São salientados neste trabalho de pesquisa alguns pontos importantes da origem, evolução e normatização do ensaio SPT (\"Standard Penetration Test\") no Brasil e no exterior, bem como analisadas variantes, em uso, do método de ensaio proposto pela ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), tais como acionamento com cabo de aço e avanço da perfuração feita pela cravação do próprio amostrador, apresentando-se uma avaliação preliminar da influência nos valores dos índices de resistência à penetração N do SPT. Variáveis tidas como de relevância também serão avaliadas, com a quantificação da influência delas, de forma preliminar. Pode-se citar, entre estas variáveis, o tipo do martelo, o dispositivo para queda livre, o uso de roldana móvel, tamanho da cabeça de bater, estado de conservação da composição das hastes e o uso ou não do coxim de madeira. Para a análise e avaliação tanto dos métodos variantes quanto das variáveis intervenientes foram coletados dados em sondagens/ensaios realizados, em quatro cidades de três Estados brasileiros, por seis empresas selecionadas e escolhidas em conformidade aos interesses específicos dos trabalhos. Por fim, são feitas sugestões para continuidade dos trabalhos de pesquisa, visando a melhoria deste tipo de sondagem/ensaio, quanto ao entendimento de suas variáveis, evolução, normatização e, consequentemente, sua padronização. / This research work presents some important aspects of the origin, evolution and standardization of the Standard Penetration Test (SPT), both in Brazil and abroad. It will also introduces the currently used variations of the proposed ABNT (Brazilian Association of Technical Standard) test method, which encompass the use of steel rope and drilling advance by sampler driving, and a preliminary evaluation on N values. Finally, it also analyses the influence on N results, of variables such as type of hammer, free weight fall system, use of mobile sheave wheel, size of anvil, state of conservation of sampling rods and use or not of a hard wood cushion. Analysis and evaluation were performed using selected data obtained from six different companies which carried out tests in four cities at three different Brazilian States. Finally suggestions are made for the continuity of research works on this subject aiming SPT test improvement by the understanding of the variables which affect N values which will contribute to its standardization.

São salientados neste trabalho de pesquisa alguns pontos importantes da origem, evolução e normatização do ensaio SPT (\"Standard Penetration Test\") no Brasil e no exterior, bem como analisadas variantes, em uso, do método de ensaio proposto pela ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), tais como acionamento com cabo de aço e avanço da perfuração feita pela cravação do próprio amostrador, apresentando-se uma avaliação preliminar da influência nos valores dos índices de resistência à penetração N do SPT. Variáveis tidas como de relevância também serão avaliadas, com a quantificação da influência delas, de forma preliminar. Pode-se citar, entre estas variáveis, o tipo do martelo, o dispositivo para queda livre, o uso de roldana móvel, tamanho da cabeça de bater, estado de conservação da composição das hastes e o uso ou não do coxim de madeira. Para a análise e avaliação tanto dos métodos variantes quanto das variáveis intervenientes foram coletados dados em sondagens/ensaios realizados, em quatro cidades de três Estados brasileiros, por seis empresas selecionadas e escolhidas em conformidade aos interesses específicos dos trabalhos. Por fim, são feitas sugestões para continuidade dos trabalhos de pesquisa, visando a melhoria deste tipo de sondagem/ensaio, quanto ao entendimento de suas variáveis, evolução, normatização e, consequentemente, sua padronização. / This research work presents some important aspects of the origin, evolution and standardization of the Standard Penetration Test (SPT), both in Brazil and abroad. It will also introduces the currently used variations of the proposed ABNT (Brazilian Association of Technical Standard) test method, which encompass the use of steel rope and drilling advance by sampler driving, and a preliminary evaluation on N values. Finally, it also analyses the influence on N results, of variables such as type of hammer, free weight fall system, use of mobile sheave wheel, size of anvil, state of conservation of sampling rods and use or not of a hard wood cushion. Analysis and evaluation were performed using selected data obtained from six different companies which carried out tests in four cities at three different Brazilian States. Finally suggestions are made for the continuity of research works on this subject aiming SPT test improvement by the understanding of the variables which affect N values which will contribute to its standardization.

