Made available in DSpace on 2014-06-12T18:31:01Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo8526_1.pdf: 463961 bytes, checksum: a98f7c43d684c2e4f4d575e4afef67af (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2003 / O principal resultado desse trabalho é descrever uma fórmula para o grupo de Whitehead de um grupo cristalográfico em dimensão três. Também contruimos um (L, VC(L) )-espaço universal n-dimensional e damos a classificação, módulo isomorfismo, dos subgrupos virtualmente cícilos infinitos de um 3-cristalográfico

Este trabalho documenta o processo de desenvolvimento de um software didático-interativo para síntese e visualização de estruturas cristalinas intitulado CrystalWalk (CW). Sua criação foi justificada inicialmente pela percepção, colhida junto a atores sociais, de deficiências nas ferramentas de ensino-aprendizagem relacionadas ao estudo de estruturas cristalinas de materiais. Posteriormente, um levantamento do estado da arte dos softwares cristalográficos existentes revelou oportunidades para o desenvolvimento de um novo software com preocupação eminentemente didática. Na especificação e elaboração do CW, foram preconizados os princípios do software livre, da acessibilidade e da democratização do conhecimento. Adotou-se o estado da arte de tecnologias e serviços para desenvolvimento de aplicações web interativas, tais como plataforma HTML5/WebGL, arquiteturas orientadas a serviços (SOA) e sistemas distribuídos responsivos, resilientes e elásticos. Para facilitar o entendimento e a síntese de estruturas cristalinas, foi proposto um inédito processo passo a passo baseado no conceito \"rede + motivo = estrutura cristalina\", que exige a participação ativa e consciente do usuário. Inseriu-se também uma ferramenta denominada \"narrativa didática\", por meio por meio da qual o usuário registra sequências de visualização acompanhadas de anotações e que podem ser compartilhadas múltiplas narrativas permitem atender a diferentes perfis de aprendizagem. Também foram incorporadas com sucesso funcionalidades didáticas eficazes para garantir plena acessibilidade aos recursos do CW e para aumentar seu alcance social, tais como o suporte à interação avançada e às tecnologias de interface de realidade virtual, o suporte à impressão 3D e a oferta de uma plataforma de publicação online. Na avaliação dos produtos gerados, o principal critério foi o atendimento às demandas dos atores sociais, que foram empoderados ao final do processo. O CW é a primeira plataforma a superar a maioria dos problemas apontados e das limitações encontradas nos instrumentos didáticos existentes sobre a temática deste trabalho, impactando positivamente o acesso e a democratização do conhecimento, por meio da construção coletiva, do estímulo à colaboração e da autonomia e independência tecnológicas. / This work documents the process of development of an educational interactive software for synthesis and visualization of crystal structures (crystallographic software) named CrystalWalk (CW). The development of CW was justified by educational problems that were the identified and defined from direct stakeholders inquiry process about the lack of proper didatic tools for teaching crystal structure topic in materials science and engineering disciplines. Further, an evaluation of the existing crystallographic softwares has shown opportunities for the development of a new software, focused on the educational approach. The process of development and implementation of CrystalWalk was guided by principles of free software, accessibility and democratization of knowledge, adopting state of art technologies for the development of interactive web applications, such as HTML5/WebGL, service oriented architecture (SOA) and responsive, resilient and elastic distributed systems. CW proposes an unprecedented step-by-step crystal structure creation approach, imparting the concept of lattice and motif through active and conscious user interaction. Additionally, a comprehensive set of didactic functionalities was also successfully implemented, as an online content publication platform for sharing interactive crystal structures, a \"didactic narratives\" tool that enables users to generate interactive classes based on predefined animated sequences as well the support for advanced interaction and virtual reality technologies as Oculus Rift, Google Cardboard, LEAP Motion, multi-touch devices and 3D printing technologies. Project deliverables were evaluated under action-research premises based on identified problems resolution and overall stake-holders acquired knowledge or empowerment . CW has successfully resolved most of the identified problems identified, empowering students, professors and researchers through positive impact in the democratization of knowledge and technological autonomy and independence.

