Este trabalho é uma revisão do estado da arte sobre o trincamento sob tensão induzido pelo hidrogênio (TTIH) em aços superdúplex submetidos à proteção catódica. O trabalho propõe um ponto de vista amplo e didático sobre o assunto, abordando questões relevantes tanto para as etapas de projeto, fabricação e inspeção, como também para a fase de operação. Devido à recente ocorrência de algumas falhas em campo, diversos estudos vêm sendo desenvolvidos no intuito de melhor compreender a influência do hidrogênio no comportamento à fratura dos aços superdúplex e, a partir disto, estabelecer critérios e limites de segurança. Atualmente, sabe-se que o TTIH ocorrerá somente se três condições forem estabelecidas: presença de material susceptível, disponibilidade de hidrogênio difusível e nível elevado de tensões. A parte final do trabalho apresenta um estudo de caso no qual é aplicado um dos critérios estabelecidos pela principal entidade regulamentadora no assunto (DNV) e são sugeridas medidas práticas no intuito de garantir a integridade da estrutura em questão. / The present work is a state of the art review regarding the hydrogen induced stress cracking (HISC) in superduplex stainless steels by cathodic protection. The work proposes a didactical approach about the matter, addressing applicable issues for stages of design, manufacturing, inspection and also for the operational life. Due to some recent field failure occurrences, several studies have been developed in order to better understand the hydrogen influence on the superduplex stainless steels fracture behavior and than to establish criteria and limits for safe operation. Currently, it is well known that HISC will occur only if three conditions are met: presence of susceptible material, availability of hydrogen and high stress level. The final part of this work presents a case study in which one of the criteria set by the main regulatory authority regarding HISC (DNV) is applied and then practical actions are suggested to ensure the structure integrity.

Neste trabalho foram estudadas as variáveis comj: Osicionaise estruturais que determinam a resistência ao ESC (ESCR) do HIPS às gorduras, bem como a influência do tipo e do teor de gordura no alimento, da temperatura e da tensão. Para tal, quatro amostras de HIPS comerciais foram submetidas ao ataque químico por alimentos gordurosos, sob diferentes tensões e temperaturas. Os alimentos gordurosos utilizados como agentes químicos foram: margarina de soja e de milho, creme vegetal à base de soja, manteiga, sorvete e uma mistura de azeite de oliva e ácido oleico. Com base no alongamento residual das amostras atacadas quimicamente e na análise de suas respectivas superfícies de fratura, foi proposta uma escala com valores de ESCR.A variação do módulo elástico foi simultaneamente monitorada. Nenhuma das amostras de HIPS testadas apresentou-se completamente apropriadapara o uso em embalagemde alimentosgordurosos. Observou-se que o nível de fragilização das amostras estudadas foi amplamente dependente à temperatura do teste. O início do processo de difusão das gorduras através do material é antecipado pelo aumento da temperatura e também da tensão. As amostras de HIPS apresentaram comportamentos diferenciados quando atacadas a 5 e a 23°C por razão da diferença no coeficiente de expansão térmica entre a borracha e o PS. Em temperaturas mais elevadas, ocorre uma maior compressão da borracha sobre a matriz de PS, contribuindo para a dissipação da tensão Com base nos resultados obtidos, sugere-se que um HIPS indicado para a embalagem de alimentos gordurosos, independentemente da temperatura de aplicação, deve apresentar as seguintes características: (a) tamanho de partícula de borracha próximo a 5 m; (b) massa molar j:Onderal da matriz de PS próxima a 200.000 g/mol; (c) conteúdo de fase gel próximo a 30%, com alto nível de entrecruzamento da borracha e (d) conteúdo de borracha entre 8 e 9%. O tipo de gordura, e não necessariamente a sua quantidade no alimento, foi o fator prej:Onderante para intensificar o ataque químico ao HIPS. As gorduras saturadas foram mais agressivas do que as gorduras mono e polinsaturadas.

