A associação lipídio/citocromo c é importante e deve ser estudada, pois repercute na atividade peroxidática da proteína abordada e pode contribuir para o processo apoptótico, ou morte programada da célula, e também desempenha um papel significativo na cadeia respiratória. A natureza e a especificidade da interação do citocromo c com bicamadas lipídicas têm sido bastante investigadas ultimamente, mas informações detalhadas e precisas sobre tais assuntos ainda não existem. É aceito que ocorre primeiramente uma interação eletrostática entre a proteína citocromo c e as membranas fosfolipídicas. Em seguida, há uma interação hidrofóbica. Entretanto, ainda não é bem compreendido o papel da cadeia fosfolipídica. A associação do citocromo c com membranas lipídicas induz mudanças no estado de spin do átomo de ferro. A interação entre as vesículas carregadas e o citocromo c induz mudanças estruturais na proteína, as quais são refletidas no seu centro ativo, ou grupo heme. As mudanças do campo cristalino no sítio do ferro hemínico de forte para fraco são acompanhadas por mudanças do estado de spin de baixo para alto, respectivamente. Neste trabalho, estuda-se sistematicamente a natureza da interação entre o citocromo c e a cadeia fosfolipídica. As mudanças estruturais no grupo heme foram correlacionadas com a natureza do lipídio, ou seja, com a carga da cabeça e com o tamanho e o tipo da cadeia fosfolipídica. Foram utilizados treze lipídios diferentes, naturais e sintetizados, com cabeças polares negativas e neutras e com cadeias carbônicas saturadas e insaturadas de diferentes comprimentos. Para tal investigação, utilizamos as técnicas: Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) Onda Contínua (CW) e Pulsada (PW) e Dicroísmo Circular Magnético (MCD). As técnicas enunciadas avaliam as mudanças de estado de spin e a simetria do citocromo c nos seus estados férrico e ferroso. A interação lipoprotéica lipídio/citocromo c foi avaliada com lipídios diferentes, inclusive com o lipossomo PCPECL, que mimetiza a membrana interna da mitocôndria nos eucariontes. A partir dos resultados experimentais, sugerimos um modelo para esse tipo de associação. / This association lipid/cytochrome c is interesting to study in order to understand the peroxidase activity of this protein, that plays an important role in the respiratory chain and in the apoptosis process or the programmed cell death. The nature and specificity of the interaction of cytochrome c with lipid bilayers have been major goals in recent studies, but detailed information on that issue is not yet widely available. In this regard, it is generally accepted that the electrostatic interaction is an important factor in the association of cytochrome c with phospholipid membranes, followed by a hydrophobic interaction. However, the role played by the phospholipid chain is not well understood. The association of cytochrome c with negative membranes induces a change in the heme iron spin state. The interaction between the charged vesicles and cytochrome c leads to structural changes in the active central or heme group. The changing of the crystalline field of the heme iron from strong to weak is accompanied by spin states changes from low to high spin, respectively. These facts concerned us to investigate more systematically the nature of the interaction between cytochrome c and the phospholipid chains. The lipid-induced effects in the heme iron crystalline field are correlated to the nature of the charged head group and to the size and type of the phospholipid chain. Thirteen different lipids, nature and synthetic, were used, with negative and neutra1 polar head group and saturated and unsaturated acyl chains with different length. This work investigates the change of heme iron spin state and symmetry of ferric cytochrome c using Continuous Wave (CW) and pulsed (PW) Electron Paramagnetic Resonance (EPR) and Magnetic Circular Dichroism (MCD) techniques. These techniques analyze the spin state change and the symmetry of the iron cytochrome c in its ferric and ferrous states. The effect of the different lipids were analyzed, including PCPECL membrane that mimetics the inner mitocondrial membrane in eukaryotes.

