacción que se ve estabilizada por la proteína adaptadora 14-3-3γ. En esta tesis se llevó a cabo la construcción de un modelo por homología de PTB2 y un segmento de AICD, correspondiente a la secuencia de interacción con FE65. A partir de éstos, mediante técnicas de docking se determinó el modo conformacional de interacción más probable para el complejo, cuya interfaz de interacción fue estudiada mediante un análisis de geometrías de interacción, principalmente de formación de puentes de hidrógeno y también mediante el estudio del cambio en el área de superficie accesible a solvente entre los monómeros y el complejo. Una vez determinados los aminoácidos que interaccionan en la interfaz se realizó un estudio de la contribución de éstos en la estabilidad del complejo mediante una técnica conocida como Alanine Scanning. Se logró determinar la importancia de cada uno de estos aminoácidos en la formación del complejo, presentando así las bases necesarias para el futuro diseño de ligandos inhibidores de la interacción como estrategia farmacoterapéutica para combatir la patología del Alzheimer. A su vez se presenta un estudio preliminar de otro complejo involucrado en la interacción de FE65 y AICD, aquel formado entre 14-3-3γ con AICD, pudiendo determinar dos posibles sitios de unión. Por otra parte se realizó un breve estudio de un potencial sitio de unión de PTB2 a fosfoinositidos de membrana, interacción que se ha señalado como probable, pero cuyo posible papel en los procesos moleculares de FE65 no ha sido determinado aun.

Orientador: Carlos Roque Duarte Correia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-01T08:19:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fontoura_LuizAntonioMazzini_D.pdf: 6294429 bytes, checksum: 9650e2455ffdca59b7037c2f1f53cb12 (MD5) Previous issue date: 2001 / Doutorado

Orientador: Iris Concepcion Linares de Torriani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-07-28T06:50:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_CristianoLuisPintode_M.pdf: 4272275 bytes, checksum: 878df8c1104bf4abd311278e4baf3a49 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Neste trabalho apresentamos um estudo sobre a potencialidade do método de espalhamento a baixos ângulos para a reconstrução da estrutura tridimensional de partículas em solução. Neste sentido muitas simulações foram realizadas para testar e avaliar os métodos utilizados. Inicialmente apresento a teoria geral de espalhamento a baixos ângulos por partículas. Posteriormente enfatizo a construção de modelos o que permite relacionarmos a forma da partícula a seu espalhamento e a sua curva de distribuição de distâncias (P(r)). Ao final utilizo estes modelos para avaliar métodos ab initio de reconstrução tridimensional de partículas. Com base nesta avaliação pudemos analisar os resultados de sistemas reais compostos por proteínas em solução. Como veremos pelos resultados, a técnica de SAXS é capaz de fornecer informações conclusivas sobre a forma, anisotropia, simetria e mudanças conformacionais das partículas espalhadoras. Dos métodos utilizados, a otimização por simulated annealing somada a utilização de vínculos adequados no algoritmo, forneceu resultados melhores na aproximação da forma das partículas estudadas do que os obtidos por otimização com algoritmo genético. / Abstract: In this work we present a careful study about the potentiality of the small angle scattering technique and the inverse scattering problem ie., the reconstruction of the particle shape directly from the scattering profile. In this way, we made many simulations to test and analyzed various methods. First I show the general scattering theory, emphasizing the scattering from particles. Next I present a model building computing routine that shows the relationship between the scattering profile and the particle shape. Finally, I apply the three-dimensional reconstruction methods to several models in order to evaluate the power of these methods. This calculation served as a basis to analyze real problems like proteins in solution. As we show in the results, the SAXS technique furnishes interesting results like shape, anisotropy, symmetry and conformational changes of the scattering particles. From the ab initio reconstruction methods used, optimization by simulated annealing plus the introduction of adequate constraints gave the best shape approximation when compared to genetic algorithm results. / Mestrado / Física / Mestre em Física