A sondagem de simples reconhecimento do solo com medida do índice de resistência à penetração dinâmica do amostrador (NSPT), universalmente conhecida como ensaio SPT, é um dos ensaios de campo mais difundidos no Brasil. A popularidade deste ensaio deve-se a sua praticidade, baixo custo, à experiência já adquirida e a fácil utilização dos seus resultados. Entretanto, este ensaio tem sido amplamente criticado devido às variações de equipamentos e procedimentos, que causa dispersões significativas nos resultados. Usualmente, o índice NSPT é utilizado na estimativa da capacidade de carga e recalque de fundações, a partir de correlações empíricas ou semi-empíricas, o que também recebe críticas, visto que essas correlações são baseadas em observações práticas e sem fundamento científico. O índice NSPT é função da quantidade de energia entregue ao amostrador, durante o golpe no ensaio SPT. Assim, o conhecimento da eficiência permite normalizar os valores de NSPT para um valor de referência padrão. O valor padrão adotado internacionalmente, correspondente a uma eficiência de 60%. Desta forma, a análise racional dos resultados de ensaios SPT, concentra-se na estimativa das quantidades de energia envolvidas no ensaio. Neste contexto, o presente trabalho trata da interpretação racional de ensaios SPT realizados com o monitoramento das quantidades de energia envolvidas no ensaio. As energias foram obtidas indiretamente, através de sinais de força e aceleração durante a propagação da onda de tensão pela composição de haste. Para tanto, foram utilizados segmentos de hastes instrumentadas com células de carga e acelerômetros; e um sistema de aquisição de dados indicado para o monitoramento de eventos dinâmicos. Os ensaios SPT foram realizados com instrumentação dinâmica em duas seções ao longo da composição de hastes (topo e base, simultaneamente). Assim, a partir desse arranjo, foram determinadas as quantidades de energia responsáveis pela cravação do amostrador e as perdas ocorridas. A partir dos sinais de força no topo do amostrador, foram determinadas as resistências dinâmicas mobilizadas no sistema solo-amostrador devido à cravação. Estes resultados experimentais foram comparados com resultados teóricos de resistência dinâmica e estática, obtidos com base no Princípio de Hamilton. De posse dos resultados de eficiência, comprimento das amostras recuperadas e do atrito adesão entre a parede externa do amostrador e o solo, foi feito o equilíbrio das reações mobilizadas no amostrador, segundo a proposta de Aoki (2013), sendo obtidas as resistências de ponta e atrito (interno e externo) no sistema solo-amostrador. / The Standard Penetration Test (SPT) with measurement of the index of resistance to dynamic penetration of the sampler (NSPT) is one of the most widespread in situ tests in Brazil. The popularity of this test is due to its practicality, low cost, acquired experience by practitioners and simple applicability of its results. However, this test has been widely criticized because of variation in equipment and procedures, which causes significant dispersion in the results. The NSPT index is usually used to estimate the bearing capacity and settlement of foundations, using empirical or semi-empirical correlations. This fact also receives criticism, as these correlations are based on practical observations without any scientific basis. The NSPT index depends on the amount of energy delivered to the sampler, during the blow in the SPT test. Thus, knowing the equipment efficiency allows normalizing the NSPT values to a standard reference value. The international reference value corresponds to an efficiency of 60%. In this way, the rational analysis of the results of SPT tests essentially depends on the estimation of the quantities of energy involved in the test. This research presents the rational interpretation of the SPT test results based on monitoring the amounts of energy involved in the test. The energies were indirectly obtained through force and acceleration signals during the stress wave propagation along the string of rods. For this, rod subassemblies instrumented with load cells and accelerometers were used. A suitable data acquisition system for monitoring dynamic events was also used. The SPT tests were performed with instrumented subassemblies placed at two positions along the string of rods (top and bottom simultaneously). Thus, from this arrangement, the amounts of energy accountable for the sampler penetration and the energy losses occurred were determined. Likewise, the dynamic resistances mobilized in the soil-sampler system during the penetration were determined from the force and acceleration signals at the top of the sampler. These experimental results were compared with those theoretical results, based on the Principle of Hamilton. With the efficiency results, the length of recovered samples and the external skin friction in the soil-sampler system, the balance of the reactions mobilized in the sampler was verified, as proposed by Aoki (2013). Thus, the tip and skin friction (internal and external) resistances in the soil-sampler system were obtained.

