Ce travail de thèse s'inscrit dans les thèmes de la photodégradation et de la biodégradation de polymère pouvant être ou non d'origine renouvelable. Il a pour principal objectif d'étudier la durabilité photochimique de différents polymères ou mélanges de polymères utilisés en particulier dans l'agriculture et donc soumis à un vieillissement climatique. La structure chimique des polymères est un des principaux paramètres susceptible d'influencer la photodégradation. Un ensemble de (co)polyesters comportant des unités aliphatiques, cycliques et / ou aromatiques a été sélectionné dans le but d'exprimer une relation structure / photodurabilité. Le photovieillissement des matériaux a été réalisé en conditions naturelles et en conditions accélérées. Des mécanismes de photo-oxydation ont été proposés pour chacun des matériaux à partir de l'évolution des propriétés viscoélastiques traduisant celle de la structure macromoléculaire. Dans ce contexte, l'étude de la durabilité de ces matériaux respectueux de l'environnement doit s'intéresser à des systèmes extrêmement complexes dont chaque constituant est susceptible d'évoluer. Cette caractéristique exige de mettre au point une méthodologie permettant de déterminer la composition d'un biocomposite et d'en suivre les modifications en cours de vieillissement en même temps que l'évolution de la structuration de ces matériaux.

Age related macular degeneration (AMD) is a public health concern in an aging society. The retinal pigment epithelium (RPE) layer of the eye is a principal site of pathogenesis for AMD. Morphological characteristics of the cells in the RPE layer can be used to discriminate age and disease status of individuals. In this thesis three genotypes of mice of various ages are used to study the predictive abilities of these characteristics. The disease state is represented by two mutant genotypes and the healthy state by the wild-type. Classification analysis is applied to the RPE morphology from the different spatial regions of the RPE layer. Variable reduction is accomplished by principal component analysis (PCA) and classification analysis by the k-nearest neighbor (k-NN) algorithm. In this way the differential ability of the spatial regions to predict age and disease status by cellular variables is explored.

Neste trabalho estudou-se a formação de complexos da tirosina e de seus dipeptídeos tirosil-glicina e glicil-tirosina com o íon Cu2+. Para a caracterização destes complexos foram utilizadas as técnicas espectroscópicas de Absorção ótica na região do visível (400 a 800 nm), Ressonância paramagnética eletrônica em duas temperaturas (ambiente e &#8764-150&#176C) e a técnica de fluorescência. No caso da tyr os dados experimentais obtidos pela espectroscopia de RPE sugerem a formação de pelo menos duas espécies distintas de complexos além do cobre hidratado. Os complexos propostos foram: o CuL4 (ao redor de pH 3,5) e o CuL2 (na faixa de pH 4,0 e 12,0). Já para os dipeptídeos são evidenciados três tipos diferentes de complexos. São propostos os seguintes complexos: CuL2 (ao redor de pH 4,5), CuL (H2O) (na faixa de pH 7,0 e 12,0) e CuL(OH)22- (acima de pH 12,0). Os espectros de RPE mostram claramente que com o aumento de pH, ocorre a complexação do Cu2+ com os dipeptídeos. Em pHs altos (acima de pH 10,0) surgem nestes espectros uma estrutura superhiperfina de 5 linhas típicas para a coordenação de Cu2+ com dois nitrogênios. Quanto a tirosina, o espectro de seu complexo com Cu2+, não apresenta estrutura superhiperfina, sendo o sinal obtido, típico do complexo com Cu2+. Da mesma forma que foi observado por RPE, pode-se observar pelos espectros óticos, que em pHs baixos (2,0 a 3,5) para os dipeptídeos, os espectros apresentam uma banda larga e mal-resolvida, característica do íon de Cu2+ livre em solução. Observou-se também um deslocamento do máximo das bandas para o azul, apresentando características típicas das transições d-d correspondentes às várias espécies de complexos do metal em equilíbrio. Os dados de fluorescência foram muito informativos. As titulações da tyr e dos dipeptídeos puros em função do pH permitiram a determinação dos valores de pKs dos grupos ionizáveis. O efeito de supressão de fluorescência devido ao paramagnetismo do cobre foi usado tanto para a determinação da estequiometria quanto para a determinação das constantes de associação dos complexos dos dipeptídeos com Cu2+ em dois pHs fixos (pH 7,0 e 9,0). Encontrou-se complexos com a seguinte estequiometria (ligante/metal) : 2:1 e 1:1 respectivamente para a tyr e para os dipeptídeos nestes pHs. Um modelo simples de equilíbrio foi desenvolvido e estimou-se as constantes de associação da ordem de 107M-1 para os complexos de dipeptídeos- Cu2+. / The main goal of this work was to study the formation of the complexes of tyrosine and its dipeptides tyrosil-glycil and glycil-tyrosine with the transition metal íon Cu2+. The characterization of these complexes was performed through the use of spectroscopic techniques: optical absorption, electron paramagnetic resonance at both room temperature and -150&#176C and fluorescence emission. The EPR spectroscopy suggested for tyrosine two distints species. The following complexes were proposed: CuL4 (pH 3,5) and CuL2 (in the range of pH between 4,0-12,0). Three different complexes were evidentiated for dipeptides- Cu2+: CuL2 (pH 4,5); CuL(H2O) (in the range of pH between 7,0-12,0) and CuL(OH)22- (above pH 12,0). EPR spectra shows clearly the complexation of Cu2+ to the dipeptides. Both at intermediate and high pHs and specially above pH 10,0 a superhyoerfine structure of five lines typical for coordination