Na primeira parte desta dissertação, nos concentramos na utilização de uma abordagem baseada na remoção oxidativa controlada de sementes/núcleos promovida pela adição de HCl na síntese poliol de nanofios de prata (Ag). Isto possibilitou um controle fino sobre a espessura dos nanofios gerados na faixa de de 65 a 765 nm, no qual as larguras obtidos apresentaram um aumento linear em função do aumento na concentração de HCl utilizado na reacção. Embora a largura também se mostrou dependente de outros parâmetros experimentais, tais como a concentração de AgNO3 e polivinilpirrolidona (PVP) e temperatura, remoção oxidativa promovida por HCl possibilitou o controle sobre uma faixa de tamanhos mais ampla. Também investigamos as propriedades ópticas dos nanofios de Ag em função do seu tamanho e sua aplicabilidade como substratos para detecção atraves do fenômeno de espalhamento Raman intensificado por superfície (SERS). Na segunda parte deste trabalho, nanotubos de Ag-Au, Ag-Pt e Ag-Pd contendo morfologias de superfície controladas foram obtidos através da reação de substituicão galvânica entre os nanofios de Ag e íons AuCl4-, PtCl62-, e PdCl42-, respectivamente. Nesse caso, superfícies lisas foram obtidas a 100 oC enquanto superfícies rugosas foram observadas a temperatura ambiente. Mostramos ainda que superfícies lisas também puderam ser obtidas usando-se uma solução saturada de NaCl como solvente durante a reação galvânica. Na terceira parte deste trabalho, investigamos o efeito da excitação da ressonância plasmônica de superfície (SPR) nos nanofios de Ag sobre a atividade catalítica frente a redução do 4-nitrofenol. Contudo, nossos resultados mostraram um queda da atividade catalítica pela excitação SPR, mostrando que a excitação do SPR também pode levar a efeitos detrimentais sobre a atividade catalítica dependendo do mecanismo de reação estudado e natureza de intermediários na etapa determinante da velocidade de reação. Como as propriedades de nanoestruturas metálicas são fortemente dependentes de tamanho, forma e composição, acreditamos que os resultados apresentados aqui relatados podem ter implicações importantes para o design de nanomateriais unidimensionais com características/propriedades desejadas para aplicações em diversas áreas, incluindo óptica e catalise. / In the first part of this thesis, we focused on the utilization of an approach based on controlled oxidative etching for the removal of seeds/nuclei promoted by the addition of HCl in the polyol synthesis of silver nanowires (Ag). This allowed a precise control over the width of the Ag nanowires in the 65-765 nm range. In this case, the widths showed a linear increase with the HCl concentration employed in the reaction. While the width was also dependent on other experimental parameters such as the concentration of AgNO3 and polyvinylpyrrolidone (PVP) as well as the temperature, oxidative etching promoted by HCl enabled the control over a wider range of sizes. We also investigated the optical properties of Ag nanowires as a function of their size and their applications as substrates for surface enhanced Raman scattering (SERS). In the second part of this work, Ag-Au, Ag-Pt, and Ag-Pd nanotubes displaying controlled surface morphologies were obtained by galvanic replacement reaction between the Ag nanowires and AuCl4-, PtCl62-, e PdCl42- ions, respectively. In this case, while smooth surfaces were obtained at 100 °C, rough surfaces were observed at room temperature. We also showed that smooth surfaces could be obtained by using a saturated solution of NaCl as the solvent during the galvanic reaction. Finally, in the third part of this study, we investigated the effect of surface plasmon resonance (SPR) excitation on Ag nanowires over the catalytic activity towards the 4-nitrophenol reduction. However, our results indicated a drop in catalytic activity with SPR excitation, showing that the SPR excitation can also lead to detrimental effects on the catalytic activity depending on the nature of the chemical reaction mechanism and intermediates in the rate-determining step of the reaction. As properties in metallic nanostructures are strongly dependent on size, shape and composition, we believe that the results reported here may have important implications for the design of one-dimensional nanomaterials design with desired features/properties for applications in various fields that include optics and catalysis.