A técnica de revestimento duplex combina dois processos: o tratamento de nitretação a plasma da superfície e a deposição de uma camada via PVD. O processo de nitretação a plasma sob condições controladas pode produzir a chamada “fase S” sem a presença de nitretos de cromo, o que confere ao aço tratado maior dureza e melhor resistência à corrosão. Os revestimentos de nitreto de titânio melhoram a dureza superficial do material, porém defeitos e poros podem expor o substrato ao meio. Este trabalho consiste no estudo da resistência à corrosão do aço inoxidável austenítico AISI 316L revestido com camada duplex em meio contendo cloretos. As camadas nitretadas a plasma foram obtidas pelo processo de nitretação iônica e os revestimentos Ti/TiN foram obtidos pelo processo de deposição física de vapor assistida por plasma (PAPVD). Os corpos de prova foram inicialmente avaliados por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e a composição das fases foi identificada por difração de raios-x (DRX). A dureza foi avaliada por nanoidentação e a rugosidade superficial também foi medida. Os testes de resistência à corrosão foram feitos por voltametria cíclica (VC) e os ensaios de corrosão acelerada em câmara de névoa salina. A amostra nitretada a 400°C por 4 horas e mistura gasosa de 5%N2- 95%H2 apresentou o melhor desempenho de resistência à corrosão em meio contendo cloretos. A resistência à corrosão foi associada à estrutura obtida após o tratamento por nitretação a plasma e deposição física de vapores (PVD).

A substituição total de uma articulação de joelho é uma técnica amplamente usada para corrigir os danos irreversíveis na juntas originais, causadas por patologias como osteoartrite e artrite reumatóide. Com o aumento número de pacientes jovens e mais ativos, a evolução na técnica da substituição da articulação total de joelho visando desempenho de longo prazo passa a ser uma demanda crítica. Portanto, na tentativa de evitar as falhas prematuras e prolongar a vida em serviço como um todo, as modificações na bandeja tibial podem produzir erros fundamentais. O design da bandeja tibial é um importante fator, porque a sua fratura pode ocorrer em função de elementos geométricos da mesma, como raios de concordância e cantos vivos. A escolha do material e do processo de fabricação também são importantes. No tocante a rota de fabricação, pode ser visto que as ligas forjadas tem o maior limite de fadiga, se comparado com as obtidas pelo processo de fundição. Entretanto, a combinação das técnicas de desenho assistido por computador (CAD), engenharia assistida por computador (CAE) e manufatura assistida por computador (CAM) podem ser uma solução rápida e barata para alcançar melhores características das bandejas tibiais. Contudo, testes pré-clínicos devem ser executados para garantir que as bandejas tibiais não falharão prematuramente devido à fadiga. As técnicas de metalografia, microdureza e espectrometria foram empregadas neste trabalho com o objetivo de caracterizar metalurgicamente a liga de aço inoxidável atualmente empregada. A rugosidade superficial foi avaliada, assim como o número de ciclos para a iniciação das trincas. Com a utilização do método de elementos finitos, verificou-se o ponto de maior tensão e, aliado ao estudo de fractografia, foi determinado o modo de falha Os resultados indicaram que o material atualmente empregado não está em conformidade com todos os requisitos das normas vigentes, de forma que um material alternativo é sugerido. Com o objetivo de melhorar a resistência à fadiga sem apresentar problemas de ordem clínica, cinco geometrias foram propostas e os resultados da análise de tensões pelo método de elementos finitos indicaram um grande potencial de aumento da vida em fadiga.

Os concretos de alta resistência, produzidos com reduzidas relações água/aglomerante, constituem um avanço que está cada vez mais difundido na engenharia civil, dadas suas características técnicas atraentes, relacionadas aos ganhos em termos de resistência mecânica e durabilidade. No entanto, persistem ainda dúvidas relacionadas ao comportamento deste material frente a elevadas temperaturas. As mesmas derivam da microestrutura muito compacta e da baixa permeabilidade a líquidos e gases destes concretos. Estas características podem conduzir a desplacamentos explosivos sob certas condições térmicas e mecânicas, tais como as vigentes durante o rápido aquecimento do concreto em casos de incêndios. O acréscimo de pressão nos poros, devido à evaporação de água e às tensões geradas pelos gradientes de deformações térmicas, criam condições para a ocorrência destes desplacamentos. Além disto, o material concreto sofre alterações microestruturais consideráveis durante o aquecimento, que acabam influenciando suas propriedades macroestruturais, tais como resistência mecânica e porosidade. Estas alterações apresentam natureza física e química, envolvendo a perda de água, a ocorrência de expansões e/ou contrações térmicas e as modificações no arranjo cristalino de alguns constituintes. A superposição destes efeitos pode reduzir substancialmente a resistência dos elementos estruturais, levando edificações ao colapso. Pesquisas relacionadas ao tema são usualmente voltadas ao monitoramento dos sinais externos de degradação, tais como microfissuras, expansões e desplacamentos Já as alterações físico-químicas da microestrutura do material são menos examinadas, embora sejam as razões primárias do processo de degradação pela exposição ao calor. Nesta pesquisa, analisam-se as alterações microestruturais e as perdas de resistência de pastas, argamassas e concretos em virtude do aquecimento. Avalia-se ainda a eficiência da adição de fibras de polipropileno ao concreto, para controlar os desplacamentos. Os resultados indicam que o fenômeno do desplacamento explosivo realmente inspira cuidados, mas que o emprego das fibras pode minimizar o mesmo, contribuindo para o acréscimo da resistência residual. Ademais, os dados desta pesquisa contribuem para o desenvolvimento de metodologias de projeto mais adequadas às estruturas frente a incêndios. Palavras chave: concreto de alta resistência, desplacamentos, altas temperaturas, incêndio.