A sondagem de simples reconhecimento do solo com medida do índice de resistência à penetração dinâmica do amostrador (NSPT), universalmente conhecida como ensaio SPT, é um dos ensaios de campo mais difundidos no Brasil. A popularidade deste ensaio deve-se a sua praticidade, baixo custo, à experiência já adquirida e a fácil utilização dos seus resultados. Entretanto, este ensaio tem sido amplamente criticado devido às variações de equipamentos e procedimentos, que causa dispersões significativas nos resultados. Usualmente, o índice NSPT é utilizado na estimativa da capacidade de carga e recalque de fundações, a partir de correlações empíricas ou semi-empíricas, o que também recebe críticas, visto que essas correlações são baseadas em observações práticas e sem fundamento científico. O índice NSPT é função da quantidade de energia entregue ao amostrador, durante o golpe no ensaio SPT. Assim, o conhecimento da eficiência permite normalizar os valores de NSPT para um valor de referência padrão. O valor padrão adotado internacionalmente, correspondente a uma eficiência de 60%. Desta forma, a análise racional dos resultados de ensaios SPT, concentra-se na estimativa das quantidades de energia envolvidas no ensaio. Neste contexto, o presente trabalho trata da interpretação racional de ensaios SPT realizados com o monitoramento das quantidades de energia envolvidas no ensaio. As energias foram obtidas indiretamente, através de sinais de força e aceleração durante a propagação da onda de tensão pela composição de haste. Para tanto, foram utilizados segmentos de hastes instrumentadas com células de carga e acelerômetros; e um sistema de aquisição de dados indicado para o monitoramento de eventos dinâmicos. Os ensaios SPT foram realizados com instrumentação dinâmica em duas seções ao longo da composição de hastes (topo e base, simultaneamente). Assim, a partir desse arranjo, foram determinadas as quantidades de energia responsáveis pela cravação do amostrador e as perdas ocorridas. A partir dos sinais de força no topo do amostrador, foram determinadas as resistências dinâmicas mobilizadas no sistema solo-amostrador devido à cravação. Estes resultados experimentais foram comparados com resultados teóricos de resistência dinâmica e estática, obtidos com base no Princípio de Hamilton. De posse dos resultados de eficiência, comprimento das amostras recuperadas e do atrito adesão entre a parede externa do amostrador e o solo, foi feito o equilíbrio das reações mobilizadas no amostrador, segundo a proposta de Aoki (2013), sendo obtidas as resistências de ponta e atrito (interno e externo) no sistema solo-amostrador. / The Standard Penetration Test (SPT) with measurement of the index of resistance to dynamic penetration of the sampler (NSPT) is one of the most widespread in situ tests in Brazil. The popularity of this test is due to its practicality, low cost, acquired experience by practitioners and simple applicability of its results. However, this test has been widely criticized because of variation in equipment and procedures, which causes significant dispersion in the results. The NSPT index is usually used to estimate the bearing capacity and settlement of foundations, using empirical or semi-empirical correlations. This fact also receives criticism, as these correlations are based on practical observations without any scientific basis. The NSPT index depends on the amount of energy delivered to the sampler, during the blow in the SPT test. Thus, knowing the equipment efficiency allows normalizing the NSPT values to a standard reference value. The international reference value corresponds to an efficiency of 60%. In this way, the rational analysis of the results of SPT tests essentially depends on the estimation of the quantities of energy involved in the test. This research presents the rational interpretation of the SPT test results based on monitoring the amounts of energy involved in the test. The energies were indirectly obtained through force and acceleration signals during the stress wave propagation along the string of rods. For this, rod subassemblies instrumented with load cells and accelerometers were used. A suitable data acquisition system for monitoring dynamic events was also used. The SPT tests were performed with instrumented subassemblies placed at two positions along the string of rods (top and bottom simultaneously). Thus, from this arrangement, the amounts of energy accountable for the sampler penetration and the energy losses occurred were determined. Likewise, the dynamic resistances mobilized in the soil-sampler system during the penetration were determined from the force and acceleration signals at the top of the sampler. These experimental results were compared with those theoretical results, based on the Principle of Hamilton. With the efficiency results, the length of recovered samples and the external skin friction in the soil-sampler system, the balance of the reactions mobilized in the sampler was verified, as proposed by Aoki (2013). Thus, the tip and skin friction (internal and external) resistances in the soil-sampler system were obtained.