Sementes das plantas pertencentes à família Leguminosae são excelentes fontes de inibidores de proteases. O gênero Acacia é um dos membros mais importantes deste grupo. Neste trabalho, foram descritos novos inibidores de proteases das sementes de Acacia plumosa Lowe. A partir do extrato salino das sementes maduras, os inibidores foram purificados por cromatografia de exclusão molecular em coluna Superdex-75 (equilibrada e eluída com PBS) e cromatografia de troca iônica em coluna Mono-S, equilibrada e eluída com o tampão Acetato de Sódio 50 mM (pH 5.0) num gradiente linear de \'NA\'\'CL\' 0-0.5 M. Quatro frações (eluídas por volta de 0.1 8, 0.22, 0.33 e 0.37 M de \'NA\'\'CL\') apresentaram atividade anticoagulante e ação inibitória sobre serinoproteases, estas frações foram denominadas ApTIA, ApTIB, ApTIC e ApTID, respectivamente. Em condições nativas, a espectrometria de massas mostrou as massas moleculares de três deles (A, B e C): 19.709; 19.869 e 20.378 Dáltons, enquanto que em SDS-PAGE na presença de \'beta\'-mercaptoethanol, foram observadas duas cadeias para cada um dos inibidores. A análise dos primeiros 10 resíduos de aminoácidos da região N-Terminal das duas cadeias das formas A, B, C revelou identidade com inibidores do tipo Kunitz, e também mostrou dois resíduos diferentes na ApTIC, em relação as formas A e B. Estes dados levam a interpretação de que estes inibidores são diferentes isoformas encontradas nesta semente. O espectro de dicroísmo circular foram compatíveis com proteínas que majoritariamente apresentam elementos- β e não-ordenados em sua estrutura, apresentando máximos positivos por volta de 230 nm e mínimos em 202 nm. Os três isoinibidores foram muito estáveis em pHs ácidos e alcalinos, e suas estruturas foram afetadas somente acima de 75oC. As constantes de associação (KA) e de dissociação(KD) determinadas por SPR (num sistema BIACORE) com enzimas proteolíticas indicaram que a afinidade destes inibidores por tripsina foi até 20 vezes maior que para quimotripsina (tripsina: KA2.57x109 M-1 e quimotripsina: KA 1.34x108M-1), e o complexo tripsina-inibidor mostrou maior estabilidade (tripsina: KD por volta de 0,5 nM e quimotripsina: 6 nM). Estes inibidores também apresentaram ação inibitória sobre o crescimento dos fungos Aspergillus niger, Thielaviopsis paradoxa, Colletotrichum sp P10 e Fusarium moniliforme, mostrando que provavelmente a inibição de suas serinoproteases possa ser um mecanismo de controle das suas proliferações. / Seeds of plants belonging to Leguminosae family are rich sources of protease inhibitors. The Acacia genus is one of the most important members of this group. In this work, novel protease inhibitors from Acacia plumose Lowe seeds have been described. From the saline extract of mature seeds, the inhibitors were purified by size exclusion chromatography on Superdex-75 column (equilibrated and eluted with PBS) and ionic exchange chromatography on Mono-S column, equilibrated and eluted with Sodium Acetate 50 mM (pH 5.0) in a linear gradient of NaCl 0-0.5M. Four fractions (eluted around 0.18, 0.22, 0.33 and 0.37 M of NaCl) presented anticoagulant activity and inhibitory action on serineprotease, these fractions were denoted ApTIA, ApTIB, ApTIC and ApTID, respectively. In native conditions, mass spectrometry showed the molecular weights of three of them (A, B and C): 19,709; 19,869 and 20,378 Daltons, while in SDS-PAGE in ?-mercaptoethanol presence, two chains for each inhibitor were observed. The N-terminal analysis of the first 10 amino acid residues of both chains of the isoforms A, B, and C revealed identity with Kunitz protease inhibitors and also showed two different residues in ApTIC, comparing with A and B isoforms. These data indicate that the inhibitors are different isoforms present in this seeds. The circular dichroism spectra were compatible with proteins that majority present unordered and beta-elements in these structures, presenting positive maxima around 230 nm and minima about 202 nm. The three isonhibitors were very stable at acids and alkalines pH, and their structures are only affected over 75ºC. The association (KA) and dissociation constants (KD) determined by SPR (BIACORE system) with proteolytic enzymes indicated that the affinity of these inhibitors for trypsin was up to 20 times bigger than for chymotrypsin (trypsin: KA 2.57x109 M-1 and chymotrypsin: KA 1.37x108 M-1), and the complex inhibitor-trypsin showed higher stability (trypsin: KD around 0,5 nM and chymotrypsin: 6 nM). These inhibitors also presented inhibitory action on the fungi growth of Aspergillus niger, Thielaviopsis paradoxa, Colletotrichum sp P10 e Fusarium moniliforme showing that probably the inhibition of their serineproteases can be a mechanism of control of their proliferation.

