O objetivo do presente trabalho é analisar as ligações Ru-S e Ru-N em um conjunto de complexos de rutênio que contêm espécies orgânicas, para estimar a influência dos ligantes nos comprimentos d&#960-S e d&#960-N do rutênio. Esta informação é importante para entender as propriedades enzimáticas apresentadas por muitos desses complexos de rutênio que contêm esse tipo de ligação. Inicia-se resolvendo as estruturas cristalinas relevantes por difração de raios X em monocristal, fazendo depois uma comparação estatística dos parâmetros geométricos das ligações destas estruturas com aqueles obtidos a partir de um grande número de estruturas conhecidas. Essa tarefa foi realizada usando-se a Cambridge Structural Database (CSD), que oferece uma série de programas implementados que permite procurar, organizar e analisar todas as informações disponíveis sobre as estruturas depositadas na base de dados. Em particular, estudou-se o comportamento Ru-S e Ru-N quando havia mudança do ligante que se encontrava em posição trans, e também a mudança dessas duas ligações quando se mudava o ligante formado pelo S e N coordenados ao Ru. Considerando que a cristalografia de raios X é a parte importante de nossa educação científica, foi dada uma pequena descrição de seus fundamentos, enfatizando os algoritmos e programas mais usados no presente trabalho. Subseqüentemente, foram consideradas as aplicações químicas e síntese dos compostos cujas estruturas foram determinadas, que são: 1 ) RuCl2 (DMSO)(im) 2; 2)RuCl3 (dppb)byp; 3)mer-[RuCl3 (DMS) 3].[RuCl3 (DMS) 2 (DMSO)] e 4) [RuCl(&#9516 -C6 H6)(2,2\' byp) +].(PF6)-. A partir destas determinações estruturais foram analisadas as vizinhanças dos sítios metálicos nos quatro compostos, assim como as diferenças nas conformações moleculares dos mesmos. Estes estudos permitiram identificar, por exemplo, a presença de uma ligação de hidrogênio N...H-Car no complexo RuCl3 (dppb)byp. A presença desta ligação concorda com a análise do espectro de EPR da amostra. A comparação da coordenação do sitio metálico com os dados provenientes das análises estatísticas mostrou que, mesmo sendo fraca, essa interação poderia estar exercendo uma considerável influência na ligação do Ru com a bipiridina. A análise da estrutura cristalina do complexo mer-[RuCl3 (DMS) 3].[RuCl3 (DMS) 2 (DMSO)] mostrou as diferenças nas coordenações dos íons Ru(II) e Ru(III). Usando um grande número de estruturas da base de dados CSD, foi possível verificar que o efeito de retrodação é mais forte para estados de oxidação mais baixos, confirmando a primazia desse efeito nos complexos de Ru(II) assim como previsto na literatura. No estudo da influência do átomo em posição trans ao S, foi confirmado, através das análises estatísticas, que o oxigênio comportou-se como o melhor aceptor de elétrons quando comparado com o nitrogênio e o cloro, fazendo com que ligação Ru-S com O em posição trans fosse fortaleci da, apresentando o menor valor médio. Posteriormente, foi analisada a influência dos grupos formados pelo enxofre na ligação Ru-S quando esses ligantes eram mudados. Os mesmos estudos foram feitos para os complexos de Ru-N. Por fim, este trabalho mostrou algumas aplicações importantes da base de dados CSD, neste primeiro momento confirmando resultados já conhecidos na literatura e mostrando que a mesma pode desempenhar um papel importante no estudo estrutural de complexos moleculares, podendo ser usada como uma poderosa ferramenta na identificação de novos resultados no que diz respeito tanto a interações intra e inter moleculares como a conformações moleculares. / The endeavor of the present investigation is to analyze Ru-S and Ru-N bonds in a few novel ruthenium complexes with organic species, to assess the influence of the ligands in the strength of the d&#960-S e d&#960-N ruthenium bonding. This information is important to understand the enzymatic abilities displayed by many ruthenium complexes having this type of bonds. We started by solving the relevant crystal structures by single¬crystal X-ray diffraction, performing then a statistical comparison of the geometrical features of the bonds with those of a large number of known structures. This task was carried