El texto completo de este trabajo no está disponible en el Repositorio Académico UPC por restricciones de la casa editorial donde ha sido publicado. / In geotechnical studies, the dynamic probing light (DPL) turns out to be an alternative method to the Standard Penetration test (SPT) for the determination of soil parameters. The requirement of various regulations for correlating both tests in the same field and not establishing a methodology to carry it out, limits the practical scope of dynamic probing light. Thus, this research presents a correlation methodology between the dynamic probing light (DPL) and the Standard Penetration test (SPT) specifically for sandy soils (SP and SP-SM) located in an area of Chilca, located in Cañete. - Lima Peru. For the analysis, more than 400 data pairs were used, obtaining two linear correlations between the count blow of Standard Penetration-NSPT test and the dynamic probing light method-N10, which presented an adjustment correlation between 84% and 87 %.

A presente pesquisa foi desenvolvida com o intuito de agregar alguns procedimentos ao Ensaio SPT, para se obter um maior número de parâmetros para o dimensionamento de fundações, visto que este ensaio é o tipo de investigação de subsolo mais utilizado no Brasil para este fim. Os procedimentos adicionados foram: medida de eficiência do equipamento e ensaio de arrancamento do amostrador em cada camada distinta de solo atravessado. Foram realizados nove ensaios de arrancamento do amostrador, em três furos de sondagem, nas profundidades de dois, cinco e dez metros (três camadas de solos distintas). Em um quarto furo foram realizadas duas provas de carga à compressão no amostrador (nas profundidades de dois e cinco metros) para determinação da eficiência do equipamento. Por meio destes ensaios foi possível obter: a resistência de ponta do ensaio SPT, a resistência por atrito lateral na face externa do amostrador, e a razão de atrito do ensaio SPT, que pode ser usada para a classificação de solo de modo similar ao utilizado para o ensaio de cone. Além destes resultados, neste trabalho foi também analisada a relação entre a resistência por atrito interna e externa no amostrador durante o ensaio, conhecida por a. Esta relação mostrou-se maior para a camada de solo com grande porcentagem de pedregulho e menor para a camada que apresentava maior porcentagem de argila. Foi observado também que o valor de a cresce linearmente com a razão entre o valor de NSPT e a tensão vertical efetiva na profundidade do ensaio. Os resultados deste trabalho também mostraram que o valor da razão entre a resistência de ponta do ensaio SPT (qSPT) e o valor de NSPT é único para o mesmo tipo de solo. Além disso, os valores encontrados nesta pesquisa da razão qSPT/ NSPT são próximos aos valores da razão entre a resistência de ponta do ensaio de cone e o NSPT encontrados na literatura. / This research was developed in order to add some procedures to the SPT test, to obtain new parameters for the design of foundations, since this test is the most used in Brazil for this purpose. The additional measurements are: the energy delivered to the rod during a hammer impact, and the sampler\'s shaft resistance known from static uplift. For this investigation, nine uplift tests were conducted on the SPT sampler, in three boreholes, at three different depths (two, five and ten meters) to the determination of the SPT side friction resistance. Additionally, two compressive static load tests were carried out on the sampler in a fourth borehole to the determination of the efficiency of the SPT equipment. The results showed that the SPT test could provide measurements of end bearing and side friction resistances. Also, a SPT normalized friction ratio was determined for the classification of soil in a similar way used based on CPT data. In addition, the ratio between the internal and the external skin friction in the sampler during the test, known as \"a\" was analyzed. The values of this ratio were higher for the soil with higher percentage of gravel, and smaller for the soil with higher percentage of fines. Additionally, the \"a\" value increases linearly with the ratio between the NSPT value and the effective vertical stress at the tested depth. The results of the ratio between the SPT end bearing resistance and the NSPT found in this research are of similar magnitude to the ratios between CPT end bearing resistance and the NSPT found in the literature.