Através da modificação adequada da superfície de nanopartículas de ouro com uma molécula sulfurada que apresenta vários sítios de coordenação, foi possível desenvolver um conceito interessante de sensoriamento quantitativo conjugado ao efeito SERS. Estudos com sistemas desse tipo permitem explicar não apenas como uma molécula se liga a uma superfície, mas também como aproveitar essas informações para elaborar sensores de alta sensibilidade. Entretanto, as teorias eletrodinâmico-quânticas que regem as interações dos plasmons de superfície ainda estão sendo trabalhadas. Dessa forma, o presente trabalho procura explorar as teorias atuais sobre a origem dos plasmons e as interações plasmônicas entre as partículas. Essas interações promovem fenômenos de intensificação do espalhamento Raman por superfície e também foram discutidas. Visando conhecer e compreender os fenômenos envolvidos, foram sintetizadas nanopartículas de ouro estabilizadas com 2,4,6-trimercapto-1,3,5-triazina e estudada a química do ligante na superfície das nanopartículas de ouro. Além disso, foi estudada a influência dos equilíbrios ácido-base nos espectros SERS e monitorou-se as bandas mais diretamente sensíveis ao pH, associando as mudanças observadas aos diversos equilíbrios das espécies presentes em solução. Por fim, explorou-se o conceito de sensoriamento através das mudanças nos modos vibracionais dos espectros SERS, na formação de complexos em superfície. / Surface modification of gold nanoparticles with a molecule exhibiting several coordination points, allowed to elaborate an interesting concept for quantitative sensing conjugated with the SERS effect. In such systems it is important to know how the molecule binds to the surface, since, based on those informations one can elaborate sensors displaying high sensibility.. However, in dealing with the interaction of nanoparticles with light, the electrodynamic-quantum theories related to the interactions of the surface plasmons are not yet completely developed. In this way, in this t dissertation we made use of the current theories to understand the origin of the plasmons and of how they interact with the the nanoparticles. We have synthesized gold nanoparticles stabilized with 2,4,6-trimercapto-1,3,5-triazine and studied the ligand chemistry at the particles surface.. The influence of acid-base equilibria was studied based on the changes of the SERS spectra SERS with the pH, and interpreted in terms of the several equilibria of the species in solution. Finally, a new sensing concept, based on the observed changes in the SERS spectra in the presence of metal ions, was successfully demonstrated.

Através da modificação adequada da superfície de nanopartículas de ouro com uma molécula sulfurada que apresenta vários sítios de coordenação, foi possível desenvolver um conceito interessante de sensoriamento quantitativo conjugado ao efeito SERS. Estudos com sistemas desse tipo permitem explicar não apenas como uma molécula se liga a uma superfície, mas também como aproveitar essas informações para elaborar sensores de alta sensibilidade. Entretanto, as teorias eletrodinâmico-quânticas que regem as interações dos plasmons de superfície ainda estão sendo trabalhadas. Dessa forma, o presente trabalho procura explorar as teorias atuais sobre a origem dos plasmons e as interações plasmônicas entre as partículas. Essas interações promovem fenômenos de intensificação do espalhamento Raman por superfície e também foram discutidas. Visando conhecer e compreender os fenômenos envolvidos, foram sintetizadas nanopartículas de ouro estabilizadas com 2,4,6-trimercapto-1,3,5-triazina e estudada a química do ligante na superfície das nanopartículas de ouro. Além disso, foi estudada a influência dos equilíbrios ácido-base nos espectros SERS e monitorou-se as bandas mais diretamente sensíveis ao pH, associando as mudanças observadas aos diversos equilíbrios das espécies presentes em solução. Por fim, explorou-se o conceito de sensoriamento através das mudanças nos modos vibracionais dos espectros SERS, na formação de complexos em superfície. / Surface modification of gold nanoparticles with a molecule exhibiting several coordination points, allowed to elaborate an interesting concept for quantitative sensing conjugated with the SERS effect. In such systems it is important to know how the molecule binds to the surface, since, based on those informations one can elaborate sensors displaying high sensibility.. However, in dealing with the interaction of nanoparticles with light, the electrodynamic-quantum theories related to the interactions of the surface plasmons are not yet completely developed. In this way, in this t dissertation we made use of the current theories to understand the origin of the plasmons and of how they interact with the the nanoparticles. We have synthesized gold nanoparticles stabilized with 2,4,6-trimercapto-1,3,5-triazine and studied the ligand chemistry at the particles surface.. The influence of acid-base equilibria was studied based on the changes of the SERS spectra SERS with the pH, and interpreted in terms of the several equilibria of the species in solution. Finally, a new sensing concept, based on the observed changes in the SERS spectra in the presence of metal ions, was successfully demonstrated.