O presente trabalho desenvolve a análise qualitativa de carbonetos existentes em um tubo de aço 1,25Cr-0,5Mo envelhecido em condições de fluência em um reformador. A análise é feita mediante difração de raios X utilizando a técnica de pós, XRPD. Para a separação dos precipitados da amostra do aço, recorre-se a um método de dissolução ácida da matriz ferrítica. O método de dissolução ácida permitiu a separação do carboneto M2C da matriz ferrítica, o mesmo foi identificado por difração de raios X. Adicionalmente, comparam-se os dados obtidos experimentalmente com os resultados dos cálculos teóricos de equilíbrio termodinâmico realizados com o aplicativo MT-DATA. É de se esperar que no aço estudado a condição equilíbrio termodinâmico à temperatura de operação do reformador (500-550 °C) tenha sido alcançada, devido a que este permaneceu nesta situação por um período de aproximadamente 34 anos. Os resultados do modelamento termodinâmico realizado com o aplicativo MT-DATA indicam que para a faixa de temperaturas de 500-550ºC as fases em equilíbrio deveriam ser ferrita e o carboneto M23C6. No entanto, a análise experimental por XRPD demonstrou que o carboneto M2C é o único carboneto existente no aço estudado.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Programa de Pós-Graduação em Agronomia, 2016. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2016-06-23T13:51:07Z No. of bitstreams: 1 2016_IsadoraNogueira.pdf: 2959474 bytes, checksum: 7bbc1b9e654b362470c352ce4c547528 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2016-07-30T12:12:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_IsadoraNogueira.pdf: 2959474 bytes, checksum: 7bbc1b9e654b362470c352ce4c547528 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-30T12:12:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_IsadoraNogueira.pdf: 2959474 bytes, checksum: 7bbc1b9e654b362470c352ce4c547528 (MD5) / O cultivo do maracujá tem adquirido grande importância no contexto mundial, sendo que o Brasil ocupa uma posição de destaque como maior produtor e consumidor mundial da fruta. Entretanto, a baixa produtividade e a alta suscetibilidade à doenças são dificuldades enfrentadas por esta cultura, reforçando a necessidade de pesquisas contínuas voltadas para o desenvolvimento de variedades produtivas, com boa qualidade de fruto e resistentes à doenças. O objetivo deste trabalho foi avaliar 10 progênies maracujá azedo, quanto à resistência à bacteriose (Xanthomonas axonopodis pv. passiflorae) e à virose (Cowpea aphid-borne vírus), em casa de vegetação, bem como realizar a avaliação agronômica e de resistência a estas doenças, sob condições de campo, no Distrito Federal. Para a avaliação de resistência à doenças em casa de vegetação, os isolados da bactéria e do vírus foram inoculados mecanicamente, sendo avaliadas a incidência e/ou severidade das doenças nas folhas das plantas. Diferenças entre as progênies foram encontradas quanto à incidência e à severidade das doenças, sendo que Rosa Intenso, MSCA e EC3- 0 destacaram-se como as progênies com menor severidade da virose. Apenas a progênie MAR 20#24 pl. 2 foi classificada como suscetível à virose enquanto as demais progênies foram classificadas como moderadamente resistentes. Gigante Amarelo pl. 1, Rosa Intenso e MAR20#24 pl. 2 apresentaram as menores severidades e incidências de bacteriose, mas apenas Rosa Intenso foi classificada como moderadamente suscetível. As demais progênies foram consideradas suscetíveis à bacteriose. A avaliação agronômica considerou a produtividade estimada (kg/ha), número total de frutos por hectare, e a classificação dos frutos quanto ao diâmetro equatorial em cinco categorias. Nas análises físicas, foram determinadas as massas do fruto, da polpa e da casca (g), o comprimento e o diâmetro do fruto (mm), rendimento de polpa (%), espessura da casca (mm) e nº de sementes de 5 frutos de cada parcela. Para a avaliação da reação das progênies quanto à resistência à bacteriose e à virose no campo, foram realizadas análises nos frutos (bacteriose) e nas folhas (virose). ECL-7, Gigante Amarelo pl. 1 e MAR 20#41 destacaram-se como as progênies com maiores produtividades totais estimadas e maiores números de frutos. MSCA, Gigante Amarelo pl. 1 e MAR 20#41 mostraram as maiores produtividades de frutos destinados à indústria (primeira e 1B) enquanto MAR 20#21 obteve maior produtividade de frutos destinados ao consumo in natura (1A e 2A). Todas as progênies avaliadas em campo mostraram-se moderadamente suscetíveis à virose, sendo que MAR 20#21 e Gigante Amarelo pl. 1 apresentaram menor incidência e severidade da doença, respectivamente. Para a bacteriose, as progênies Rosa Intenso e MSCA obtiveram as menores incidência e severidade, respectivamente. Cinco progênies foram classificadas como resistentes e as outras 5, como moderadamente suscetíveis. EC3-0 destacou-se como a progênie com maior comprimento de fruto e MAR 20#21, como a de maior rendimento de polpa. ECL-7 obteve os menores valores de comprimento de fruto, rendimento de polpa e massas de fruto, polpa e casca. Foram observadas correlações positivas entre a severidade e a incidência de cada doença e entre as características: produção total/ número total de frutos e quilogramas por hectare; número de frutos por planta e número de frutos por hectare. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Passion fruit cultivation has acquired great importance in the global market, and Brazil stands out as the largest passion fruit producer and consumer in the world. However, low fruit yield and high disease susceptibility are some of the major issues faced by passion fruit crop, supporting the need of continuous studies focused on the development of high yield varieties, with good fruit quality, and disease resistance. The objective of this study was to evaluate 10 progenies of sour passion fruit regarding their resistance to the bacterial spot disease (Xanthomonas axonopodis pv. passiflorae) and to the passion fruit woodiness virus disease (PWD) (Cowpea aphid-borne mosaic virus - CABMV), under greenhouse conditions, as well as to perform agronomic and disease resistance evaluations, under field conditions, at Distrito Federal. For greenhouse disease evaluations, bacteria and virus isolates were mechanically inoculated in the leaves, which were used for disease incidence and severity assessments. Differences between progenies were found for diseases incidence and severity. Rosa Intenso, MSCA, and EC3-0 stood out as the progenies with lowest PWD severity. MAR 20#24 pl. 2 was the only progeny classified as susceptible to PWD whereas the remaining progenies were classified as moderately resistant. Gigante Amarelo pl. 1, Rosa Intenso, and MAR20#24 pl. 2 presented the lowest bacterial spot severity and incidence. However, only Rosa Intenso was classified as moderately susceptible. The remaining progenies were considered susceptible to the bacterial spot disease under the tested conditions. The agronomic evaluation assessed the estimated yield (kg/ha), total number of fruits per hectare, and fruit classification into five categories based on their equatorial diameter. Physical analyses consisted on the evaluation of fruit, pulp, and peel masses (g), fruit length and diameter (mm), fruit length/diameter ratio, pulp yield (%), peel thickness (mm), and number of seeds from 5 fruits per parcel. For progenies disease reaction evaluation, fruits (bacterial spot) and leaves (PWD) were analysed for disease incidence and severity. ECL-7, Gigante Amarelo pl. 1, and MAR 20#41 stood out as the progenies with greatest total estimated yields and fruit numbers. MSCA, Gigante Amarelo pl. 1, and MAR 20#41 showed the greatest yields for fruits destined to industry (types first and 1B), whereas MAR 20#21 revealed the highest yield for fruits destined to in natura consumption (1A and 2A). All progenies evaluated under field conditions were considered moderately susceptible to PWD. MAR 20#21 and Gigante Amarelo pl. 1 presented the lowest disease incidence and severity, respectively. For bacterial spot, progenies Rosa Intenso and MSCA showed the lowest disease incidence and severity, respectively. Five progenies were classified as resistant and the remaining progenies were classified as moderately susceptible. EC3-0 was the progeny with greatest fruit length and MAR 20#21 was the progeny with greatest pulp yield. ECL-7 exhibited the lowest fruit length, pulp yield, and fruit, pulp, and peel masses. Positive correlations were found between incidence and severity from each disease as well as between the following traits: total production/total number of fruits and kilograms per hectare; number of fruit per plant and number of fruit per hectare.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-12-12T14:49:13Z No. of bitstreams: 1 2016_ManuelAlejandroRojasManzano.pdf: 26296011 bytes, checksum: 3458f841bb2439b8148b7104f59d6a09 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-01-10T17:27:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_ManuelAlejandroRojasManzano.pdf: 26296011 bytes, checksum: 3458f841bb2439b8148b7104f59d6a09 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-10T17:27:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_ManuelAlejandroRojasManzano.pdf: 26296011 bytes, checksum: 3458f841bb2439b8148b7104f59d6a09 (MD5) / Uma das estratégias que vem sendo estudada nos últimos anos, para mitigar a retração autógena de concretos de alta resistência (CARs), é a utilização de Polímeros Superabsorventes (PSAs), como agentes incorporadores de água de cura interna. Entretanto, diante das lacunas existentes no meio científico sobre os efeitos causados por esses polímeros nas propriedades dos materiais cimentícios de alta resistência mais pesquisas precisam ser realizadas. Neste