Estão sendo apresentados, neste trabalho, estudos estruturais e magnéticos do composto de [CuBr2(fdmp)2] utilizando as técnicas de difração de Raio-X e espectroscopia de EPR. a complexo cristaliza no grupo espacial P21/n com a=8.1653(47)&#197, b=10.432(3)&#197, c=13.385(4)&#197, &#946=100.12(4)&#176 e Z=2. Os íons de Cu(II), que estão em coordenação quadrado-planar trans ligando-se a dois Nitrogênios e dois Bromos, se encontram em centros de inversão. Somente urna linha de EPR e observada, proveniente do colapso das ressonâncias relativas aos dois íons de Cu(II) magneticamente não equivalentes, causado pela interação de troca. Devido a diferença significativa entre os pesos atômicos do Nitrogênio e Bromo, não e esperada urna simetria axial para o tensor g como é comum ocorrer em vários complexos de Cu(II); de fato, a decomposição de g cristalino para os dois g moleculares revela três autovalores distintos. Alem disso, a direção de maior g não coincide exatamente com a normal ao quadrado-planar, como é comum nesses complexos: se encontra rodada de &#8764 5&#176 em direção ao Bromo, caracterizando um estado fundamental do tipo dx2-y2 com mistura de dyz. Outro fato incomum verificado foi a dependência do fator g com a freqüência e a presença de contribuições não-seculares, característicos de sistemas em que a freqüência de troca é próxima a freqüência de Larmor. Uma analise da variação angular da largura de linha de ressonância foi utilizada para a determinação do parâmetro de troca &#8204J&#8204. Está também incluído, neste trabalho, um método numérico de decomposição de g cristalino em g moleculares e sua comparação com métodos da literatura. / In the present work, we discuss the structural and magnetic properties of the [CuBr2(fdmp)2] compound deduced from studies of X-ray diffraction and EPR spectroscopy. This complex crystallizes in the spatial group P21/n with a=8.1653(47)&#197, b=10.432(3)&#197, c=13.385(4)&#197, &#946=100.12(4)&#176 and Z=2. The copper ions, Cu (II), are in a square-planar coordination bound to two nitrogen and two bromine atoms. They are localized in inversion centers. Only one EPR line has been observed due to the collapse of the resonances of the two magnetically inequivalent Cu (II) ions caused by a strong exchange interaction between them. Since nitrogen and bromine have significantly different atomic weights we may not expect an axially symmetric g-tensor as is commonly found in many Cu (II) complexes. In fact, the decomposition of the experimental crystalline g-tensor into two molecular tensors reveals three distinct eigen-values. Furthermore, the axis of the largest molecular eigen-value does not exactly coincide with the normal of the square plane: it is rotated by &#8764 5&#176 toward the bromine atom which characterizes a dx2-y2 ground state with some contribution from a dyz state. Another unusual fact that has been revealed in our studies is the frequency dependence of the g-factor, due to the presence of non-secular contributions to Hamiltonian, which are characteristic for systems with a exchange frequency near the Larmor frequency. In order to determine the exchange factor &#8204J&#8204, we analyzed the angular dependence of the line broadening. In the present work we also included a numerical method for the decomposition of the crystalline g-tensor into molecular ones and compared it with other methods found in the literature.