Orientador: Valber de Albuquerque Pedrosa / Resumo: O desenvolvimento de novos dispositivos para monitorar o metabolismo celular e o diagnóstico de doenças expandiu as pesquisas com biossensores, que aliados à nanotecnologia possibilitaram a criação de novos elementos com alta sensibilidade de detecção, especificidade e capacidade de multiplexação, mostrando grande potencial para sua aplicabilidade no diagnóstico clínico. O trabalho foi desenvolvido em duas etapas. A primeira, referiu-se no desenvolvimento de uma metodologia para acoplar o aptâmero conjugado com as nanopartículas de ouro sobre o sensor da Ressonância Plasmônica de Superfície (SPR). Foi utilizado MUA para formação das monocamadas auto-organizadas; ativação dos grupos carboxílicos utilizando solução de EDC/NHS e a imobilização do aptâmero conjugado. Após este processo, foram realizadas as injeções de Mucina Epitelial Polimórfica tipo 1 (MUC1). A segunda etapa, consistiu na mesma metodologia de acoplamento do aptâmero, porém substituindo a MUC1 por sobrenadante da linhagem celular LNCaP (células prostáticas tumorais). Desse modo, foi desenvolvida uma metodologia analítica utilizando aptâmeros e biomarcadores para diagnosticar o Câncer de Próstata (PCa) através da SPR. / Mestre

Submitted by Alessandra Portugal (alessandradf@ioc.fiocruz.br) on 2013-09-17T16:37:38Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao completa - Lenilton Silveira.pdf: 2646876 bytes, checksum: fbad76d9c78a2517359d01fc6fc96b45 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-09-17T16:37:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao completa - Lenilton Silveira.pdf: 2646876 bytes, checksum: fbad76d9c78a2517359d01fc6fc96b45 (MD5) Previous issue date: 2011 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Neste estudo nós realizamos um monitoramento cinético, ex vivo, da resposta imune do hospedeiro, induzida durante infecção murina por L. (L.) amazonensis. Fêmeas de camundongos BALB/c foram inoculadas subcutaneamente no coxim plantar esquerdo com 106 promastigotas de fase estacionária e o progresso da infecção foi monitorado por medição da área de lesão. Os linfócitos dos linfonodos poplíteos drenantes da lesão (LNs) foram analisados por citometria de fluxo (FACS - fluorescence-activated cell sorting) e por ressonância plasmônica de superfície (SPR - surface plasmon resonance). Os resultados de FACS indicaram que o perfil de linfócitos é definido na primeira semana de infecção e caracterizado por elevados níveis de linfócitos B e por uma diminuição de linfócitos T. O percentual de linfócitos B foi três vezes maior quando comparado com o dos camundongos não infectados e os linfócitos T eram 1,5 vezes mais baixo. Estes valores permaneceram constantes ao longo da infecção até o ultimo ponto analisado. Foi observado um discreto aumento (0.3 a 0.5) na relação CD8+/CD4+ nos animais infectados, enquanto nos não infectados esta relação permaneceu em torno de 0.35, até o último dia do estudo. Adicionalmente, nós realizamos ensaios de detecção de linfócitos T CD8+ dos LNs, em tempo real, por SPR, utilizando moléculas H-2 Ld:Ig ligadas à peptídeos da região COOH-terminal de cisteína-proteinase B de L. (L.) amazonensis (P6.3= EFCLGGGL, P6.4= CLGGGLCL, P6.5= EFCLGGGLC, P1.7= VMVEQVICF, P1.9= MVEQVICFD, P1.10= VEQVICFD). Os peptídeos testados indicaram valores de constante de associação (0.16x107 – 22.0x107) e dissociação (0.047-0.123) favoráveis a formar complexos com os dímeros H-2 Ld em pH neutro, com valores de energia livre de Gibbs < 0. De forma geral, a ligação das células ao complexo H-2 Ld:Ig/peptídeo, mostrou uma resposta (RU - Response unit) de dissociação maior em células de animais infectados (113 RU – 465 RU) que nas dos animais não infectados (71 RU – 304 RU). A resposta aos complexos H-2 Ld:Ig/peptídeo revelou diferenças de reconhecimento nas semanas avaliadas, como alta resposta ao P1.10 (227 RU) na 3ª semana e ausência de resposta ao P1.7 na 16ª semana. Em uma mesma semana de análise, vimos que o nível de reconhecimento dos peptídeos difere entre eles, uns apresentando alto valor de RU e outros um valor mais baixo: 3ª (P1.10>P6.3>P1.9>P1.7>P6.4>P6.5), 4ª (P6.3.>P6.5>P1.9>P6.4>P1.7), 6ª (P6.4>P1.10>P1.9>P1.7>P6.5), 12ª (P1.9.>P6.3>P1.10>P6.5), 18ª semana (P6.4=P1.9>P6.3>P1.10>P1.7). Embora, apenas, dois peptídeos tenham sido testados na 1ª semana, a maior resposta foi relacionada ao P1.7 (161 RU), seguido do P1.9 (115 RU). Os dados gerados indicaram uma flutuação na população dos linfócitos T e B, assim como o envolvimento de linfócitos T CD8+ direcionados a peptídeos da região COOH-terminal da CPB, ao longo da infecção / In this study, we performed a kinetic ex vivo monitoring of host immune responses during murine infection with Leishmania (Leishmania) amazonensis. Female BALB/c mice were injected subcutaneously in the left hind footpad with 106 promastigotes in stationary growth phase and the progression of infection was monitored by measuring lesion area expansion. Lymphocytes from lesion draining popliteal lymph nodes (LNs) were analyzed