of copper to two nitrogens was observed. In the case of the aminoacid no superhyperfine structure is observed. EPR data suggest that in a wide pH range between 7,0 and 11,0 the complex formed by the dipeptides was CuL(H2O). Electronic optical absorption was measured at room temperature as a function of pH in the range 2,0-13,0. It was observed that at low pHs (2,0 3,5) the spectra for the dipeptides was characterized by a broad not well resolved band around 800 nm characteristic of hidrated free Cu2+ in water solution. EPR spectra are in agreement with this observation. Increase of pH leads to a blue shift in the absorption band maximum and as a consequence to typical spectra for d-d transitions of the various species of complexes of cooper in equilibrium in solution. Fluorescence data were also very informative. The pure tyr and dipeptides tritation allowed to determine pKs values of ionizable groups. The effect of fluorescence suppression due to paramagnetic copper was used both to establish the stoichiometry of the complexes and the association constants. The stoichiometry of the complexes was determined as 2:1 and 1:1 ligand:metal for tyrosine and the dipeptides respectively at pH 7,0 and pH 9,0. A simple equilibrium model was developed and the association constants for the Cu2+ dipeptides complexes at pH 7,0 and pH 9,0 were estimated to be around 107M-1.

Neste trabalho, dois óxidos de metal de transição com ordem magnética de longo alcance e uma polianilina dopada com plastificante foram estudados através da técnica de ressonância paramagnética eletrônica. O sistema multiferróico óxido de bismuto-manganês, BiMn2O5, foi estudado em sua forma policristalina. Este material apresenta modos de ressonância antiferromagnética que foram identificados a partir de medidas multifrequência em altos campos magnéticos. Estes dados foram ajustados segundo a teoria de Yosida e Nagamiya da ressonância antiferromagnética para obtenção das constantes macroscópicas de anisotropia magnética K1=7.0 x 108 emu Oe mol1 e K2=3.9 x 108 emu Oe mol1, a partir das quais uma estimativa da constate de anisotropia microscópica foi determinada. A caracterização destas grandezas pode ser importante para trabalhos futuros, uma vez que a anisotropia magnética é considerada uma das causas da magnetoelasticidade que dá origem a ferroeletricidade neste material. A ludwigita homometálica de ferro, Fe3O2BO3, foi estudada em sua forma monocristalina. Este óxido de ferro possui uma estrutura com duas sub-redes de ferro praticamente independentes, que se ordenam magneticamente em temperaturas distintas, além de apresentar correlações eletrônicas desde temperatura ambiente. A existência dessas correlações numa dessas estruturas, conhecida como \"escada de três pernas\", foi demonstrada através do espectro de RPE associado com a existência de dímeros Fe3+-Fe2+ nessa estrutura, desde temperatura ambiente até baixas temperaturas. Mostrou-se que os dímeros formam um estado antiferromagneticamente acoplado sujeito a interação de troca dupla, estimando valores da integral de transferência de carga b. Medidas de RPE em filmes automontados de polianilinas dopadas com plastificantes sugerem a população e despopulação de um estado tripleto a partir dos parâmetros dos espectros em função da temperatura, típica de dímeros de spin 1. Diferenças nos parâmetros com ciclagens térmicas sugere o congelamento da estrutura em diferentes estados condizente com a existência de termocromismo nesses polímeros. Enfim, demonstrou-se a relevância da técnica de espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica na caracterização de sistemas sujeitos a interação de troca antiferromagnética. / In this work, two transition metal oxides presenting long range magnetic order and a plastdoped polyaniline were investigated via electron paramagnetic resonance. Polycrystalline samples of the multiferroic manganese oxide, BiMn2O5, showed antiferromagnetic resonance modes which were identified from high magnetic fields multi frequency electron paramagnetic resonance. These data were fitted according to Yosida and Nagamiya theory of antiferromagnetic resonance. The macroscopic constants of magnetic anisotropy K1=7.0 x 108 emu Oe mol1 and K2=3.9 x 108 emu Oe mol1 were obtained from this fitting and allowed for estimating the microscopic constant of anisotropy. Magnetic anisotropy may lead to magnetoelasticity, which is related to the ferroelectricity in this material. Thus, the characterization of this physical quantities may be useful to future research. Single crystals of a homometallic iron ludwigite, Fe3O2BO3, were investigated in its distinct magnetic phases. This system has two independent iron sub-lattices which order magnetically in two distinct temperatures, presenting electronic correlations from room temperature. Despite the broad and superposed lines in the EPR spectra, the presence of such correlations was demonstrated in one of these structures, which is known as three leg ladders (3LL). A dimer Fe3+-Fe2+ was identified at room temperature, showing an antiferromagnetically coupled state subjected to double exchange interactions. The charge transfer integral b was estimated. Temperature sweep EPR measurements in films of plastdoped polyanilines suggested the population and depopulation if a triplet state typical of spin 1 dimers. Differences in the parameters after thermal cycling suggested the freezing of the structure at different states in accordance to observed thermocromism in these polymers. In conclusion, the relevance of the EPR technique was demonstrated to the characterization of exchange coupled systems.