A Thermotoga marítima (Tm) é uma bactéria que vive em temperaturas na faixa dos 65 até 90°C, com temperatura ótima do redor dos 80°C. A proteína TM1030 de Tm, é um regulador transcricional da família TetR (Tetracycline repressor protein) reguladores da expressão génica das proteínas TetA e TetB (Tetracycline resistance protein). Neste trabalho se rodarem 200ns de trajetória de dinâmica molecular a três temperaturas (293, 323 e 353K) da proteína TM1030 (PDB-1Z77) usando o pacote GROMACS com o potencial Amber99 e solvente explicito numa caixa cúbica com 90Å de comprimento, observando que RMSD da estrutura média da trajetória é menor em relação à estrutura cristalográfica, além disso que num primer momento esse RMSD tem uma mudança grande e que se estabiliza com uma maior velocidade nas maiores temperaturas. Também foi feito um analise de modos normais na mesma estrutura usando o mesmo potencial, mas com solvente implícito, usando o modelo GBSA, minimizando a estrutura até ter um coeficiente de força média de 6,4x10-8J·mol-1·cm-1 que assegura um bom mínimo local. Das trajetórias simuladas a partir das 6 menores frequências se achou uma relação com os movimentos observados nas dinâmicas moleculares e os esperados na transição alostérica entre as duas estruturas cristalográficas. Finalmente se calculam os fatores de temperatura das três trajetórias de dinâmica molecular, observando que seus esses fatores de temperatura aumentam com o aumento da temperatura, contrario do esperado da cristalografia onde diminuam com o aumento da temperatura do sistema. / The Thermotoga maritima (Tm) is a bacterium who can lives at temperatures of 65 to 90°C, with optimum temperature around of 80°C. The TM1030 protein of Tm is a transcriptional regulator from TetR family (Tetracycline repressor protein) regulators of gene expression of the TetA and TetB protein (Tetracycline resistance protein). In this work 200ns of molecular dynamics trajectory was run at three temperatures (293, 323 and 353K) of TM1030 protein (PDB-1Z77) using GROMACS package with Amber99 potential and explicit solvent in a cubic box with length 90A, noting that RMSD of the average structure of the trajectory is smaller with respect to the crystallographic structure, in addition, in a first time this RMSD have a large change and stabilizes at a higher speed at higher temperatures. There was also an analysis of normal modes on the same structure using the same potential, but with implicit solvent, using the GBSA model, minimizing the structure to have a medium force coefficient of 6,4x10-8J·mol-1·cm-1which ensures a good local minimum. Of the trajectories simulated from 6 lower frequencies was found a relationship with the movements observed in molecular dynamics and expected the allosteric transition between the two crystal structures. Finally was calculate the temperature factor of the three trajectories of molecular dynamics, observing their temperature factors increase with increasing temperature, contrary to expectations of crystallography which decrease with the increase of the system temperature.

Este trabalho documenta o processo de desenvolvimento de um software didático-interativo para síntese e visualização de estruturas cristalinas intitulado CrystalWalk (CW). Sua criação foi justificada inicialmente pela percepção, colhida junto a atores sociais, de deficiências nas ferramentas de ensino-aprendizagem relacionadas ao estudo de estruturas cristalinas de materiais. Posteriormente, um levantamento do estado da arte dos softwares cristalográficos existentes revelou oportunidades para o desenvolvimento de um novo software com preocupação eminentemente didática. Na especificação e elaboração do CW, foram preconizados os princípios do software livre, da acessibilidade e da democratização do conhecimento. Adotou-se o estado da arte de tecnologias e serviços para desenvolvimento de aplicações web interativas, tais como plataforma HTML5/WebGL, arquiteturas orientadas a serviços (SOA) e sistemas distribuídos responsivos, resilientes e elásticos. Para facilitar o entendimento e a síntese de estruturas cristalinas, foi proposto um inédito processo passo a passo baseado no conceito \"rede + motivo = estrutura cristalina\", que exige a participação ativa e consciente do usuário. Inseriu-se também uma ferramenta denominada \"narrativa didática\", por meio por meio da qual o usuário registra sequências de visualização acompanhadas de anotações e que podem ser compartilhadas múltiplas narrativas permitem atender a diferentes perfis de aprendizagem. Também foram incorporadas com sucesso funcionalidades didáticas eficazes para garantir plena acessibilidade aos recursos do CW e para aumentar seu alcance social, tais como o suporte à interação avançada e às tecnologias de interface de realidade virtual, o suporte à impressão 3D e a oferta de uma plataforma de publicação online. Na avaliação dos produtos gerados, o principal critério foi o atendimento às demandas dos atores sociais, que foram empoderados ao final do processo. O CW é a primeira plataforma a superar a maioria dos problemas apontados e das limitações encontradas nos instrumentos didáticos existentes sobre a temática deste trabalho, impactando positivamente o acesso e a democratização do conhecimento, por meio da construção coletiva, do estímulo à colaboração e da autonomia e independência tecnológicas. / This work documents the process of development of an educational interactive software for synthesis and visualization of crystal structures (crystallographic software) named CrystalWalk (CW). The development of CW was justified by educational problems that were the identified and defined from direct stakeholders inquiry process about the lack of proper didatic tools for teaching crystal structure topic in materials science and engineering disciplines. Further, an evaluation of the existing crystallographic softwares has shown opportunities for the development of a new software, focused on the educational approach. The process of development and implementation of CrystalWalk was guided by principles of free software, accessibility and democratization of knowledge, adopting state of art technologies for the development of interactive web applications, such as HTML5/WebGL, service oriented architecture (SOA) and responsive, resilient and elastic distributed systems. CW proposes an unprecedented step-by-step crystal structure creation approach, imparting the concept of lattice and motif through active and conscious user interaction. Additionally, a comprehensive set of didactic functionalities was also successfully implemented, as an online content publication platform for sharing interactive crystal structures, a \"didactic narratives\" tool that enables users to generate interactive classes based on predefined animated sequences as well the support for advanced interaction and virtual reality technologies as Oculus Rift, Google Cardboard, LEAP Motion, multi-touch devices and 3D printing technologies. Project deliverables were evaluated under action-research premises based on identified problems resolution and overall stake-holders acquired knowledge or empowerment . CW has successfully resolved most of the identified problems identified, empowering students, professors and researchers through positive impact in the democratization of knowledge and technological autonomy and independence.