by fluorescence-activated cell sorting (FACS) and surface plasmon resonance (SPR). FACS results indicated that the lymphocytes profile is defined in the first week post infection and was characterized by high levels of B cells and by a decrease in T cell numbers. The percentage of B lymphocytes was three times higher when compared to the non-infected mice and T lymphocytes were up to 1.5 times lower. These values remained constant throughout infection until the last point analyzed. It was observed a slight increase (0.3 to 0.5) in the CD8+/CD4+ ratio in the infected mice, whereas in the not infected group this ratio remained around 0.35, until the last assessed infection day. Additionally, we have performed an assay to detect CD8+ T lymphocytes from LNs in real time, by SPR, utilizing H-2 Ld:Ig molecules bound to peptides derived from the COOH-terminal region of cysteine-proteinase B from L. (L.) amazonensis (P6.3= EFCLGGGL, P6.4= CLGGGLCL, P6.5= EFCLGGGLC, P1.7= VMVEQVICF, P1.9= MVEQVICFD, P1.10= VEQVICFD). The peptides tested presented values of association (0.16x107 – 22.0x107) and dissociation constant (0.047-0.123) favorable to form complexes with H-2 Ld at neutral pH, with values of Gibbs free energy < 0. In general, the binding of cells to the H-2 Ld:Ig/peptide complexes showed a response unit (RU) of dissociation higher in cell preparations from infected mice (113 RU - 465 RU) than the cells from uninfected mice (71 RU – 304 RU). The recognition response to the complex H-2 Ld:Ig/peptide were assessed at different weeks as high response to P1.10 (227 RU) at 3th week and absence of response to P1.7 at 16th week. In the same week of analysis, we found that the level of recognition of peptides differs among them, some presenting a high value of RU and others a lower value: 3th (P1.10 >P6.3>P1.9>P1.7>P6.4>P6.5), 4th (P6.3.>P6.5>P1.9>P6.4>P1.7), 6th (P6.4> P1.10>P1.9>P1.7>P6.5), 12th (P1.9.>P6.3>P1.10>P6.5), 18th week (P6.4=P1.9>P6.3>P1.10>P1.7). Although only two peptides were tested at 1th week, the highest response was related to P1.7 (165 RU), followed by P1.9 (115 RU). Generated data indicated a fluctuation in the population of T and B lymphocytes, as well as the involvement of CD8+ T cells directed to peptides of the COOH-terminal region of the CPB, throughout the infection

Submitted by VANESSA MORAIS BRAITE null (vbraite@fmb.unesp.br) on 2017-09-27T13:56:27Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Final.pdf: 994807 bytes, checksum: 8a4fd4046da2b6f8872103545cdfc8c4 (MD5) / Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-09-28T14:19:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 braite_vm_me_bot.pdf: 994807 bytes, checksum: 8a4fd4046da2b6f8872103545cdfc8c4 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-28T14:19:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 braite_vm_me_bot.pdf: 994807 bytes, checksum: 8a4fd4046da2b6f8872103545cdfc8c4 (MD5) Previous issue date: 2017-09-01 / O desenvolvimento de novos dispositivos para monitorar o metabolismo celular e o diagnóstico de doenças expandiu as pesquisas com biossensores, que aliados à nanotecnologia possibilitaram a criação de novos elementos com alta sensibilidade de detecção, especificidade e capacidade de multiplexação, mostrando grande potencial para sua aplicabilidade no diagnóstico clínico. O trabalho foi desenvolvido em duas etapas. A primeira, referiu-se no desenvolvimento de uma metodologia para acoplar o aptâmero conjugado com as nanopartículas de ouro sobre o sensor da Ressonância Plasmônica de Superfície (SPR). Foi utilizado MUA para formação das monocamadas auto-organizadas; ativação dos grupos carboxílicos utilizando solução de EDC/NHS e a imobilização do aptâmero conjugado. Após este processo, foram realizadas as injeções de Mucina Epitelial Polimórfica tipo 1 (MUC1). A segunda etapa, consistiu na mesma metodologia de acoplamento do aptâmero, porém substituindo a MUC1 por sobrenadante da linhagem celular LNCaP (células prostáticas tumorais). Desse modo, foi desenvolvida uma metodologia analítica utilizando aptâmeros e biomarcadores para diagnosticar o Câncer de Próstata (PCa) através da SPR. / The development of new devices to monitor cell metabolism and the diagnosis of diseases has expanded research with biosensors, which together with nanotechnology enable the creation of new elements with high detection sensitivity, specificity and multiplexing capacity. The work has developed in two stages. First, concerning the development of a methodology for the coupling or the conjugate with the gold nanoparticles on the Surface Plasmon Resonance (SPR) sensor. MUA has used for the formation of self-organized monolayers; activation of social media groups, EDC / NHS solution, and a conjugate fit immobilization. After this process, they have performed as injections of Polimorphic Epithelial Mucin type 1 (MUC1). The second step consisted of the same aptamer coupling methodology, but replacing a MUC1 with supernatant of the LNCaP cell line (prostatic tumor cells). Thus, an analytical methodology has developed, using aptamers and biomarkers for the diagnosis of Prostate Cancer (PCa) through the SPR.