Esta tese relata um estudo pormenorizado, efetuado através da técnica de Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) em bandas X (~ 9.5 GHz) e Q (~ 34.5 GHz), de amostras nas formas cristalina e pulverizada dos compostos dinucleares Cu2(TzTs)4, C40H36Cu2N8O8S8, e [Cu(flu)2DMF]2, C62H50Cu2F12N6O10. Tratamentos meticulosos dos espectros de RPE pertinentes a tais compostos propiciaram determinar tanto o parâmetro de interação antiferromagnética, J0, entre pares de íons Cu(II) existentes em uma unidade dinuclear (Hex = J0 S1·S2) como também os valores principais alusivos às matrizes g e D; onde a primeira refere-se à interação Zeeman [Hz = BB0(g1·S1 + g2·S2)] e a última reporta as interações spin-spin anisotrópicas (Hani = S1·D·S2) entre pares de íons Cu(II) presentes em uma unidade dinuclear. Ademais, medidas de RPE realizadas com um monocristal do composto Cu2(TzTs)4 permitiram detectar e estimar, no contexto interdinuclear, o fraco acoplamento de exchange, |J\'| = (0.060 ± 0.015) cm-1, existente entre unidades dinucleares vizinhas: este acoplamento existente entre uma unidade dinuclear e o meio randômico constituído pelas unidades dinucleares vizinhas conduz à decoerência (i.e. uma transição de fase quântica que colapsa a interação dipolar quando a magnitude do acoplamento de exchange isotrópico entre as unidades dinucleares vizinhas iguala-se à magnitude do acoplamento dipolar intradinuclear). No âmbito concernente ao composto [Cu(flu)2DMF]2, foi possível simular acuradamente as sete linhas de ressonância características do desdobramento hiperfino advindo de n = 2 núcleos equivalentes de centros paramagnéticos Cu2+ (I = 3/2) e, por conseguinte, os valores principais pertinentes à matriz de interação hiperfina A (Hhyper = S1·A·I1 + S2·A·I2) puderam ser precisamente determinados. / We report detailed Electron Paramagnetic Resonance (EPR) studies at X-band (~ 9.5 GHz) and Q-band (~ 34.5 GHz) of powder and single-crystal samples of the dinuclear compounds Cu2(TzTs)4, C40H36Cu2N8O8S8, and [Cu(flu)2DMF]2, C62H50Cu2F12N6O10. Meticulous investigations of their EPR data allow determining the antiferromagnetic interaction parameter, J0, between Cu(II) ions in the dinuclear unit (Hex = J0 S1·S2) as well as the principal values of both matrices g and D, where the first one is related to the Zeeman interaction [Hz = BB0(g1·S1 + g2·S2)] and the latter is associated with the anisotropic spin-spin interactions (Hani = S1·D·S2) between Cu(II) ion pairs in a dinuclear unit. In addition, EPR measurements of single-crystal samples of the compound Cu2(TzTs)4 allow detecting and estimating very weak exchange couplings between neighbour dinuclear units with an estimated magnitude |J\'| = (0.060 ± 0.015) cm-1: this coupling with the environment leads to decoherence (i.e. a quantum phase transition that collapses the dipolar interaction when the isotropic exchange coupling with neighbor dinuclear units equals the magnitude of the intradinuclear dipolar coupling). With reference to [Cu(flu)2DMF]2 compound, it was possible to simulate precisely the seven-line copper hyperfine splitting arising from n = 2 nonequivalent nuclei related to paramagnetic Cu2+ (I = 3/2) centers and, as a consequence of these accurate simulations, the principal values of the hyperfine interaction matrix A (Hhyper = S1·A·I1 + S2·A·I2) could be reliably obtained.