sentido, esse trabalho, desenvolvido em três partes, trata da investigação experimental do efeito da adição de PSAs em pastas de cimento e também em microconcretos. Na primeira parte, foi realizada a caracterização dos quatro polímeros superabsorventes estudados que deu suporte para que, na segunda parte, fossem avaliadas as pastas de cimento contendo PSAs, por meio de um estudo reológico, ao longo do tempo, utilizando a técnica de reometria rotacional de placas paralelas, análise que foi complementada com a calorimetria de condução isotérmica. A influência da adição de PSA foi avaliada pela análise comparativa da microestrutura de pastas de cimento e sílica ativa, utilizando técnicas como: difração de raios-X, análise térmica, porosimetria por intrusão de mercúrio e microscopia eletrônica de varredura. Na terceira e última parte do programa experimental foi investigado o comportamento de microconcretos modificados com PSA, no tocante ao tempo zero, a propriedades no estado fresco, à retração autógena e a propriedades mecânicas, elásticas e relacionadas à durabilidade. O método de espalhamento de argamassa mostrou-se eficiente e simples para se determinar a principal propriedade do PSA para uso em materiais cimentícios que é a sua a capacidade de absorção de água nesse meio. Os resultados do estudo reológico indicam que a incorporação de água de cura interna, usando o PSA, influencia levemente a viscosidade das pastas de cimento, porém, a magnitude do efeito na tensão de escoamento depende das propriedades dos polímeros, sobretudo, da capacidade de retenção de líquido no tempo. A análise da microestrutura revelou que a adição de PSA modifica a porosidade da pasta de cimento e sílica ativa, pela densificação da matriz cimentícia, porém, com o aumento do volume total de poros. A metodologia do pulso ultrassônico mostrou-se precisa para balizar o início da determinação experimental da retração autógena. A calorimetria de condução isotérmica nas pastas mostrou que a água de cura interna, adicionada à mistura usando o polímero, participa das reações de hidratação. Dessa forma, a análise comparativa do efeito do PSA nas diversas propriedades no estado endurecido dos microconcretos deve ser feita em relação à mistura de referência contendo a mesma relação a/ctotal do traço modificado com polímero. Com essa abordagem sugerida nessa pesquisa o PSA é uma estratégia promissora pois, dependendo do teor adicionado, mitiga, ou mesmo elimina, a retração autógena nos microconcretos, sem prejuízo nas propriedades mecânicas e elásticas. __________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / One strategy that has been studied in recent years to mitigate autogenous shrinkage of high strength concrete (HSC), is the use of superabsorbent polymers (SAP) as entraining agents of internal water curing. However, given the gaps in the scientific community about the effects caused by these polymers on the properties of high strength cementitious materials more research needs to be conducted. This study was conducted in three parts and discusses the experimental investigation of the addition effect of SAP in cement pastes and also in fine-grained concrete. The first part was conducted to characterize the four superabsorbent polymers studied, in the second part cement pastes containing PSAs were evaluated through a rheological study, over time, using rotational rheometry technique of parallel plates, the analysis was complemented by isothermal conduction calorimetry. The influence of the addition of SAP was evaluated by microstructure comparative analysis of cement pastes with sílica fume, using techniques such as X-ray diffraction, thermal analysis, mercury intrusion porosimetry and scanning electron microscopy. In the third part of the experimental program was investigated the behavior of fine-grained concretes modified with PSA, with respect to time zero, the properties in the fresh state, the autogenous shrinkage and mechanical, elastic and durability properties. The slump flow method proved to be efficient and simple to determine the main property of SAP for use in cementitious materials is their water absorption capacity in this environment. The slump flow test proved to be efficient and simple to determine the water absorption capacity, main property of SAP for use in cementitious materials. The results of the rheological study indicate that the internal curing water incorporation with SAP, slightly influences the viscosity of the cement pastes. However, the magnitude of the effect on yield stress depends on the properties of polymers, particularly of retention capacity liquid time. The microstructure analysis revealed that the addition of SAP modifies the porosity of the cement paste with silica fume, by densification of the cementitious matrix, but with the increase in the total pore volume. The ultrasonic pulse methodology proved to be accurate to mark the beginning of the experimental determination of autogenous shrinkage. The isothermal conduction calorimetry in the pastes showed that internal curing water added to the mixture using the polymer, participates of the hydration reactions. Thus, the comparative analysis of the effect of SAP on hardened state properties of fine-grained concretes should be made with respect to the reference mixture containing the same w/ctotal ratio of concrete modified with polymer. With this approach, the SAP is a promising strategy because, depending on the added content, mitigates or even eliminates the autogenous shrinkage on fine-grained concretes, without prejudice to the mechanical and elastic properties.