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Early diagnosis of leprosy is an important contribution to reducing the incidence of the disease. For its early detection, the development of new platforms that include the mapping of antigens with potential to be used in immunodiagnostic is of great interest. Among these antigens, the PGL-1 and epitopes derived from specific bacillus proteins have received great attention. Alternatively, due to their versatility to perform the same functions as the protein and non-protein natural antigens, mimetic peptides are considered an important tool. Thus, our goal was to produce mimetic peptides of Mycobacterium leprae antigens that are promising as serological markers, which will be explored in new diagnostic platforms. To produce peptide mimetics, phage display technology was used. In the first case, we used a monoclonal anti-PGL-1 (CS-38) aiming to obtain peptides that mimics the PGL-1. In the second case, the peptides were obtained having purified IgGs from patients with leprosy as target. The sequences of the selected peptides expressed on the phage surface were chemically synthesized. The synthetic peptides were validated by ELISA (case 1 and 2) and by an immunosensor based on Surface Plasmon Resonance (case 1). Aiming to confirm and identify the targets of the mimetic peptides, scFv antibodies were produced by reverse engineering. The PGL-1-M3 peptide that mimics the native PGL-1 had a sensitivity of 89.11% and specificity of 100.00% in the IgM detection, with positivity of 100% in lepromatous (LL). The IgG detection had positivity of 60% for tuberculoid (TT) and 39% for household contacts (HC). This peptide was used in assembling one biophotonics platform, which allowed the differentiation of all forms of leprosy (p <0.05). The anti-scFv-M3 PGL-1 recognized native PGL-1 and accurately detected the M. leprae in immunohistochemistry tests. The MPML11, MPML14 and MPML12 peptides that mimics M. leprae antigens detect IgG and IgA in patients and HC. In IgG detection, MPML11 peptide showed positivity in 52.2% of TT and 35% of HC, and is also a promising marker of type 2 reaction. MPML12 and MPML14 peptides showed a very similar behavior to the PGL-1, with positivity of 100% and 92.85% in LL, respectively. The three peptides detected IgA in the serum of patients, especially multibacillary (MBs); and IgA in saliva of MBs and HC which index case was multibacillary. Mimetic peptides obtained in this work were confirmed as true mimetics of M. leprae antigens and can be applied in the diagnosis of leprosy in different platforms. / O diagnóstico precoce da hanseníase representa uma contribuição importante para diminuir a incidência da doença. Para isso é fundamental o desenvolvimento de novas plataformas, que incluam o mapeamento de antígenos com potencial para o imunodiagnóstico. Dentre estes destaca-se o PGL-1 e epítopos obtidos de proteínas específicas do bacilo. Alternativamente, peptídeos miméticos apresentam-se como uma importante ferramenta, pela versatilidade em desempenhar as mesmas funções que os antígenos naturais proteicos e não-proteicos. Dessa forma, nosso objetivo foi produzir peptídeos miméticos a antígenos do Mycobacterium leprae e que sejam promissores como marcadores sorológicos, os quais serão explorados em novas plataformas diagnósticas. Para produzir os peptídeos miméticos foi utilizada a tecnologia phage display. No primeiro processo utilizou-se um anticorpo monoclonal anti-PGL-1 (CS-38) para obter peptídeos miméticos ao PGL-1. No segundo processo, os peptídeos foram produzidos tendo como alvo IgGs purificadas de pacientes com hanseníase. As sequências dos peptídeos expressos nos fagos foram sintetizadas quimicamente. Os peptídeos sintéticos foram validados por ELISA (processo 1 e 2) e imunosensor baseado em Ressonância Plasmônica de Superfície (processo 1). Por meio de engenharia reversa, anticorpos scFv foram produzidos para confirmar e identificar alvos dos peptídeos miméticos. O peptídeo PGL-1-M3 mimético ao PGL-1 nativo apresentou sensibilidade de 89,11% e especificidade de 100,00% na detecção de IgM, com positividade de 100% em lepromatosos (LL), bem como títulos de IgG detectaram positividade de 60% para tuberculóides (TT) e 39% para contatos domiciliares (HC). Com este peptídeo foi montada uma plataforma biofotônica, que diferencia todas as formas clínicas de hanseníase (p<0,05). O scFv anti-PGL-1-M3 reconheceu PGL-1 nativo e detectou com precisão o M. leprae na imuno-histoquímica. Os peptídeos MPML11, MPML12 e MPML14 miméticos de antígenos do M.leprae detectam IgG e IgA em pacientes e HC. Na detecção de IgG, MPML11 apresentou positividade de 52,2% em TT e 35% em HC e também é um promissor marcador de reação tipo 2. MPML12 e MPML14 apresentaram um comportamento muito similar ao PGL-1, tendo 100% e 92,85% de positividade em LL, respectivamente. Os três peptídeos detectaram IgA nos soros de pacientes, especialmente multibacilares (MBs); bem como IgA na saliva de MBs e HC cujo caso índice era multibacilar. Os peptídeos miméticos obtidos nesse trabalho foram confirmados como miméticos verdadeiros de antígenos do M. leprae e podem ser aplicados no diagnóstico da hanseníase em diferentes plataformas. / Doutor em Genética e Bioquímica