A Thermotoga marítima (Tm) é uma bactéria que vive em temperaturas na faixa dos 65 até 90°C, com temperatura ótima do redor dos 80°C. A proteína TM1030 de Tm, é um regulador transcricional da família TetR (Tetracycline repressor protein) reguladores da expressão génica das proteínas TetA e TetB (Tetracycline resistance protein). Neste trabalho se rodarem 200ns de trajetória de dinâmica molecular a três temperaturas (293, 323 e 353K) da proteína TM1030 (PDB-1Z77) usando o pacote GROMACS com o potencial Amber99 e solvente explicito numa caixa cúbica com 90Å de comprimento, observando que RMSD da estrutura média da trajetória é menor em relação à estrutura cristalográfica, além disso que num primer momento esse RMSD tem uma mudança grande e que se estabiliza com uma maior velocidade nas maiores temperaturas. Também foi feito um analise de modos normais na mesma estrutura usando o mesmo potencial, mas com solvente implícito, usando o modelo GBSA, minimizando a estrutura até ter um coeficiente de força média de 6,4x10-8J·mol-1·cm-1 que assegura um bom mínimo local. Das trajetórias simuladas a partir das 6 menores frequências se achou uma relação com os movimentos observados nas dinâmicas moleculares e os esperados na transição alostérica entre as duas estruturas cristalográficas. Finalmente se calculam os fatores de temperatura das três trajetórias de dinâmica molecular, observando que seus esses fatores de temperatura aumentam com o aumento da temperatura, contrario do esperado da cristalografia onde diminuam com o aumento da temperatura do sistema. / The Thermotoga maritima (Tm) is a bacterium who can lives at temperatures of 65 to 90°C, with optimum temperature around of 80°C. The TM1030 protein of Tm is a transcriptional regulator from TetR family (Tetracycline repressor protein) regulators of gene expression of the TetA and TetB protein (Tetracycline resistance protein). In this work 200ns of molecular dynamics trajectory was run at three temperatures (293, 323 and 353K) of TM1030 protein (PDB-1Z77) using GROMACS package with Amber99 potential and explicit solvent in a cubic box with length 90A, noting that RMSD of the average structure of the trajectory is smaller with respect to the crystallographic structure, in addition, in a first time this RMSD have a large change and stabilizes at a higher speed at higher temperatures. There was also an analysis of normal modes on the same structure using the same potential, but with implicit solvent, using the GBSA model, minimizing the structure to have a medium force coefficient of 6,4x10-8J·mol-1·cm-1which ensures a good local minimum. Of the trajectories simulated from 6 lower frequencies was found a relationship with the movements observed in molecular dynamics and expected the allosteric transition between the two crystal structures. Finally was calculate the temperature factor of the three trajectories of molecular dynamics, observing their temperature factors increase with increasing temperature, contrary to expectations of crystallography which decrease with the increase of the system temperature.