A presente pesquisa foi desenvolvida com o intuito de agregar alguns procedimentos ao Ensaio SPT, para se obter um maior número de parâmetros para o dimensionamento de fundações, visto que este ensaio é o tipo de investigação de subsolo mais utilizado no Brasil para este fim. Os procedimentos adicionados foram: medida de eficiência do equipamento e ensaio de arrancamento do amostrador em cada camada distinta de solo atravessado. Foram realizados nove ensaios de arrancamento do amostrador, em três furos de sondagem, nas profundidades de dois, cinco e dez metros (três camadas de solos distintas). Em um quarto furo foram realizadas duas provas de carga à compressão no amostrador (nas profundidades de dois e cinco metros) para determinação da eficiência do equipamento. Por meio destes ensaios foi possível obter: a resistência de ponta do ensaio SPT, a resistência por atrito lateral na face externa do amostrador, e a razão de atrito do ensaio SPT, que pode ser usada para a classificação de solo de modo similar ao utilizado para o ensaio de cone. Além destes resultados, neste trabalho foi também analisada a relação entre a resistência por atrito interna e externa no amostrador durante o ensaio, conhecida por a. Esta relação mostrou-se maior para a camada de solo com grande porcentagem de pedregulho e menor para a camada que apresentava maior porcentagem de argila. Foi observado também que o valor de a cresce linearmente com a razão entre o valor de NSPT e a tensão vertical efetiva na profundidade do ensaio. Os resultados deste trabalho também mostraram que o valor da razão entre a resistência de ponta do ensaio SPT (qSPT) e o valor de NSPT é único para o mesmo tipo de solo. Além disso, os valores encontrados nesta pesquisa da razão qSPT/ NSPT são próximos aos valores da razão entre a resistência de ponta do ensaio de cone e o NSPT encontrados na literatura. / This research was developed in order to add some procedures to the SPT test, to obtain new parameters for the design of foundations, since this test is the most used in Brazil for this purpose. The additional measurements are: the energy delivered to the rod during a hammer impact, and the sampler\'s shaft resistance known from static uplift. For this investigation, nine uplift tests were conducted on the SPT sampler, in three boreholes, at three different depths (two, five and ten meters) to the determination of the SPT side friction resistance. Additionally, two compressive static load tests were carried out on the sampler in a fourth borehole to the determination of the efficiency of the SPT equipment. The results showed that the SPT test could provide measurements of end bearing and side friction resistances. Also, a SPT normalized friction ratio was determined for the classification of soil in a similar way used based on CPT data. In addition, the ratio between the internal and the external skin friction in the sampler during the test, known as \"a\" was analyzed. The values of this ratio were higher for the soil with higher percentage of gravel, and smaller for the soil with higher percentage of fines. Additionally, the \"a\" value increases linearly with the ratio between the NSPT value and the effective vertical stress at the tested depth. The results of the ratio between the SPT end bearing resistance and the NSPT found in this research are of similar magnitude to the ratios between CPT end bearing resistance and the NSPT found in the literature.