out by using the Cambridge Structure Database (CSD), which provides a series of programmed algorithms to search, organize and analyze all available information on the structures deposited in the database. In particular the behavior of the Ru-S and Ru-N bonds was assessed when the trans ligand to the bonds and/or the species to which S or N belonged were modified. Since we have recourse to X-ray crystallography as an important part of our scientific education, we give a short description of its basic features, emphasizing the algorithms and programs we mostly used in the present work. We give afterwards an account of the chemical applications, synthesis and crystal structure analyses of the compounds: 1 ) RuCl2 (DMSO)(im) 2; 2)RuCl3 (dppb)byp; 3)mer-[RuCl3 (DMS) 3].[RuCl3 (DMS) 2 (DMSO)] and 4) [RuCl(&#9516 -C6 H6)(2,2\' byp) +].(PF6)-. Analyses of the molecular structures allows one to establish the differences in the coordination of the metal centers in the four complexes. These studies lead us to identify, for example, the presence of an N...H-Car intermolecular hydrogen bond in the complex RuCl3 (dppb)byp. The presence of this intermolecular interaction is consistent with the EPR spectra of the sample. Comparison of the coordination of the Ru ion in this complex with the one obtained by statistic analysis shows that, in spite of being rather weak, this intermolecular interaction seems to have an important influence over the Ru-bipyridine bond. The analysis of the crystal structure of the complex mer-[RuCl3 (DMS) 3]. [RuCl3 (DMS) 2 (DMSO)] shows the differences in the coordination environment of the Ru(II) and Ru(III) ions. The use of a large number of known structures from the CSD data base, enabled us to verify that the back-donation effect is stronger for Ru ions with low oxidation states, as is established in the literature. The statistical analyses of the influence of the atom in trans position to the sulfur in complexes containing Ru-S bonds, confirm that the oxygen atom behaves as the best electron acceptor when compared with nitrogen and chlorine. This property renders a shorter Ru-S bond length when an oxygen atom is in trans position. The effect of changing the species to which the sulfur belongs over the Ru-S bond length, was also analyzed. The same studies were carried out on the complexes containing Ru-N bond. Finally, this work showed the potential of some important applications of the CSD database. It was also shown that this database could play an important role in the structural study of molecular complexes, being a powerful tool in the study of the molecular conformations and the identification and characterization of the intermolecular interactions.

A esquistossomose humana, doença causada pelo S. mansoni e com 6 milhões de infectados somente no Brasil, possui uma única estratégia terapêutica eficiente atualmente disponível. Esta se baseia na utilização de praziquantel e relatos de cepas resistentes à essa droga tem despertado o interesse da comunidade científica sobre o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas. Uma melhor caracterização dos processos metabólicos do parasita podem auxiliar nestas buscas. Diante desse contexto, nosso grupo tem trabalhado na caracterização estrutural e funcional das enzimas que compõem a via de salvação de purinas e pirimidinas deste parasita, com dez enzimas já caracterizadas. Uma das enzimas remanescentes é a uridina fosforilase (UP) (EC 2.4.2.3), cujo a qual o genoma do parasita apresenta duas isoformas, a smUPa e smUPb (92% de identidade entre elas). Com o objetivo de caracterizar estruturalmente estas enzimas, ambas foram obtidas via expressão heteróloga, purificadas e submetidas a ensaios de cristalização e co-cristalização (para obtenção das estruturas interagindo com diferentes ligantes). Após coleta de dados de difração de raio-x, processamento e refinamento adequado foram obtidas seis estruturas da smUPa (smUPaapo, smUPa+Timidina, smUPa+timina, smUPa+uracil, smUPa-5fluorouracil) e duas da smUPb (smUPbapo e smUPb+citrato). A análise das estruturas revela que as duas isoformas apresentam essencialmente a mesma estrutura, no entanto, apesar das poucas divergências