Submitted by Natalia de Souza Gonçalves (natalia.goncalves@ufpe.br) on 2016-09-23T11:47:49Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE RLA_Número 128 do PROTEN (1).pdf: 33719595 bytes, checksum: b30f5b4c6bf01a2a0e411971586424f3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-23T11:47:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE RLA_Número 128 do PROTEN (1).pdf: 33719595 bytes, checksum: b30f5b4c6bf01a2a0e411971586424f3 (MD5) Previous issue date: 2016-02-25 / CAPES / FACEPE / O sítio arqueológico Lagoa Uri de Cima é uma lagoa intermitente, hoje seca, localizada no município de Salgueiro, estado de Pernambuco, Brasil. Durante as escavações realizadas no local entre os anos de 2010 e 2013, ossadas de mamíferos de grande porte, atualmente extintos, conhecidos como animais da megafauna, típicos do período quaternário,foram encontradas nas camadas mais profundas da lagoa. Este trabalho apresenta os resultados das datações por espectroscopia por ressonância paramagnética eletrônica (RPE) realizadas em amostras de dentes, provenientes das ossadas da megafauna encontradas na Lagoa Uri de Cima: 1 dente da espécie Hippidion bonaerensis, 2 dentes da família Toxodontidae, e 2 dentes de espécie Haplomastodon waring. Sedimentos em diferentes níveis estratigráficos da lagoa também foram analisados e datados pela técnica de luminescência opticamente estimulada (LOE). As doses acumuladas nas amostras de dentes e sedimentos foram determinadas, respectivamente, através dos métodos de doses aditavas e doses regenerativas. A taxa de dose anual foi estimada através da determinação dos teores de urânio, tório e potássio presentes nas amostras de dentes analisadas, bem como nos sedimentos do local. Para as amostras de dentes, as taxas de dose anual e idades foram estimadas através dos programas ROSY e DATA, que levam em consideração fatores como umidade e forma como o urânio foi incorporado pelos tecidos dentários, através dos modelos de captação: precoce (CP), linear (CL) e combinado (CC). Para as amostras de sedimentos, foi utilizado o programa AGE. Em relação a datação dos dentes, valores semelhantes de taxas de dose anual e idades para cada amostra foram obtidos através dos dois programas. As maiores e menores idades estimadas foram, respectivamente, para a espécie Hippidion bonaerensis: 20 ± 0,90mil anos (CP), 22 ± 0,70mil anos (CL),20± 0,80 mil anos (CC); e Haplomastodon waring: 13 ± 0,70mil anos (CP), 15 ± 0,80mil anos (CL),13 ± 0,80 kanos (CC). Em relação à datação dos sedimentos, os resultados obtidos estão dentro das perspectivas dos arqueólogos que estudam a formação geológica do sítio Lagoa do Uri de Cima, tendo sido estimado para o nível mais superficial da lagoa a idade de 3,6 ± 0,60mil anos e para o nível mais profundo 152 ± 16mil anos. Levandose em consideração os níveis estratigráficos em que os dentes da megafauna foram coletados, as idades estimadas para os dentes mostram uma coerência com as idades estimadas para os sedimentos coletados nos diferentes níveis estratigráficos da lagoa através da técnica de datação por LOE, permitindo uma maior confiabilidade para a datação dos sedimentos. Além disso, este trabalho contribuiu para a implantação da técnica de datação de dentes por espectroscopia RPE no laboratório do Grupo de Metrologia Arqueológica e Patrimonial (MAP) da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), o que permitirá auxiliar outras pesquisas arqueológicas e geológicas realizadas em outros sítios, além das realizadas no sítio Lagoa Uri de Cima. / the municipality of Salgueiro, in Pernambuco state, Brazil. During the excavations at this site, between the years 2010 and 2013, fossils of large mammal, presently extinct, also known as megafauna animals, typical of the quaternary period, were found in the lower layers on bottom of this lake. This study presents the results of electron spin resonance (ESR) spectroscopy dating performed on samples of teeth from megafauna fossils found in "Lagoa Uri de Cima" site: a Hippidion bonaerensis tooth, two Toxodontidae teeth, and two Haplomastodon waring teeth. Sediments from different stratigraphic levels of the lake were also analyzed and dated by optically stimulated luminescence (OSL). Cumulative doses from the teeth and sediments samples were determined, respectively, by additive doses and regenerative doses methods. The annual dose rate was estimated by the determination of the levels of uranium, thorium and potassium present in the teeth samples as well in the surrounding sediments. For the teeth samples, annual dose rates and ages were estimated via ROSY and DATA softwares, which take into account factors such as humidity and how uranium was incorporated by dental tissues through the uptake models: early (EU), linear (LU) and combined (CU). For sediments, the AGE software was used. Concerning the teeth dating, similar values from annual dose rates and ages were obtained from both programs. The highest and lowest estimated ages were, respectively, for the species Hippidion bonaerensis: 20 ± 0,90 thousand years (EU), 22 ± 0,70 thousand years (LU), 20 ± 0,80 thousand years (CU); and Haplomastodon waring: 13 ± 0,70 thousand years (EU), 15 ± 0,80 thousand years (LU), 13 ± 0,80thousand years (CU).. Regarding the dating of the sediments, the results are within the perspectives of the archaeologists that study the