[pt] O presente trabalho visa elaborar o perfil de solo de uma área na Zona Norte da cidade do Rio de Janeiro, compreendendo os bairros Abolição, Água Santa, Benfica, Bonsucesso, Cachambi, Del Castilho, Engenho de Dentro, Encantado, Engenho Novo,Higienópolis, Inhaúma, Jacaré, Jacarezinho, Lins de Vasconcelos, Manguinhos, Méier, Maria da Graça, Piedade, Pilares, Quintino, Riachuelo, Rocha, Sampaio, Tomás Coelho,Todos os Santos e Vila Isabel, numa área total aproximada de 33 km2 com base em resultados de sondagens à percussão (SPT).A metodologia para concepção do perfil de sedimentação/intemperismo envolveu a recuperação e interpretações dos perfis obtidos em poços de sondagem, visitas de campo na região selecionada, análise de mapas e imagem aérea, revisões bibliográficas e extensa procura de dados em vários arquivos público. Um banco de dados foi criado no software ArcView, um sistema para aplicação de informação geográfica georeferenciada, a partir da base cartográfica digital na escala 1:2000. As entidades gráficas que representam o posicionamento dos poços sondados foram incorporadas no sistema assim como, toda a informação de interesse associada a interpretação dos respectivos boletins baseada no perfil de subsolo proposto. Na visualização 3D em sub-região de 3,30 Km2, onde o número e distribuição de poços foram considerados satisfatórias em uma análise preliminar, foram empregados dados referentes às sondagens SPT assim armazenadas (posição geográfica da boca do furo, profundidade do lençol freático, valores do número de golpes do ensaio SPT a cada metro de profundidade, quota altimétrica, espessuras e descrição qualitativa das camadas). Aplicações baseadas em GIS quando associadas com métodos de Geoestatística podem ser de interesse e importância fundamental em estudos regionais que envolvem planejamento urbano e tomadas de decisões, para elaboração de mapas de risco,contaminação do subsolo entre muitas outras aplicações no campo da Geotecnia e Geologia de Engenharia. / [en] This research intends to elaborate a subsoil profile for the region of the North Zone of the city of Rio de Janeiro, Brazil, encompassing the districts of Abolição, Água Santa, Benfica, Bonsucesso, Cachambi, Del Castilho, Engenho de Dentro, Encantado, Engenho Novo, Higienópolis, Inhaúma, Jacaré, Jacarezinho, Lins de Vasconcelos, Manguinhos, Méier, Maria da Graça, Piedade, Pilares, Quintino, Riachuelo, Rocha, Sampaio, Tomás Coelho, Todos os Santos and Vila Isabel, in a total area of 33 km 2 . The methodology aiming this objective involved the recovery and interpretation of borehole logs, several field trips to the selected region, analysis of maps and aerial images, bibliographic reviews and extensive data search in several public archives. A database was constructed using the software ArcView, for geographical information system applications, and a digital cartographic map on scale 1: 2,000. Graphical entities, representing the borehole positions, were also incorporated as well as all other information of interest drawn from the borehole logs, such as depth of the groundwater level, number of recorded SPT blows along the soil profile, a qualitative description of the local stratigraphy, depth of the sound rock, date of test execution, etc. A 3D visualization was also produced, employing the data correspondign to a smaller subregion (3.30 km 2 ), where both the number and distribution of boreholes were considered satisfactory in a preliminary analysis. GIS-based applications, possible associated with geoestatiscal methods, may be of fundamental interest and importance in regional studies involving urban planning, decision-making strategies, elaboration of maps of risk, subsoil and groundwater contamination, among many other applications in the field of geotechnical and geological engineering. / [es] EL presente trabajo tiene como objetivo elaborar el perfil de suelo de una región de la Zona Norte de la ciudad de Rio de Janeiro, que comprende los barrios Abolição, Agua Santa, Benfica, Bomsuceso, Cachambi, Del Castilho, Engenho de Dentro, Encantado, Engenho Nuevo,Higienópolis, Inhaúma, Jacaré, Jacarezinho, Lins de Vasconcelos, Manguinhos, Méier, María de la Graça, Piedad, Pilares, Quintino, Riachuelo, Roca, Sampaio, Tomás Coelho,Todos los Santos y Vila Isabel, para um total de 33 km2 con base en resultados de sondaje a la percusión (SPT). LA metodología para la concepción del perfil de sedimentación/intemperismo considera la recuperación e interpretaciones de los perfiles obtenidos em los pozos de sondage, visitas de campo en la región seleccionada, análisis de mapas e imágen aérea, revisiones bibliográficas y extensa búsqueda de datos en varios archivos públicos. Un banco de datos fue creado con el software ArcView, un sistema para aplicación de información geográfica georeferenciada, a partir de la base cartográfica digital en la escala 1:2000. Las entidades gráficas que representan la posición de los pozos sondados fueron incorporadas al sistema, así como toda la información de interés asociada a la interpretación de los respectivos boletines. En la visualización 3D en subregión de 3,30 Km2, dondelnúmero y distribución de pozos fueron considerados satisfactorias en un análisis preliminar, se utilizaron datos referentes a las sondages SPT almacenadas (posición geográfica de la boca del hueco, profundidad del manto freático, valores del número de golpes del ensayo SPT a cada metro de profundidad, cuota altimétrica, espesuras y descripción cualitativa de las camadas). Las aplicaciones baseadas en GIS asociadas con métodos de Geoestatística pueden ser de interés e importancia fundamental en estudios regionales que envuelven planificación urbana y toma de decisiones, para la elaboración de mapas de riesgo,contaminación del subsuelo entre muchas otras aplicaciones en el campo de la Geotecnia y Geología de Ingeniería.