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Medicina, Pós-Graduação em Patologia Molecular, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2017-02-07T15:24:34Z No. of bitstreams: 1 2016_LuzNoemíIrazazabal_Parcial.pdf: 4027818 bytes, checksum: a4a17fcf76040cb0870aeda98cdf7b92 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-04-12T20:58:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_LuzNoemíIrazazabal_Parcial.pdf: 4027818 bytes, checksum: a4a17fcf76040cb0870aeda98cdf7b92 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-12T20:58:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_LuzNoemíIrazazabal_Parcial.pdf: 4027818 bytes, checksum: a4a17fcf76040cb0870aeda98cdf7b92 (MD5) / As infecçõesrelacionadas à assistência à saúde e o surgimento de cepas bacterianas resistentes aos antibióticos de uso convencional, representam um dos principais problemas de saúde pública. Neste contexto, os peptídeos antimicrobianos (AMPs) têm sido considerados como uma potencial nova classe de compostos antimicrobianos. Objetivando a geração de novos agentes antimicrobianos potentes e não tóxicos, com potencial terapêutico, estratégias de desenho racional podem ser utilizadas para otimizar AMPs existentes ou para produzir novos AMPs com caraterísticas desejáveis. Nesta perspectiva, foi utilizada uma abordagem racional para gerar três peptídeos sintéticos ([I5, R8] MP, EcDBS1R6 e PaDBS1R1) e avaliar suas propriedades estruturais e funcionais. Mediante a determinação da concentração mínima inibitória (CMI), observou-se que todos os peptídeos mostraram atividade contra bactérias Gram-negativas (CMI = 1,5 – 12,5 μM) e Grampositivas (CMI = 3,125 – 50 μM). Apenas [I5, R8] MP apresentou atividade antifúngica contra Candida albicans com um valor de CMI baixo (12,5 μM). A determinação da concentração de peptídeo capaz de reduzir em 50% a viabilidade celular, revelou baixa ou nula atividade hemolítica (LC50 > 200 μM para os peptídeos [I5, R8] MP e EcDBS1R1; LC50 = 50 μM para PaDBS1R1), e ausência de citotoxicidade frente a células renais embrionárias humanas HEK-293 (LC50 ~ 111 – 143 μM). A cinética da atividade bactericida revelou uma rápida ação bactericida de PaDBS1R1 e [I5, R8] MP frente a E. coli (< 5 e 15 min, respectivamente) e moderada frente a S. aureus (30 e 45 min, respectivamente). No caso de EcDBS1R1, observou-se rápido efeito bactericida para ambas espécies bacterianas (15 min). Os ensaios de permeabilização e despolarização combinados às imagens de microscopia eletrônica de varredura com fonte de emissão de campo (MEV-FEG), indicaram que os peptídeos podem ser capazes de alterar a integridade da membrana bacteriana por meio de um mecanismo membranolítico. A análise da estrutura dos peptídeos por espectroscopia de dicroísmo circular e ressonância magnética nuclear, bem como a simulação por dinâmica molecular in silico em ambiente de membrana, revelou uma conformação α-hélice anfipática. Em conclusão, os resultados indicam que a avaliação estrutural e funcional dos AMPs sintéticos racionalmente desenhados, representa uma estratégia promissora para o desenvolvimento de novos agentes antimicrobianos como uma nova classe de fármacos com vista a abordar a problemática da resistência aos antibióticos. / Antimicrobial peptides (AMPs) have been considered as a potential novel class of antimicrobial compounds. In order to generate new potent and non-toxic antimicrobial agents, rational design strategies may be employed. In this view, we used a computational method to design three synthetic AMPs ([I5, R8] MP, EcDBS1R6 and PaDBS1R1). By determining the minimum inhibitory concentration, we found that all the peptides were active against Gram-negative and -positive bacteria. Only [I5, R8] MP was found to display antifungal activity. The determination of the peptide concentration producing 50% of cell lysis revealed low or no hemolytic activity, with no cytotoxicity towards human embryonic kidney cells HEK-293. During time-kill assays more rapid bactericidal effects were observed for PaDBS1R1 and [I5, R8] MP against E. coli compared to S. aureus. For the peptide EcDBS1R6, identical killing curves were obtained for