geological formation of the “Lagoa Uri de Cima” site, having been estimated for the most superficial level of the lagoon an age of3,6 ± 0,60 thousand years and for the most deeper level an age of 152 ± 16 thousand years. Taking into account the stratigraphic levels in which the megafauna teeth were collected, the estimated ages for these teeth show a consistency with the estimated ages for the sediment collected at different stratigraphic levels of the lagoon, through the LOE dating method, allowing a greater reliability for the dating of the sediments. Furthermore, this work contributed to the implementation of the RPE dating for teeth by the group of “Metrologia Arqueológica e Patrimonial” (MAP) at the “Universidade Federal de Pernambuco” (UFPE), which will support other archaeological and geological researches, in other sites, beyond the researches performed at "Lagoa Uri de Cima" site.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:15:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jorge Luiz Vieira dos Anjos.pdf: 4028971 bytes, checksum: 465f3f841d85c1929df7648b16aeb163 (MD5) Previous issue date: 2012-08-02 / Human plasma contains primarily large proteins, ranging in composition and concentration as the individual's physiological state. Among these proteins, albumin and low density lipoprotein (LDL) have been widely studied. The albumin (the most abundant protein in blood plasma) is responsible for important functions in the human body due to its excellent ability to bind and transport small molecules. In turn, the LDL (responsible for transporting cholesterol to the cells) in its oxidized form is directly associated with atherosclerosis, the main cause of cardiovascular disease. In the first part of this work, the interaction of bovine serum albumin (BSA) with the ionic surfactants sodium dodecylsulfate (SDS), cetyltrimethylammonium chloride (CTAC) and N-hexadecyl-N,N-dimethyl-3-ammonio-1-propanesulfonate (HPS) was studied by electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy of spin label covalently bound to the single free thiol group of the protein. In the second part was studied the oxidation of human LDL by copper ions and also the antioxidant potential of polyphenols resveratrol, (+)-catechin and quercetin, using the EPR of a spin label, derived from stearic acid (5-DSA), and the method malondialdehyde content (MDA). Part I: The dynamics of the BSA and the thermodynamic parameters for transferring the nitroxide side chain from the more motionally restricted to the less restricted component were monitored through EPR spectra simulation. Whereas SDS and CTAC showed similar increases in the dynamics of the protein backbone for all concentrations used, HPS presented a smaller effect at concentrations above 1.5mM. At 10mM of surfactants and 0.15 mM BSA, the standard Gibbs free energy change was consistent with protein backbone conformations more expanded and exposed to the solvent, but with a less pronounced effect for HPS. In the presence of the surfactants, the enthalpy change, related to the energy required to dissociate the nitroxide side chain from the protein, was greater, suggesting a lower water activity. The nitroxide side chain also detected a higher viscosity environment in the vicinity of the Mal-5 induced by the addition of the surfactants. The results suggest that the surfactant-BSA interaction, at higher surfactant concentration, is affected by the affinities of the surfactant to its own micelles and micelle-like aggregates. Complementary DLS (Dynamic Light Scattering) data suggests that the temperature induced changes monitored by the Mal-5 reflects local changes in the vicinity of Cys-34 BSA residue. Part II: The oxidative process induced by copper ions results in lipid peroxidation of LDL (evidenced by high concentration of MDA) could also be monitored by the decrease in the dynamics of 5-DSA, reflected in increased spectral parameter 2A//. The oxidation of LDL resulted in increased energy barrier that the spin labels must overcome to achieve higher degrees of motion. All polyphenols studied were able to protect LDL completely against oxidation for concentrations from 30 M, whereas the protection provided by the Butylated hydroxytoluene (BHT) occurred only partially. This result, based on data from the literature, was attributed to the ability of polyphenols act as scavenger and chelating agents, while the BHT acts just like scavenger due the presence of only a single hydroxyl group in its molecule. / O plasma humano contém principalmente grandes proteínas, com variação na composição e concentração conforme o estado fisiológico do individuo. Entre essas proteínas, a albumina e a lipoproteína de baixa densidade (LDL) têm sido amplamente estudadas. A albumina (proteína mais abundante do plasma sanguíneo) é a responsável por importantes funções no organismo humano devido a sua excelente capacidade de se ligar e transportar pequenas moléculas. Por sua vez, a LDL (responsável pelo transporte de colesterol para as células) em sua forma oxidada está diretamente associada à aterosclerose, principal causa de doenças cardiovasculares. Na primeira parte deste trabalho, a interação da albumina de soro bovino (BSA) com os surfactantes iônicos dodecil sulfato de sódio (SDS), cloreto de cetiltrimetilamônio (CTAC) e N-hexadecil-N,N, dimetil-3-3amônio-1-propano sulfonato (HPS) foi estudada através da espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica (RPE) do marcador de spin Mal-5 ligado covalentemente na cadeia lateral do resíduo Cys-34 da BSA. Na segunda parte foi estudada a oxidação da LDL humana por íons de cobre e também o potencial antioxidante dos polifenóis resveratrol, (+)-catequina e quercetina, usando a RPE de um marcador de spin derivado do ácido esteárico (5-DSA) e o método de formação de malondialdeído (MDA). Parte I: A dinâmica da BSA e os parâmetros termodinâmicos para transferir a cadeia lateral do nitróxido da componente de movimento mais restrito para a componente menos restrita foram monitorados através da simulação dos espectros de RPE. Enquanto o SDS e o CTAC mostraram efeitos similares na dinâmica da proteína para todas as concentrações usadas, o HPS apresentou menor efeito em concentrações acima de 1,5 mM. Em 10 mM de surfactantes e 0,15 mM de BSA, a variação da energia livre padrão de Gibbs foi consistente com a conformação da cadeia proteica mais expandida e mais exposta ao solvente, mas com um efeito menos pronunciado para o HPS. Na presença dos surfactantes, a variação de entalpia, relacionada a energia necessária para dissociar a cadeia lateral do nitróxido da proteína, foi grande, sugerindo uma menor atividade da água. A cadeia lateral do nitróxido também detectou um ambiente com maior viscosidade nas vizinhanças do Mal-5 induzida pela adição dos surfactantes. Os resultados sugerem que a interação surfactante-BSA, em altas concentrações, é afetada pela afinidade do surfactante por suas próprias micelas e agregados micelares incorporados na proteína. Complementarmente, dados obtidos com DLS (Dynamic Light Scattering) sugerem que as mudanças induzidas pela temperatura que são monitoradas pelo Mal-5 são mudanças locais na vizinhança do único resíduo Cys-34 da BSA. Parte II: O processo oxidativo induzido pelos íons de cobre resulta na peroxidação dos lipídios da LDL (evidenciado pela elevação da concentração de MDA) também pôde ser monitorado pela diminuição na dinâmica do marcador de spin 5-DSA refletida no aumento do parâmetro espectral 2A//. A oxidação da LDL acarretou no aumento da barreira da energia que os marcadores de spin precisam superar para alcançar graus superiores de movimento. Todos os polifenóis estudados foram capazes de proteger completamente a LDL contra a oxidação em concentrações a partir de 30 M, enquanto que a proteção fornecida pelo butil-hidroxi-tolueno (BHT) se deu apenas parcialmente. Este resultado, baseado em dados da literatura, foi atribuído à capacidade dos polifenóis atuarem tanto como scavenger quanto como quelantes, ao passo que o BHT é capaz de atuar apenas como scavenger devido à presença de apenas uma única hidroxila em sua molécula.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-01-16T17:25:01Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Tese - Rodrigo Alves Moreira - 2014.pdf: 6048324 bytes, checksum: 289d0c70e7ed1db107b03924d35a81de (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-01-16T17:37:28Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Tese - Rodrigo Alves Moreira - 2014.pdf: 6048324 bytes, checksum: 289d0c70e7ed1db107b03924d35a81de (MD5) / Made available in DSpace on 2015-01-16T17:37:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Tese - Rodrigo Alves Moreira - 2014.pdf: 6048324 bytes, checksum: 289d0c70e7ed1db107b03924d35a81de (MD5) Previous issue date: 2014-06-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Cutaneous leishmaniasis is a neglected tropical disease that infects millions of people worldwide, representing a serious public health problem. The miltefosine (MT) is an alkylphospholipid that has been approved for the treatment of breast cancer metastasis and visceral leishmaniasis, although the mechanism of action at the molecular level is poorly understood. Electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy of the lipid spin lebel analog of stearic acid (5-DSA) and the maleimide derivative spin label (6-MSL) covalently bound to membrane proteins showed that the MT causes a large increase in the molecular dynamics of erythrocyte membranes (ghosts) and detergent resistant membranes (DRMs) prepared from erythrocyte membranes. In the vesicles of lipid raft constituents, it was shown that 20 mol% sphingomyelin could be replaced by 20 mol% MT with no change in the molecular dynamics. Furthermore, the effect of MT on DRMs was more pronounced than in erythrocyte ghosts, supporting the hypothesis that MT is a lipid raft modulator. At the reported MT-plasma concentrations found during the treatment of leishmaniasis (31-52μg/mL), our measurements in blood plasma indicated a hemolytic level of 2-5% and also showed that the MT concentration that changes the erythrocyte membrane fluidity to an extent that is detectable by EPR spectroscopy causes about 46% hemolysis. Subsequently, EPR studies performed with the same spin labels in the membrane of Leishmania (L.) amazonensis (promastigote) showed changes similar to those found in erythrocyte membranes. Cytotoxic effects on the parasites were also evaluated to investigate the relationships between the cytotoxic potential of MT and its ability to alter membrane fluidity. The EPR data showed that the minimum concentration of MT required to cause a change in the parasite membrane occurred near the