O objetivo deste trabalho foi o estudo do íon Fe3+ em monocristais e fibras monocristalinas de LiNbO3, através da técnica espectroscópica da Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE), nas freqüências de 10 e 34GHz, à temperatura ambiente. O Hamiltoniano de Spin para o íon Fe3+ ocupando um sítio de simetria trigonal (C3v) é dado por: H = \'beta\' \'VET.H\' \'VET.g\' \'VET.S\' + \'B20O20+B40O40 . Foram analisadas três amostras de LiNbO3, com diferentes concentrações de Fe3+ e os parâmetros de campo cristalino e fator-g encontrados são: fibra (0.3 mol% de Fe3+) g = 1.9908 \'+OU-\' 0.0002, \'B. SUP. 0 INF. 2\' = 5.4\'+OU-\'0.2x10-2 cm-1 , \'B. SUP. 0 INF. 4\' = -7.7\'+OU-\'1.5x10-5cm-1, monocristal 90 (0.22 mol%) g = 2.0043\'+OU-\'0.0002, \'B. SUP. 0 INF. 2\' = 5.35\'+OU-\'0.25x10-2 cm-1, \'B. SUP. 0 INF. 4\'= - 4.03\'+OU-\'1.4x10-5cm-1, monocristal 99 (0.02 mol%) g = 2.0026\'+OU-\'0.0004, \'B. SUP. 0 INF. 2\' = 5.4\'+OU-\'0.3x10-2 cm-1, \'B. SUP. 0 INF. 4\' = - 8.33\'+OU-\'1.6x10-5cm-1. Foi medida e analisada a dependência angular da largura das linhas nas duas bandas de freqüências. Através de modelos teóricos (Watanabe, Orbach-Das-Sharma, Spinspin, Spin-spin Spin-órbita) calculamos o parâmetro de desdobramento a campo zero, \'B. SUP. 0 INF. 2\', do estado fundamental do íon Fe3+, para determinar qual o sítio que este íon ocupa no LiNbO3. / We report EPR measurements of Fe3+ ion in bulk LiNbO3 single crystals and in the form of fibers. Spin Hamiltonian for the Fe3+ ion in a trigonal symmetry (C3v) site is given by: H = \'beta\' \'VET.H\' \'VET.g\' \'VET.S\' + \'B20O20+B40O40. Measurements were performed at room temperature and two frequency bands, 10 and 34GHz, using three samples of LiNbO3 with different concentrations of Fe3+ g-factor and the crystal field parameters were found to be: for fiber (0.3 mol% of Fe3+) g = 1.9908 \'+OU-\' 0.0002, \'B. SUP. 0 INF. 2\' = 5.4\'+OU-\'0.2x10-2 cm-1 , \'B. SUP. 0 INF. 4\' = -7.7\'+OU-\'1.5x10-5cm-1, for the single crystal 90 (0.22 mol%) g = 2.0043\'+OU-\'0.0002, \'B. SUP. 0 INF. 2\' = 5.35\'+OU \'0.25x10-2 cm-1, \'B. SUP. 0 INF. 4\'= - 4.03\'+OU-\'1.4x10-5 cm-1, and for the single crystal 99 (0.02 mol%) g = 2.0026\'+OU-\'0.0004, \'B. SUP. 0 INF. 2\' = 5.4\'+OU-\'0.3x10-2 cm-1, \'B. SUP. 0 INF. 4\' = - 8.33\'+OU-\'1.6x10-5cm-1. The angular dependence of the line width were also measured and compared with theoretical model. To determine the substitutional site of Fe3+ ion in the LiNbO3 lattice, we calculated the zero field splitting parameter \'B. SUP. 0 INF. 2\' of the ground state, using many theoretical models (Watanabe, Orbach-Das-Sharma, Spin-spin, Spin-Spin Spinorbita).

Foram estudados compósitos poluméricos e vidros fluoroindatos utilizando as espectroscopias de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) pulsada e Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE). O estudo de RMN do 1H nos compósitos baseado no polímero polióxido de etileno e partículas de carbono permitiu diferenciar as mobilidades das cadeias poluméricas e identificar as contribuições destas fases. A partir das medidas de RPE foi possível sugerir uma interpretação das interações entre as partículas de carbono nos compósitos. Nos vidros fluoroindatos foi estudado o processo de cristalização, sendo acompanhada sua influência na relaxação nuclear do 19F. A cristalização foi observada por RPE nos vidros dopados com Cu2+, Mn2+ e Gd3+, sendo verificadas as alterações locais causadas por este processo. / Polymeric composites and fluoroindate glasses were studied using pulsed Nuclear Magnetic Resonance (NMR) and Electron Paramagnetic Resonance (EPR) spectroscopies. Study of the composite formed by the polymer poly-ethylene oxide and carbon particles allowed us to distinguish the mobilities of polimeric chains and to identify the contributions from different phases. From EPR measurements it was possible to suggest an interpretation of the interactions between carbon particles in the composites. The main objective in the fluoroindate glasses study was to follow the crystallzation process. The 19F NMR measurements allowed to the observation of the influence of this process in the nuclear relaxation. The crystallization was also tracked by EPR spectroscopy in the doped glasses with the paramagnetic ions Cu2+, Mn2+ and Gd3+. This was accomplished by observing the local alterations caused by that process.