both bacterial strains. Membrane permeabilization and depolarization studies combined with field emission gun scanning electron microscopy (SEM-FEG) revealed that a membranolytic mechanism occurs for these peptides. When analyzed by circular dichroism and nuclear magnetic resonance microscopy or by molecular dynamics simulations during interaction with a membrane model, peptides were shown to adopt an amphipathic alpha-helical conformation. In conclusion, our results indicate that the structural and functional evaluation of rationally designed synthetic AMPs represents a promising strategy for the development of potent novel antimicrobial agents. / Les peptides antimicrobiens sont considérés comme une nouvelle classe prometteuse d’agents anti-infectieux. Afin de développer de nouveaux agents efficaces et non toxiques, des stratégies de conception rationnelle peuvent être utilisées. Dans cette perspective, nous avons utilisé une approche computationnelle pour concevoir trois peptides synthétiques ([I5, R8] MP, EcDBS1R6 et PaDBS1R1). En déterminant la concentration minimale inhibitrice, nous avons montré que tous les peptides sont actifs contre les bactéries Gram-négatif et -positif. Seul [I5, R8] MP a montré une activité antifongique. La mesure de la concentration de peptide provoquant 50 % de mortalité cellulaire a permis de montrer que les peptides étaient faiblement ou non hémolytiques, sans toxicité vis-à-vis des cellules embryonnaires rénales humaines HEK-293. La cinétique bactéricide a révélé que PaDBS1R1 et [I5, R8] MP tuent rapidement E. coli en comparaison à S. aureus et que EcDBS1R6 élimine rapidement les deux souches. Des études de perméabilisation et de dépolarisation combinées à de la microscopie électronique à haute résolution (FEG-SEM) ont montré un mécanisme membranolytique des peptides. L’analyse de la structure des peptides par spectroscopie de dichroïsme circulaire et résonance magnétique nucléaire, ainsi que par modélisation moléculaire lors de leur interaction avec une membrane modèle, révèle une conformation en hélice alpha amphipatique. En conclusion, notre étude indique que l’évaluation structurale et fonctionnelle de peptides antimicrobiens synthétiques conçus de manière rationnelle représente une stratégie prometteuse pour le développement de nouveaux agents antimicrobiens.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Fitopatologia, Programa de Pós-Graduação em Fitopatologia, 2015. / Submitted by Tania Milca Carvalho Malheiros (tania@bce.unb.br) on 2015-10-28T11:37:29Z No. of bitstreams: 1 2015_EdrianaAraújodeLima.pdf: 12394907 bytes, checksum: 08e13d707036eafb1975e0d5e9aca956 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2015-11-12T14:19:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_EdrianaAraújodeLima.pdf: 12394907 bytes, checksum: 08e13d707036eafb1975e0d5e9aca956 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-12T14:19:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_EdrianaAraújodeLima.pdf: 12394907 bytes, checksum: 08e13d707036eafb1975e0d5e9aca956 (MD5) / O cafeeiro é uma das culturas mais importantes para o Brasil, sendo fonte de divisas para os países tropicais produtores. Das mais de 90 espécies do gênero Coffea, C. arabica e C. canephora são as espécies cultivadas comercialmente. Os grãos de C. arabica são mais consumidos e apreciados no mundo, mas C. canephora possui uma parte importante do mercado no que se refere à produção de café solúvel e blends com C. arabica, além de ser fonte de resistência a patógenos como os nematoides das galhas. Espécies do gênero Meloidogyne constituem um dos mais importantes fitopatógenos por sua polifagia, causando danos e perdas consideráveis em culturas importantes, como o cafeeiro. Cultivares de C. canephora têm sido usadas como porta enxertos para C. arabica e, programas de melhoramento vem produzindo plantas que podem ser promissoras no controle desse patógeno. No entanto, até o presente momento, esses genótipos foram resistentes a uma ou duas espécies de Meloidogyne. Os objetivos desse trabalho foram: buscar fontes de resistência às populações de Meloidogyne em clones de C. canephora desenvolvidos pelo Instituto Capixaba de Pesquisa e Extensão Rural (INCAPER); observar os possíveis mecanismos de resistência envolvidos e também quais genes poderiam ser candidatos à resistência. No primeiro instante, clones de C. canephora população Conilon foram avaliados quanto à resistência a seis populações de Meloidogyne. Nesse primeiro ensaio, descobriu-se que o clone 14, já previamente avaliado como tolerante a seca, foi resistente a todas as populações testadas do patógeno. Por meio de histopatologia, observou-se no clone 14 inoculado com M. paranaensis e M. incognita, através da histopatologia, morte celular e reação de hipersensibilidade tanto no período inicial de infecção do patógeno, quanto nos dias finais da observação, nas