Diss. (sammanfattning) Uppsala : Uppsala universitet, 2005. / Härtill 4 uppsatser.

Thesis (Ph.D.)--University of Delaware, 2008. / Principal faculty advisors: Eric W. Kaler, College of Engineering; and Abraham M. Lenhoff, Dept. of Chemical Engineering. Includes bibliographical references.

Thesis (Ph. D.)--University of Hong Kong, 2009. / Includes bibliographical references (p. 181-216) Also available in print.

Thesis (Ph. D.)--University of Washington, 2000. / Vita. Includes bibliographical references (leaves 96-111).

Thesis (Ph.D.)--University of California, San Francisco, 2004. / Includes bibliographical references. Also available online.

Thesis (Ph. D.)--Washington State University, December 2006. / Includes bibliographical references.

Thesis (Ph.D.)--University of Delaware, 2007. / Principal faculty advisor: Anne Skaja Robinson, Dept. of Chemical Engineering. Includes bibliographical references.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-02-21Bitstream added on 2014-06-13T20:53:30Z : No. of bitstreams: 1 beig_fb_me_rcla.pdf: 924598 bytes, checksum: 14e39e31f1f38a8a350df76ebbf91a48 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Estudamos o enovelamento de proteínas através da termodinâmica de uma cadeia heteropolimérica. Para isso, adaptamos um método de Monte Carlo introduzido por Wang e Landau para o estudo de transições de fase em sistemas magnéticos para estudarmos a mecânica estatística dessa cadeia. Trata-se de um método que se vale do passeio randômico no espaço de energias para determinação da densidade de estados acessíveis à cadeia e com ela determinar grandezas termodinâmicas do sistema em estudo. Para obtermos essa densidade de estados, adotamos modelos de rede para gerarmos todas as conformações geométricas possíveis de uma cadeia de 27 monômeros em uma rede cúbica. Estudamos várias seqüências de monômeros adotando os modelos de rede mais relevantes utilizados para a investigação do enovelamento de proteínas tais como o modelo HP e modelos mais elaborados que utilizam as interações de Miyazawa-Jernigan entre monômeros. Calculamos diversas grandezas termodinâmicas essenciais para a compreensão do enovelamento de proteínas e com isso mostramos a eficiência do método Wang-Landau. / We studied the protein folding through investigating the thermodynamics of a hetero-polymeric chain. For this purpose, a Monte Carlo method introduced by Wang and Landau to study the phase transitions in magnetic systems, was adapted to investigate the statistical mechanics of this chain. The method is based on the random walk in the energy space to determine the density of states of the chain and important thermodynamics quantities. For this purpose, we adopted the lattice model and generate all geometric conformations of a 27-monomer chain in a cubic lattice. We studied several sequences of monomers adopting the most relevant lattice models, such as the HP model and more elaborated models considering the Miyazawa-Jernigan interactions. We computed several thermodynamics quantities to help us to understand the protein folding and show the efficiency of the Wang-Landau method.

Resumo: A difusão desempenha um papel importante na cinética de eno-velamento de proteínas. Nessa tese, desenvolvemos métodos analíticos e computacionais para o estudo do coeficiente de difusão dependente da posi-ção e do tempo. Para estes estudos, utilizou-se sobretudo o modelo baseado na estrutura (modelo G¯o) via simulação computacional da representação em carbonos alfa. Investigou-se o efeito da difusão no enovelamento da proteína cold-shock (TmCSP). Encontrou-se que o efeito temporal da difusão leva a cinéticas não-exponenciais e a estatística não-poissônica da distribuição de tempos de enovelamento. Com relação a dependência com a posição, o coeficiente de difusão revelou ter um comportamento não-monotônico que foi compreendido pela análise dos valores- e da entropia residual no estado nativo. Para uma versão frustrada do modelo, encontrou-se que um baixo nível de frustração energética aumenta a difusão no estado nativo e torna o estado de transição mais homogêneo. Esses resultados corroboram com experimentos recentes de fluorescência de uma única molécula. Esse trabalho também propõe um método para a determinação da superfície de energia de enovelamento de proteína. A partir da caracterização da superfície de energia, definimos a quantidade (LD - Landscape Descriptor) que mostrou uma forte correlação entre a cinética e a termodinâmica de uma dezena de proteínas globulares, tornando-se um método útil para classificar proteínas / Abstract: Diffusion plays an important role in protein folding kinetics. In this thesis we developed analytical and computational methods in order to study the diffusion coefficient dependent on position and time. For these studies we used mainly the structure-based model (G¯o model) via computer simulation of the alpha-carbon representation. We investigated the effect of diffusion in the folding of the cold-shock protein (TmCSP). We found that the time dependence on diffusion leads to non-exponential kinetics and non-Poisson statistics of folding time distribution. With respect to the position dependence, the diffusion coefficient reveled a non-monotonic behavior that was understood by analyzing the -values and the residual entropy in the native state. For a frustrated version of the model, we found that a low level of frustration energy stabilizes and increases the diffusion in the native state and the transition state becomes more homogeneous. These results are supported by recent single-molecule fluorescence experiments. This work also proposes a method to determine the protein folding energy landscape. With the energy landscape characterized, we defined the quantity (LD - Landscape Descriptor) which showed a strong correlation between kinetics and thermodynamics of a dozen globular proteins making it a useful method to classify proteins / Orientador: Vitor Barbanti Pereira Leite / Coorientador: Jorge Chahine / Banca: Antônio Francisco Pereira de Araújo / Banca: Nelson Augusto Alves / Banca: Luis Paulo Barbour Scott / Banca: José Roberto Ruggiero / Doutor

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