em nível de sequência de aminoácidos, existem diferenças significativas entre os sítios ativos. A smUPa apresenta o sítio com as mesmas características de UPs conhecidas, em contrapartida a smUPb apresenta duas mudanças significativas que elimina a capacidade de interagir com a base nitrogenada (Q201L) e a cavidade que acomoda a base nitrogenada (G126D), o que torna as smUPs um caso único de isoformas de UP em um mesmo organismo conhecidas. É plausível que a smUPb não seja capaz de catalisar a fosforólise reversível da uridina, sendo ou um pseudogene ou alguma outra enzima com atividade catalítica diferente da UP. Para a completa caracterização destas enzimas, testes de atividade enzimática serão realizados e deverão auxiliar a determinar a real função da smUPb. / Human schistosomiasis, a disease caused by Schistosoma sp., is estimated to affect six million individuals in Brazil alone and there is currently only one therapeutic strategy available. This is based on the use of praziquantel and reports of the appearance of strains resistant to the drug has motivated the scientific community towards the search for new possible therapies. Biochemical characterization of the parasites metabolism is essential for the rational development of new therapeutic alternatives. Based on this,reasoning our group has been working on the structural and functional characterization of the enzymes involved in the pyrimidine and purine salvage pathways of S. mansoni. One of the remaining enzymes to be characterized is uridine phosphorylase (UP) (EC 2.4.2.3), for which there are two isoforms present in the parasite genome, smUPa and smUPb, which share 92% sequence identity. In order to structurally characterize these enzymes, both smUPs were produced by heterologous expression, purified and submitted to crystallization e co-crystallization assays, in the latter case in order to obtain the structure of different enzyme-ligand complexes. After data collection, processing and refinement, five structures of smUPa (smUPaapo, smUPa+Timidina, smUPa+timina, smUPa+uracil and smUPa+5fluorouracil) and two structures of smUPb (smUPbapo and smUPb+citrato) were obtained. Analysis of the structures revealed that the isoforms have the same fold, but despite the high sequence identity, significant differences are observed at the active site probably profoundly affecting enzyme activity. Whilst SmUPa presents an active site similar to that of other known UPs, smUPb is predicted to lack the ability to interact with the nucleoside base due to the presence of a leucine in place of a glutamine at position 201 and an aspartatic acid in place of glycine at position 126. These differences turn the smUPs into a unique case of UP isoforms. It is plausible that smUPb is unable to catalyze the reversible phosphorolysis of uridine and could be either a pseudogene or a different enzyme altogether of unknown catalytic activity. A complete functional characterization in vitro will be necessary in order to determine its real function.

nÃo hà / Cristais da lectina de sementes de Canavalia maritima (ConM) nativa foram obtidos pelo mÃtodo da difusÃo de vapor em gota suspensa com soluÃÃo do reservatÃrio contendo tampÃo Hepes 0,1M pH 8.43 com 4% v/v de polietilenoglicol 400 e 2M de sulfato de amÃnio. AtravÃs de âsoakingâ dos cristais com ligantes glicÃdicos foram produzidos cristais da lectina complexada aos aÃucares maltose e trealose. Os cristais obtidos de ConM nativa difrataram a uma resoluÃÃo mÃxima de 1,56 Ã, pertencendo ao grupo primitivo ortorrÃmbico, P21212 com parÃmetros de cÃlula de a=67.9, b=71.0, c=97.6 à e apresentando um dÃmero na unidade assimÃtrica (VM = 2,4 A3 Da-1). Com base nas densidades eletrÃnicas dos resÃduos da estrutura tridimensional resolvida, constatou-se que a sequencia de Perez et al (1991) apresentava erros, que quando corrigidos e comparados com a seqÃÃncia de ConA, aumentaram para 98% o grau de similaridade entre as duas lectinas. A estrutura de ConM nativa exibe um alto grau de enovelamento terciÃrio, tÃpico das lectinas de leguminosas, com visÃvel conservaÃÃo do sÃtio de ligaÃÃo a metais e loops envolvidos na oligomerizaÃÃo molecular. Embora a especificidade e o