Neste trabalho foi desenvolvido um programa para simular espectros de ressonância paramagnética eletrônica (RPE) de onda contínua de amostras policristalinas para tensores não coincidentes. O Hamiltoniano de spin utilizado inclui os tensores anisotrópicos g, interação hiperfina, divisão de campo zero e quadrupolar e o termo Zeeman nuclear isotrópico. O programa inclui várias tecnologias novas, tais como: segmentação de campo com teoria de perturbação de autocampo para localizar as posições de campo ressonante, os métodos de distribuição Espiral e Repulsão para determinar o conjunto de orientações e a interpolação bidimensional triangular para reduzir o número de orientações computadas. A conjunção desses algoritmos podem aumentar a velocidade e a precisão das simulações, especialmente na simulação de espectros de sistemas de spin de dimensões grandes. O programa foi testado em algumas situações reais e o resultado obtido pode ser considerado, em alguns casos, equivalente aos programas comerciais e, em outros casos, de qualidade superior. / A computer program to simulate continuous wave electron paramagnetic resonance (EPR) powder spectra for noncoincident tensors has been developed. The spin Hamiltonian used includes anisotropic g, hyperfine interaction, zero field splitting and quadrupolar tensors and isotropic nuclear Zeeman term. The program includes a number of new technologies such as: field positions, spiral and repulsion methods for determining a set of orientations and triangular bidimensional interpolation to reduce the number of computed orientations. The conjunction of these algorithms can greatly increase the speed and the accuracy of simulations; especially in simulating powder spectra of spin systems of large dimensions. The program has been tested in some real situations and the obtained result can be considered, in some cases, equivalent to that of commercial software, in other cases, of superior quality.

Chronic fatigue affects athletes' abilities to maintain force and power capabilities over the course of a season. The ability for sport scientists and coaches to monitor and manage fatigue is beneficial for all sports, especially those with lengthy seasons. Although methods of monitoring and managing fatigue have been suggested for various sports, there is currently limited research examining methods of monitoring fatigue in baseball over the course of a season. To effectively maintain peak performance, potential methods for monitoring and managing fatigue in baseball players need to be discussed.