A relação entre os grupos de tranças de superfícies e os grupos de homotopia das esferas é atualmente um tópico de bastante interesse. Nos últimos anos tem sido feitos avanços consideráveis no estudo desta relação no caso dos grupos de tranças de Artin com n cordas, denotado por Bn, da esfera e do plano projetivo. Nessa tese analisamos com detalhes as interações entre a teoria de tranças e a teoria de homotopia, e mostramos novos resultados que estabelecem conexões entre os grupos de homotopia da 2-esfera S2 e os grupos de tranças sobre qualquer superfície. No andamento deste trabalho, descobrimos uma conexão surpreendente dos grupos de tranças com os grupos cristalográficos e de Bieberbach: para n maior ou igual que 3, o grupo quociente Bn/[Pn, Pn] é um grupo cristalográfico que contém grupos de Bieberbach como subgrupos, onde Pn é o subgrupo de tranças puras de Bn. Com isto obtivemos uma formulação de um Teorema de Auslander e Kuranishi para 2-grupos finitos e exibimos variedades Riemannianas compactas planas que admitem difeomorfismo de Anosov e cujo grupo de holonomia é Z2k . Além disso, durante esta tese, detectamos e, quando possível, corrigimos algumas imprecisões em dois importantes artigos nessa área de estudo, escritos por J. Berrick, F. R. Cohen, Y. L. Wong e J. Wu (Jour. Amer. Math. Soc. - 2006) assim como por J. Y. Li e J.Wu (Proc. London Math. Soc. - 2009). / The relation between surface braid groups and homotopy groups of spheres is currently a subject of great interest. Considerable progress has been made in recent years in the study of these relations in the case of the n-string Artin braid groups, denoted by Bn, the sphere and the projective plane. In this thesis we analyse in detail the interactions between braid theory and homotopy theory, and we present new results that establish connections between the homotopy groups of the 2-sphere S2 and the braid groups of any surface. During the course of this work, we discovered an unexpected connection of braid groups with crystallographic and Bieberbach groups: for n greater or equal than 3, the quotient group Bn/[Pn, Pn] is a crystallographic group that contains Bieberbach groups as subgroups, where Pn is the pure braid subgroup of Bn. This enables us to obtain a formulation of a theorem of Auslander and Kuranishi for finite 2-groups, and to exhibit Riemannian compact flat manifolds that admit Anosov diffeomorphisms and whose holonomy group is Z2k. In addition, during the thesis, we have detected, and where possible, corrected some inaccuracies in two important papers in the area of study, by J. Berrick, F. R. Cohen, Y. L. Wong and J. Wu (Jour. Amer. Math. Soc. - 2006), and by J. Y. Li and J. Wu (Proc. London Math. Soc. - 2009).

A relação entre os grupos de tranças de superfícies e os grupos de homotopia das esferas é atualmente um tópico de bastante interesse. Nos últimos anos tem sido feitos avanços consideráveis no estudo desta relação no caso dos grupos de tranças de Artin com n cordas, denotado por Bn, da esfera e do plano projetivo. Nessa tese analisamos com detalhes as interações entre a teoria de tranças e a teoria de homotopia, e mostramos novos resultados que estabelecem conexões entre os grupos de homotopia da 2-esfera S2 e os grupos de tranças sobre qualquer superfície. No andamento deste trabalho, descobrimos uma conexão surpreendente dos grupos de tranças com os grupos cristalográficos e de Bieberbach: para n maior ou igual que 3, o grupo quociente Bn/[Pn, Pn] é um grupo cristalográfico que contém grupos de Bieberbach como subgrupos, onde Pn é o subgrupo de tranças puras de Bn. Com isto obtivemos uma formulação de um Teorema de Auslander e Kuranishi para 2-grupos finitos e exibimos variedades Riemannianas compactas planas que admitem difeomorfismo de Anosov e cujo grupo de holonomia é Z2k . Além disso, durante esta tese, detectamos e, quando possível, corrigimos algumas imprecisões em dois importantes artigos nessa área de estudo, escritos por J. Berrick, F. R. Cohen, Y. L. Wong e J. Wu (Jour. Amer. Math. Soc. - 2006) assim como por J. Y. Li e J.Wu (Proc. London Math. Soc. - 2009). / The relation between surface braid groups and homotopy groups of spheres is currently a subject of great interest. Considerable progress has been made in recent years in the study of these relations in the case of the n-string Artin braid groups, denoted by Bn, the sphere and the projective plane. In this thesis we analyse in detail the interactions between braid theory and homotopy theory, and we present new results that establish connections between the homotopy groups of the 2-sphere S2 and the braid groups of any surface. During the course of this work, we discovered an unexpected connection of braid groups with crystallographic and Bieberbach groups: for n greater or equal than 3, the quotient group Bn/[Pn, Pn] is a crystallographic group that contains Bieberbach groups as subgroups, where Pn is the pure braid subgroup of Bn. This enables us to obtain a formulation of a theorem of Auslander and Kuranishi for finite 2-groups, and to exhibit Riemannian compact flat manifolds that admit Anosov diffeomorphisms and whose holonomy group is Z2k. In addition, during the thesis, we have detected, and where possible, corrected some inaccuracies in two important papers in the area of study, by J. Berrick, F. R. Cohen, Y. L. Wong and J. Wu (Jour. Amer. Math. Soc. - 2006), and by J. Y. Li and J. Wu (Proc. London Math. Soc. - 2009).