Sementes das plantas pertencentes à família Leguminosae são excelentes fontes de inibidores de proteases. O gênero Acacia é um dos membros mais importantes deste grupo. Neste trabalho, foram descritos novos inibidores de proteases das sementes de Acacia plumosa Lowe. A partir do extrato salino das sementes maduras, os inibidores foram purificados por cromatografia de exclusão molecular em coluna Superdex-75 (equilibrada e eluída com PBS) e cromatografia de troca iônica em coluna Mono-S, equilibrada e eluída com o tampão Acetato de Sódio 50 mM (pH 5.0) num gradiente linear de \'NA\'\'CL\' 0-0.5 M. Quatro frações (eluídas por volta de 0.1 8, 0.22, 0.33 e 0.37 M de \'NA\'\'CL\') apresentaram atividade anticoagulante e ação inibitória sobre serinoproteases, estas frações foram denominadas ApTIA, ApTIB, ApTIC e ApTID, respectivamente. Em condições nativas, a espectrometria de massas mostrou as massas moleculares de três deles (A, B e C): 19.709; 19.869 e 20.378 Dáltons, enquanto que em SDS-PAGE na presença de \'beta\'-mercaptoethanol, foram observadas duas cadeias para cada um dos inibidores. A análise dos primeiros 10 resíduos de aminoácidos da região N-Terminal das duas cadeias das formas A, B, C revelou identidade com inibidores do tipo Kunitz, e também mostrou dois resíduos diferentes na ApTIC, em relação as formas A e B. Estes dados levam a interpretação de que estes inibidores são diferentes isoformas encontradas nesta semente. O espectro de dicroísmo circular foram compatíveis com proteínas que majoritariamente apresentam elementos- &#946; e não-ordenados em sua estrutura, apresentando máximos positivos por volta de 230 nm e mínimos em 202 nm. Os três isoinibidores foram muito estáveis em pHs ácidos e alcalinos, e suas estruturas foram afetadas somente acima de 75oC. As constantes de associação (KA) e de dissociação(KD) determinadas por SPR (num sistema BIACORE) com enzimas proteolíticas indicaram que a afinidade destes inibidores por tripsina foi até 20 vezes maior que para quimotripsina (tripsina: KA2.57x109 M-1 e quimotripsina: KA 1.34x108M-1), e o complexo tripsina-inibidor mostrou maior estabilidade (tripsina: KD por volta de 0,5 nM e quimotripsina: 6 nM). Estes inibidores também apresentaram ação inibitória sobre o crescimento dos fungos Aspergillus niger, Thielaviopsis paradoxa, Colletotrichum sp P10 e Fusarium moniliforme, mostrando que provavelmente a inibição de suas serinoproteases possa ser um mecanismo de controle das suas proliferações. / Seeds of plants belonging to Leguminosae family are rich sources of protease inhibitors. The Acacia genus is one of the most important members of this group. In this work, novel protease inhibitors from Acacia plumose Lowe seeds have been described. From the saline extract of mature seeds, the inhibitors were purified by size exclusion chromatography on Superdex-75 column (equilibrated and eluted with PBS) and ionic exchange chromatography on Mono-S column, equilibrated and eluted with Sodium Acetate 50 mM (pH 5.0) in a linear gradient of NaCl 0-0.5M. Four fractions (eluted around 0.18, 0.22, 0.33 and 0.37 M of NaCl) presented anticoagulant activity and inhibitory action on serineprotease, these fractions were denoted ApTIA, ApTIB, ApTIC and ApTID, respectively. In native conditions, mass spectrometry showed the molecular weights of three of them (A, B and C): 19,709; 19,869 and 20,378 Daltons, while in SDS-PAGE in ?-mercaptoethanol presence, two chains for each inhibitor were observed. The N-terminal analysis of the first 10 amino acid residues of both chains of the isoforms A, B, and C revealed identity with Kunitz protease inhibitors and also showed two different residues in ApTIC, comparing with A and B isoforms. These data indicate that the inhibitors are different isoforms present in this seeds. The circular dichroism spectra were compatible with proteins that majority present unordered and beta-elements in these structures, presenting positive maxima around 230 nm and minima about 202 nm. The three isonhibitors were very stable at acids and alkalines pH, and their structures are only affected over 75ºC. The association (KA) and dissociation constants (KD) determined by SPR (BIACORE system) with proteolytic enzymes indicated that the affinity of these inhibitors for trypsin was up to 20 times bigger than for chymotrypsin (trypsin: KA 2.57x109 M-1 and chymotrypsin: KA 1.37x108 M-1), and the complex inhibitor-trypsin showed higher stability (trypsin: KD around 0,5 nM and chymotrypsin: 6 nM). These inhibitors also presented inhibitory action on the fungi growth of Aspergillus niger, Thielaviopsis paradoxa, Colletotrichum sp P10 e Fusarium moniliforme showing that probably the inhibition of their serineproteases can be a mechanism of control of their proliferation.