células ao redor dos poucos nematoides que conseguiram iniciar o sítio de alimentação. Não houve desenvolvimento do nematoide nem produção de ovos observados através da microscopia e a penetração dos juvenis também foi sensivelmente menor no clone 14 resistente quando comparado aos cafeeiros suscetíveis. Não houve diferença na reação de resistência da planta entre as duas espécies/populações de nematoides das galhas usadas no estudo da histopatologia. Raízes do clone 14 e do padrão de suscetibilidade clone 22, foram inoculadas com M. paranaensis e retiradas nos mesmos moldes do ensaio de histopatologia, para a extração de RNA e produção de cDNA para serem utilizados no sequenciamento e qPCR, respectivamente. Foi observada diferença na expressão de genes de resistência, genes relacionados à produção de lignina, cisteína protease e inibidor de cisteína protease e no hits, dentre outros, entre os clones resistente e suscetível. No caso da cisteína protease e lignina-forming, a expressão foi 3.000 e 6.000 vezes maior no clone resistente que no clone suscetível a M. paranaensis nos dias finais do ciclo do nematoide, coincidindo com o período de intensa morte celular e reação de hipersensibilidade na raiz do clone 14. Os resultados demonstraram que o clone 14 pode ser importante fonte de genes relacionados com a resistência à Meloidogyne spp. e que esses genes devem ser estudados mais profundamente no futuro a fim de obter maior conhecimento sobre os mecanismos moleculares envolvidos no processo de resistência aos nematoides das galhas e os possíveis pontos de intersecção entre os estresses bióticos e abióticos. __________________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Coffee is one of the most important crops in Brazil and worldwide, a source of income for tropical countries that produce it. Among more than 90 species of the genus Coffea, C. arabica and C. canephora are the only commercially cultivated ones. Coffea arabica grains are more appreciated and consumed worldwide, but C. canephora has an important share of the market regarding soluble coffee and C. arabica blends production. It is also a source of resistance to coffee pathogens, such as root-knot nematodes. Meloidogyne species are some of the most important phytopathogens, due to their polyphagic habits, and cause considerable damage and loss in several major crops alongside coffee. Coffea canephora cultivars have been used as rootstocks for C. arabica and breeding programs have produced promising plants to control these pathogens. However, to date, these genotypes were resistant to only one or two species of Meloidogyne. The goals of the present study were to search for sources of resistance to Meloidogyne populations in C. canephora clones developed by the “Instituto Capixaba de Pesquisa e Extensão Rural” (INCAPER) and observe possible resistance mechanisms involved in and which genes could be candidates to resistance. Initially, clones of C. canephora, Conilon population, were evaluated for resistance and susceptibility to six Meloidogyne populations. In this first experiment, it was found that clone 14, previously reported as drought tolerant, was resistant to all six tested pathogen populations. Histopathology studies in roots of clone 14 plants, inoculated with M. incognita and M. paranaensis, evidenced cell death and hypersensibility reactions, both during initial and final days of infection, in cells around the few nematodes that induced feeding sites. Microscopy showed no nematode development or production of eggs, and penetration of juveniles was also significantly lower in the resistant clone 14 when compared to susceptible trees. There was no significant difference in the plant resistance reaction observed between the two Meloidogyne species used in histopathology studies. Roots of clone 14 and of the pattern of susceptibility, clone 22, were inoculated with M. paranaensis and collected, as in the histopathology assay, for RNA extraction (sequencing) and production of cDNA (qPCR). Differences were observed between both clones in the expression of genes related to resistance and lignin production, cysteine proteases, cysteine protease inhibitors and no hits, among others. Gene overexpression went 3.000 and 6.000 times higher for cysteine proteases and lignin formation, respectively, in resistant clones when compared to the susceptible ones when inoculated with M. paranaensis, in the final days of the nematode life cycle. It was coincident with intense cell death and hypersensibility reaction periods observed in roots of clone 14 plants. Results show that clone 14 may be an important source of genes related to resistance to Meloidogyne spp. and those should be further studied to understand more accurately the molecular mechanisms involved in resistance to root-knot nematodes and possible points of intersection between biotic and abiotic stresses.