values of MT concentration which inhibits 50 % of cell growth (IC50); thus, there is a correlation between the cytotoxicity and changes in the membrane. Although these III membrane alterations can be detected using a spin-labeled lipid, our experimental results indicated that MT interacts predominantly with the protein component of the membrane. Cell lysis was also detected by analyzing the supernatants of centrifuged samples for the presence of spin-labeled membrane fragments and cytoplasmic proteins. Using a method for the rapid incorporation of MT into the membrane, these effects were measured immediately after treatment under the same range of MT concentrations that cause cell growth inhibition. Cytotoxicity, estimated via microscopic counting of living and dead cells, indicated ∼ 70% cell death at the concentration of MT at which EPR spectroscopy detected a significant change in membrane dynamics. After this initial impact on the number of viable parasites, the processes of cell death and growth continued during the first 4 h of incubation. The EPR spectra of spin-labeled membrane-bound proteins were consistent with more expanded and solvent-exposed protein conformations, suggesting a detergent-like action. Thus, MT may form micelle-like structures around polypeptide chains, and proteins with a higher hydrophobicity may induce the penetration of hydrophilic groups of MT into the membrane, causing its rupture. / A leishmaniose cut ˆanea ´e uma doenc¸a tropical negligenciada que afetamilh˜oes de pessoas em todo mundo, representando um grave problema de sa´ude p´ublica. A miltefosina (MT) ´e um alquilfosfolip´ıdio aprovado inicialmente para tratamento de cˆancer metast ´atico e tamb´em foi licenciada para o tratamento da leishmaniose visceral, embora seu mecanismo de ac¸ ˜ao a n´ıvel molecular permanec¸a pouco compreendido. A espectroscopia de ressonˆancia paramagn´etica eletr ˆonica (RPE) do marcador de spin lip´ıdico an´alogo do ´acido este´arico (5-DSA) e do marcador de spin derivado do maleimido (6-MSL) ligado covalentemente `as prote´ınas de membrana demonstraram que a MT provoca um grande aumento na dinˆamica molecular das membranas de eritr ´ocito (ghosts) e membranas resistentes `a extrac¸ ˜ao por detergente (DRMs) preparadas a partir de membranas de eritr ´ocito. A t ´ecnica tamb´em demonstrou que em ves´ıculas formadas com lip´ıdios constituintes de rafts, 20 mol% de esfingomielina pode ser substitu´ıdo por 20 mol% de MT, sem qualquer alterac¸ ˜ao em termos de dinˆamica molecular. Al ´em disso, o efeito da MT em DRMs foi mais pronunciado do que em ghosts de eritr ´ocito, consistente com a hip´otese da MT ser um modulador de raft. Na concentrac¸ ˜ao de MT presente no plasma sangu´ıneo durante o tratamento de leishmaniose (31-52 μg/mL), as nossas medidas realizadas diretamente no sangue total indicaram um n´ıvel de 2-5% de hem´olise e tamb´em mostrou que a concentrac¸ ˜ao de MT capaz de alterar a fluidez da membrana de eritr ´ocito a n´ıvel detect ´avel pela espectroscopia de RPE causou cerca de 46% de hem´olise. Posteriormente, estudos de RPE realizados com os mesmos marcadores de spin na membrana de Leishmania (L.) amazonensis (forma promastigota) demonstraram alterac¸ ˜oes similares `as encontradas nas membranas de eritr ´ocito. Os efeitos citot ´oxicos sobre os parasitas tamb´em foram avaliados para investigar as relac¸ ˜oes entre os potenciais citot ´oxicos da MT e sua capacidade de alterar I a fluidez da membrana. Os dados de RPE demonstraram que a concentrac¸ ˜ao m´ınima necess´aria de MT para causar alterac¸ ˜ao na membrana do parasito ocorreu pr ´oximo dos valores de concentrac¸ ˜ao que inibe 50% do crescimento celular (IC50), existindo, portanto, uma correlac¸ ˜ao entre as alterac¸ ˜oes na membrana e a citotoxicidade. Embora o marcador de spin lip´ıdico tamb´em tenha detectado alterac¸ ˜oes na fluidez da membrana, os experimentos de RPE indicaram que a MT atua predominantemente no componente prot ´eico da membrana. A lise celular tamb´em foi detectada atrav´es da an´alise dos sobrenadantes das amostras centrifugadas onde foram encontrados fragmentos de membranas marcadas e tamb´em prote´ınas citoplasm´aticas. Usando um m´etodo para a r ´apida incorporac¸ ˜ao da MT na membrana, os efeitos de citotoxidade foram medidos imediatamente ap´os o tratamento e na mesma faixa de concentrac¸ ˜oes de MT que causam a inibic¸ ˜ao do crescimento celular. A citotoxicidade, estimada atrav´es da contagem microsc´opica das c´elulas vivas e mortas, indicou ∼ 70% de morte celular na concentrac¸ ˜ao de MT em que a espectroscopia de RPE detectou uma alterac¸ ˜ao significativa na dinˆamica da membrana. Ap´os o primeiro impacto no n´umero de parasitas vi ´aveis, o processo de morte e crescimento celular continuou durante as primeiras quatro horas de incubac¸ ˜ao. Os espectros de RPE de prote´ınas de membrana marcadas com o 6-MSL foram consistentes com conformac¸ ˜oes de prote´ına mais expandidas e expostas ao solvente, sugerindo uma ac¸ ˜ao t´ıpica dos detergentes. Nossa interpretac¸ ˜ao ´e que a MT pode formar estruturas semelhantes das micelas ao redor das cadeias polipept´ıdicas, expandindo as prote´ınas e que as prote´ınas com maior hidrofobicidade poderiam induzir a penetrac¸ ˜ao de grupos hidrof´ılicos da MT no interior da membrana, causando sua ruptura e consequentemente a morte da c´elula.