The retinal pigment epithelium (RPE) is a transporting epithelium with polarized membrane domains. A unique characteristic of these cells is that their apical surface does not face a lumenal space, but is directly apposed to a layer of neurons (photoreceptors) and their associated extracellular matrix. Because the interaction occurring at this site is important for retinal attachment and particle phagocytosis, an attempt was made to identify epithelial molecules which potentially could mediate cell-cell or cell-matrix adhesion. In the present report, the subcellular localization of β1-integrins, the main receptors for extracellular matrix ligands, has been examined within Xenopus RPE. Several previously characterized antibodies were used in this analysis including: two rabbit polyclonal antibodies directed against purified chick muscle fibronectin receptor (pAbs No. 3818 and No. 2999), and a monoclonal antibody specific for Xenopus β1-integrin subunit (mAb 8C8). In Western blots of whole epithelial cell extracts, each of the antibodies intensely labeled a 115 kDa band, consistent with β1-integrin reactivity. One of the reagents (pAb No. 3818) also weakly stained unidentified bands of 50 and 100 kDa. Pre-clearing experiments demonstrated that pAb No. 3818 and mAb 8C8 both recognize the same detergent-soluble integrin: when cell extracts were depleted of β1-integrin by immunoprecipitation with mAb 8C8, the 115 kDa antigen recognized by pAb No. 3818 was not observed. Consistent with their similar immunochemical reactivities, each of the antibodies produced equivalent immunocytochemical staining of many eyecup tissues, including extraocular skeletal muscle cells, scleral and choroidal fibroblasts and vascular endothelium of the choroid and neural retina. In the native RPE, and isolated sheets of epithelium, however, qualitative differences in labeling between these antibodies were evident. Analysis by confocal microscopy showed that, while all three antibodies stained the basal surface of the epithelium, pAb No. 3818 also strongly labeled the apical microvillar surface. As the adjacent photoreceptors did not cross-react with this antibody in control experiments, the apical RPE staining could not be accounted for as contamination with retinal tissues during isolation. Furthermore, when the apical cell surface was selectively biotinylated in situ, and biotinylated proteins precipitated by streptavidin-agarose, β1-integrin was detected by immunoblotting with both mAb 8C8 and pAb No. 3818. This domain-specific material, however, represented only a fraction of the whole cell surface integrin: substantially greater amounts of tagged molecules could be detected when isolated epithelial sheets were biotinylated, most likely representing the basal protein. Based on these results, it can be concluded that β1-integrin is present in both basal and apical RPE plasma membranes. Molecules present in the apical, membrane may represent components of adhesion receptors responsible for retina-epithelium interactions.

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Neste trabalho, usamos a técnica de Ressonância Paramagnética Eletrônica em seu modo convencional para o estudo da enzima clorocatecol 1,2-dioxigenase e em seu modo pulsado para o estudo da estrutura dinâmica de biomembranas. Clorocatecol 1,2-dioxigenase é uma enzima que catalisa a clivagem de estruturas aromáticas, como a do clorocatecol, via a a ativação e incorporação de uma molécula de oxigênio e que possui em seu sítio ativo um íon Fe(III). Nossos resultados de CD e atividade enzimática mostram o intervalo de temperaturas entre 20-25 ºC como aquele no qual a enzima apresenta atividade máxima. A maior contribuição para sua estrutura secundária vem de folhas β anti-paralela. A quantificação do número de spin feita por EPR indicou a presença de um íon Fe(III) por molécula de CCD, estando esse íon em estado de spin alto e simetria rômbica, como se depreende da linha estreita em g=4,3. Os parâmetros de desdobramentos de campo zero foram determinados pela medida em função da temperatura da linha em g=4,3, fornecendo λ=E/D=1/3 e D=(1,3±0,2) cm -1. O gráfico de Scatchard construído a partir dos espectros de EPR quando da titulação da enzima com o substrato catecol indicou a presença de um único sítio ligante de catecol, em acordo com a quantificação anterior do metal, e cuja constante de afinidade enzima-substrato é k=(2,7±0,1)x10-6 M. No que tange a EPR pulsado, foram utilizadas as chamadas técnicas modernas de EPR, com ênfase em 2D-ELDOR, para a investigação de diversos aspectos em membranas de interesse biológico. Primeiramente, investigamos a diferenciação entre a fase de líquido ordenado (Lo) e a de líquido cristalino (Lc) em membranas modelo de lipídio puro e lipídio/colesterol (1/1) contendo diferentes marcadores de spin (16-PC, CSL e DPPTC). Aí mostramos que é possível distinguir-se diferentes fases lipídicas apenas por simples inspeção visual dos espectros de 2D-ELDOR de um determinado marcador de spin incorporado à membrana. Além disso, realizamos simulações através do pacote de programas NLSPMC e determinamos as diferenças quantitativas entre as fases lipídicas: o estado de líquido ordenado apresenta maior fluidez e ordenamento na região das cadeias acílicas, ao passo que, na região da cabeça polar, mostra menor ordenamento. Em seguida, estudamos o efeito da presença de colesterol em alta concentração sobre o comportamento da membrana como função da temperatura. Nesse caso, o colesterol atua de maneira a manter a membrana em uma fase altamente ordenada e fluída dentro do intervalo de temperaturas medido, abolindo a transição gel-Lc do lipídio DPPC. Uma tentativa de aplicação de nossa metodologia ao estudo de membranas biológicas foi feita ao estudarmos membranas bleb que são ricas em colesterol. Estas mostram comportamento semelhante àquele observado para as membranas modelo com alta concentração de colesterol, um indicativo da existência de domínios Lo naquelas membranas biológicas. Por fim, estudamos o efeito da presença do peptídeo Gramicidina A\' (GA) sobre a estrutura da membrana de DPPC. Os resultados de 2DELDOR mostram claramente a presença de duas populações de lipídios (\"boundary\" e \"bulk\"). As simulações desses espectros foram as primeiras feitas com espectros contendo duas componentes e com os dados nas formas Sc- e Secsy. Essas mostram que os lipídios \"bulk\" são pouco afetados pela presença de moléculas de GA, ao passo que os lipídios \"boundary\" têm suas cadeias acílicas dobradas na porção terminal em torno das moléculas de GA, mecanismo que suporta a formação de domínios em fase HII na membrana. / In this work, EPR-CW and 2D-FT-EPR are used to study the enzyme chlorocatechol 1,2-dioxygenase and the dynamic structure of biological relevant membranes, respectively. Chlorocatechol 1,2-dioxygenase (CCD) is a non-heme Fe(lIl) enzyme that catalyses the ring cleavage of aromatic compounds like chlorocatechol. The structure stability as a function of the temperature was determined via circular dichroism and catalytic activity assays. The enzyme has its maximum activity at 20-25 ºC. The main contribution to its secondary structure comes from antiparallel Β sheets. The iron content was determined by EPR measurements, indicating the presence of one Fe(llI) per molecule. The Fe(III) ion shows a very narrow line at g=4.3 indicating a high spin state in a rhombic symmetry with λ=E/D=1/3 and D=(1,3±0,2) cm -1. The Scatchard plot based on EPR spectra suggests the existence of one site for substrate binding with a binding constant k=(2,7±0,1)x10-6 M. As for 2D-FT-EPR, the so-called modem EPR techniques, like 2D-ELDOR, were used to investigate several aspects of biologically relevant membranes. Firstly, we determined the differences between the liquid-ordered (Lo) and the liquid-crystalline (Lc) phases in model membranes of pure lipid and of lipid/cholesterol (1/1) mixtures containing different spin labels (16-PC, CSL, and DPPTC). In this case, we show how 2D-ELDOR makes possible the differentiation between Lo and Lc phases just by a pattern recognition scheme. We also performed simulations of those spectra and the results are: the Lo phase shows higher fluidity and ordering in the acyl chain region, whereas it shows lower ordering in the headgroup polar region. After that the membrane behaviour as s function of temperature was studied. We showed that cholesterol maintains the membrane in a highly ordered and fluid structure over the entire range of temperatures, abolishing the gel-Lc phase transition of the lipid DPPC. The biological membrane bleb was the first attempt to apply our methodology to real membranes. The 2D-ELDOR results for bleb membranes indicate the existence of Lo domains in the structure of those membranes. Finally, we studied the effects of the peptide Gramicidin A\' (GA) on the lipid organization of DPPC membranes. The 2D-ELDOR results show very clear two-component spectra (assigned to bulk and ,boundary lipids), which were simulated by the NLSPMC programs. This is the first time that 2D-FT-EPR multi-component spectra are simulated using both the Sc- and Secsy formal. The simulations indicate that the GA molecules do not significantly affect the bulk lipid, whereas the boundary lipids present the end portion of their acyl chain bent towards the GA molecule. This mechanism is probably responsible for the local formation of the HII phase in the membranes.