Na primeira parte desta dissertação, nos concentramos na utilização de uma abordagem baseada na remoção oxidativa controlada de sementes/núcleos promovida pela adição de HCl na síntese poliol de nanofios de prata (Ag). Isto possibilitou um controle fino sobre a espessura dos nanofios gerados na faixa de de 65 a 765 nm, no qual as larguras obtidos apresentaram um aumento linear em função do aumento na concentração de HCl utilizado na reacção. Embora a largura também se mostrou dependente de outros parâmetros experimentais, tais como a concentração de AgNO3 e polivinilpirrolidona (PVP) e temperatura, remoção oxidativa promovida por HCl possibilitou o controle sobre uma faixa de tamanhos mais ampla. Também investigamos as propriedades ópticas dos nanofios de Ag em função do seu tamanho e sua aplicabilidade como substratos para detecção atraves do fenômeno de espalhamento Raman intensificado por superfície (SERS). Na segunda parte deste trabalho, nanotubos de Ag-Au, Ag-Pt e Ag-Pd contendo morfologias de superfície controladas foram obtidos através da reação de substituicão galvânica entre os nanofios de Ag e íons AuCl4-, PtCl62-, e PdCl42-, respectivamente. Nesse caso, superfícies lisas foram obtidas a 100 oC enquanto superfícies rugosas foram observadas a temperatura ambiente. Mostramos ainda que superfícies lisas também puderam ser obtidas usando-se uma solução saturada de NaCl como solvente durante a reação galvânica. Na terceira parte deste trabalho, investigamos o efeito da excitação da ressonância plasmônica de superfície (SPR) nos nanofios de Ag sobre a atividade catalítica frente a redução do 4-nitrofenol. Contudo, nossos resultados mostraram um queda da atividade catalítica pela excitação SPR, mostrando que a excitação do SPR também pode levar a efeitos detrimentais sobre a atividade catalítica dependendo do mecanismo de reação estudado e natureza de intermediários na etapa determinante da velocidade de reação. Como as propriedades de nanoestruturas metálicas são fortemente dependentes de tamanho, forma e composição, acreditamos que os resultados apresentados aqui relatados podem ter implicações importantes para o design de nanomateriais unidimensionais com características/propriedades desejadas para aplicações em diversas áreas, incluindo óptica e catalise. / In the first part of this thesis, we focused on the utilization of an approach based on controlled oxidative etching for the removal of seeds/nuclei promoted by the addition of HCl in the polyol synthesis of silver nanowires (Ag). This allowed a precise control over the width of the Ag nanowires in the 65-765 nm range. In this case, the widths showed a linear increase with the HCl concentration employed in the reaction. While the width was also dependent on other experimental parameters such as the concentration of AgNO3 and polyvinylpyrrolidone (PVP) as well as the temperature, oxidative etching promoted by HCl enabled the control over a wider range of sizes. We also investigated the optical properties of Ag nanowires as a function of their size and their applications as substrates for surface enhanced Raman scattering (SERS). In the second part of this work, Ag-Au, Ag-Pt, and Ag-Pd nanotubes displaying controlled surface morphologies were obtained by galvanic replacement reaction between the Ag nanowires and AuCl4-, PtCl62-, e PdCl42- ions, respectively. In this case, while smooth surfaces were obtained at 100 °C, rough surfaces were observed at room temperature. We also showed that smooth surfaces could be obtained by using a saturated solution of NaCl as the solvent during the galvanic reaction. Finally, in the third part of this study, we investigated the effect of surface plasmon resonance (SPR) excitation on Ag nanowires over the catalytic activity towards the 4-nitrophenol reduction. However, our results indicated a drop in catalytic activity with SPR excitation, showing that the SPR excitation can also lead to detrimental effects on the catalytic activity depending on the nature of the chemical reaction mechanism and intermediates in the rate-determining step of the reaction. As properties in metallic nanostructures are strongly dependent on size, shape and composition, we believe that the results reported here may have important implications for the design of one-dimensional nanomaterials design with desired features/properties for applications in various fields that include optics and catalysis.