Sphingolipids (SL) are essential structural components of membranes found in all eukaryotes and have also been identified in some bacteria. The first step of the SL biosynthetic pathway across all species is catalysed by serine palmitoyltransferase (SPT), a member of the alpha-oxoamine synthase (AOS) family of pyridoxal 5’- phosphate (PLP)-dependent enzymes. AOS enzymes are involved in the biosynthesis of a range of important natural products such as heme, vitamins and antibiotics where they catalyse the reaction between amino acid and acyl-thioester substrates. Substrate specificity across the family is of great importance, as human mutant SPTs shift the substrate specificity from L-serine to glycine or L-alanine that lead to production of deoxy-sphingolipids that are toxic to mammalian cells. PLP, a form of vitamin B6, is one of nature’s most versatile catalysts and is involved in over 160 enzymes that carry out diverse reactions on amine-containing substrates. This work probes the functional role of the phosphate group of PLP, usually housed in a phosphate binding cup (PBC) and investigates the need for a novel and unexpected H-bond between the hydroxyl group of the L-serine substrate and the 5’-phosphate group of PLP in SPT. In this study, the PLP cofactor was removed from SPT with amino-thiol substrates which act as mechanism-based inhibitors of SPT via production of a thiazolidine adduct. Replacement of natural PLP with the dephosphorylated form of the cofactor, pyridoxal, allowed a study on the importance of the PLP phosphate:L-serine H-bond on substrate specificity and optimal SPT activity. Furthermore, analysis of the phosphate binding cup of the ALAS:PLP:glycine external aldimine, a related AOS family member; revealed an important residue that could possibly be involved in determining substrate specificity of different members of the AOS family. PBC analysis also expanded, with a detailed and interesting study of a novel SPT:PLP:myriocin inhibitor complex. Human SPT is a heterodimeric, membrane-bound enzyme composed of two subunits (hLCB1/hLCB2) which is thought to contain a single PLP-containing active site. Mutations in human hLCB1 have been linked to the rare sphingolipid metabolic disease hereditary sensory neuropathy I (HSAN1). Recent studies identified three heterozygous missense mutations in the second human SPT subunit hLCB2 that show a significant loss in SPT activity. The three human SPT mutations V359M, G385V and I504F were mapped onto the bacterial S. paucimobilis SPT as V246M, G268V and G385F. These bacterial SPT mutant mimics reveal that the amino acid changes have varying impacts; they perturb the PLP cofactor binding, reduce the affinity for both substrates, decrease the enzyme activity, and, in the most severe case, cause the protein to be expressed in an insoluble form. SPTs and most of the other members of the AOS family utilise an acyl-CoA thioester substrate. In contrast, a sphingolipid-producing bacterium, S. wittichii, is thought to use a small type II acyl carrier protein (ACP) to deliver the acyl chain to its homodimeric SPT target. Converting the unmodified apo-ACP to the activated “substrate” acyl-ACP, has proven difficult and amino acid sequence alignment, combined with modelling studies revealed an unusual tryptophan residue that could prevent modification to the acyl-ACP form. In this study a double mutant ACP E36G/W37A has been prepared and characterised. Both wild-type and mutant S. wittichii ACP are expressed in the recombinant E. coli host in their inactive apoform. The transfer of a phosphopantethiene (4’PP) linker by a specific PPTase (also known as an acyl carrier protein synthase (AcpS)) has been successful in modifying the mutant form of ACP to its holo-form but could not transfer a palmitoyl group (C16). E.coli ACP has been successfully expressed, purified and characterised in this study. For the first time, ion mobility mass spectromerty (IM-MS) has been used on this protein to gain structural insight into the different forms of ACP. Collisional cross section (CCS) distributions have been calculated for different acylated states of the ACP concluding that the protein exists in equilibrium between two states: a compact and an extended conformation.

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