A hidroxiapatita e o esmalte dental são, na atualidade, alguns dos materiais mais pesquisados pela técnica de espectroscopia por Ressonância Paramagnética Eletrônica ? RPE. O esmalte dental, que possui cerca de 97% de sua massa constituída por cristais de hidroxiapatita, se apresenta como o tecido humano preferencial para dosimetria de radiação com o uso desta técnica, principalmente no caso de exposições acidentais da população em geral. A análise de hidroxiapatitas sintéticas tem por finalidade auxiliar o entendimento do espectro do esmalte dental bem como desenvolver um dosímetro de radiação com boa eficiência e eficácia. O espectrômetro em banda-K utiliza uma freqüência intermediária aos espectrômetros em banda-X e em banda-Q, possuindo uma melhor resolução que banda-X sem as dificuldades, devido à alta sensibilidade, do banda-Q. O presente trabalho tem como objetivo analisar espectros em banda-K de um bloco de esmalte irradiado e de hidroxiapatitas sintéticas, comparando com espectros de banda-Q e banda-X presentes na literatura, e ainda verificar a possibilidade de se fazer dosimetria de radiação com o uso deste aparelho. / Hydroxyapatite and tooth enamel are, nowadays, some of materials mostly investigated by the spectroscopic technique of Electron Paramagnetic Resonance ? EPR. Tooth enamel, that have about of 97% of its mass constituted by hydroxyapatite crystals, appears itself as the preferential human tissue for radiation dosimetry using EPR, mainly in case of accidental expositions by ordinary personnel. The analyses of synthetic hydroxyapatites have as the main goal to help the understanding of tooth enamel?s spectrum seeking the developing of a radiation dosimeter with good efficiency and accuracy. The K-band EPR spectrometer uses an intermediate frequency between the spectrometers in X-band and Q-band, possessing a better resolution than the X-band without presenting the Q-band?s difficulties. In this preliminary work the EPR spectra of a small block tooth enamel and synthetic hydroxyapatites irradiated were analyzed in K-band, comparing the results with X- and Q-band with published results, the possibility of performing radiation dosimetry at K-band was verified.

Os radicais nitróxidos tem sido muito utilizados em estudos de sistemas biológicos através do método de marcagem de spin. Apesar do grande número de publicações sobre aplicações, o número de estudos das propriedades intrínsecas dos nitróxidos ê bem reduzido. A importância de tais estudos é grande uma vez que o estudo de um sistema simples permite avaliar e interpretar os resultados dos sistemas biológicos, geralmente mais complicados Assim no presente trabalho estudou-se o espectro do RPE do 4-hidroxi-2,2,6,6-tetrametil piperidina-1 oxil (I) introduzido como impureza na sua matriz diamagnética 4-hidroxi-2,2,6,6-tetrametilpiperidina (II). Este processo de dopagem muito utilizado em física do estado sólido permitiu a determinação dos tensores g e A. Os valores obtidos gxx = 2.0098, gyy = 2.0061, gzz = 2.0024, e A xx = 5.3 G, Ayy = 7.0 G, Azz = 35.0 G, encontram-se dentro do esperado sendo que o valor de go = 2.0061 e Ao = 15.8 G evidencia a interação do fragmento N-O com ponte de hidrogênio (de hidroxila na posição 4 de uma molécula vizinha). A existência de dois centros paramagnéticos inequivalentes é interpretada corno devido a presença de duas possíveis conformações do fragmento N-O. As larguras das linhas de RPE observadas são grandes e em certas orientações do campo magnético ocorre o desdobramento da transição eletrônica num dubleto devido a interação com o hidrogênio da hidroxiIa que faz ponte com o N-O. A temperatura de cerca de -140&#176C e observada uma mudança sensível nos espectros de RPE evidenciando a desaparição da estrutura hiperfina na região de Axx e Ayy. Esta mudança está relacionada com o congelamento da rotação dos grupos metila afetando assim a interação dos prótons destes grupos com o elétron do fragmento N-O. O sistema estudado parece ser extremamente interessante do ponto de vista do estudo de influência de prótons na relaxação eletrônica do radical nitroxido. É evidenciada a forte dependência das propriedades paramagnéticas do nitróxido em relação à estrutura da vizinhança do fragmento N-O. / Nitroxide radicals are being used in many studies of biological systems through the spin label method. Despite the great number of publications involving the application of nitroxides only a reduced number of work s about nitroxides themselves is known. These studies are important because the knowledge of the properties of simple systems could be used in the interpretation of results in biological systems, normally mare complicated. In the present work the EPR spectra of 4-hydraxy-2,2,6,6-tetramethyl piperidine-l oxyl (I) introduced as impurity in the diamagnetic matrix of 4-hidraxy-2,2,6,6-tetramethyl piperidine (II) were studied. This process commonly used in solid state physics made it possible the determination of the g and A tensors. The values obtained : gxx = 2.0098, gyy = 2.0061, gzz = 2.0024, and A xx = 5.3 G, Ayy = 7.0 G, Azz = 35.0 G are typical for nitroxides. The mean values go = 2.0061 and Ao 15.8G are consistent with the presence af hydrogen bond to the N-O fragment (this bond is made with the proton of a hydroxyl in position 4 of a neighbour molecule). The existence of two magnetically inequivalent centers is interpreted so that two different conformations for the N-O fragment are possible. The line widths of the EPR lines are quite great and for some orientations of the magnetic field a splitting of the electronic transition in to a dublet occur. This splitting is due to the interaction of the electron in the N-Q fragment with the hydroxyl hydrogen which is bonded to the nitroxide group. At a temperature around -140&#176C a change in the EPR spectra is observed, when the hyperfine nitrogen structure in the region of A and A disappear. This change x y is related to the freezing of the rotation of the methyl groups affecting the interaction of the protons of these groups with the electron in the N-O. The system studied in the present work seems to be very interesting from the point of view of the influence of the protons in the electronic relaxation in the nitroxide radical. ln this context the strong dependency of the properties of the nitroxide relative to the structure of the neighbouring of the N-O fragment become evident.