nÃmero de pontes de hidrogÃnio formadas na interaÃÃo com os dissacarÃdeos maltose e trealose seja a mesma, estruturalmente ocorrem diferenÃas no padrÃo de formaÃÃo de pontes de hidrogÃnio, principalmente na distribuiÃÃo do nÃmero de pontes de hidrogÃnio entre os dois resÃduos de glicose dos dissacarÃdeos. Os ensaios de atividade biolÃgica mostraram que o efeito relaxante concentraÃÃo-dependente da lectina de sementes de Canavalia maritima em anÃis de aorta isolados ocorre provavelmente atravÃs da interaÃÃo com um sÃtio de ligaÃÃo lectina-especÃfico presente no endotÃlio, resultando em liberaÃÃo de Ãxido nÃtrico. / Crystals of Canavalia maritima seeds lectin (ConM) were obtained using the vapor diffusion method in hanging drop by sparse matrix with reservatory solution containing 0,1 M HEPES, pH 8,43, 4% Polyethylene Glycol 400 and 2 M ammonium sulfate. The soaking technic was used to produce lectin crystals complexed with the carbohydrates maltose and trehalose. ConM native crystals diffracted to 1.56 à resolution, belonging to the primitive orthorhombic space group P21212, with unit-cell parameters a=67.9, b=71.0, c=97.6 Ã, consisting in a dimer in the asymmetric unit (VM = 2,4 A3 Da-1), with two metal binding sites per monomer, and loops involved in the molecular oligomerization. The structure was solved by standard molecular replacement techniques. The wrong amino acids residues previously suggested by manual sequencing by Perez et al. (1991) are now determinated as I17, I53, S129, S134, G144, S164, P165, S187, V190, S169, T196 and S202. These modifications confer 98% of similarity between ConM, ConA and ConBr. ConM structure presents a high level of tertiary protein folding, typically of legume lectins. Despite the specificity and the numbers of hydrogen bonds formed in the interaction with the disaccharides maltose and trehalose be the same, structurally changes occurs in the pattern of formation of the hydrogen bonds, especially in the distribution in the number of hydrogen bonds between the two glucose residues of the disaccharides. Our biological activity data show that the relaxant concentration-dependent effect of the seed lectin of Canavalia maritima on isolated aortic rings probably occurs via interaction with a specific lectin-binding site on the endothelium, resulting in a release of nitric oxide.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Em etapa anterior a este trabalho, uma proteÃna purificada a partir do lÃtex da planta Calotropis procera foi purificada e sua caracterizaÃÃo bioquÃmica revelou ser esta uma proteÃna similar a osmotinas e que a mesma, denominada de CpOsm, exibia forte atividade contra fungos fitopatogÃnicos. Neste trabalho foram investigados sistemas de expressÃo heterÃlogos, procarionte e eucarionte, com o objetivo de estabelecer sistemas de expressÃo que pudessem produzir CpOsm recombinante e avaliar se sua expressÃo produzia a proteÃna ativa, com aÃÃo antifÃngica. A partir do sequenciamento do cDNA da CpOsm e ensaios de cristalizaÃÃo desenvolvidos com a proteÃna purificada do lÃtex foi possÃvel estudar suas caracterÃsticas moleculares. Para a expressÃo em E. coli foi utilizado o vetor pET303CT-His e P. pastoris o vetor pPICZαA. A proteÃna recombinante (rCpOsm) expressa no sistema procarionte nÃo foi secretada para o meio externo, acumulando-se no espaÃo intracelular, formando corpos de inclusÃo, nos quais a proteÃna estava insolÃvel. Embora a insolubilidade represente um passo limitante, este sistema de expressÃo pode ser muito interessante para a produÃÃo quantitativa de rCpOsm para outros fins como produÃÃo de anticorpos ou estudos de folding/refolding proteico, considerado suas caracterÃsticas moleculares peculiares, observadas nos estudos cristalogrÃficos, tais como o conjunto de pontes dissulfeto intracadeia. rCpOsm foi tambÃm expressa em cÃlulas de P. pastoris, entretanto o sistema de expressÃo deverÃ, necessariamente, sofrer melhorias para maximizar o rendimento. rCpOsm de P. pastoris foi inicialmente detectada por sequenciamento de novo por espectrometria de massas a partir da digestÃo trÃptica. A identificaÃÃo de peptÃdeos internos confirmou sua presenÃa no meio extracelular. A limitaÃÃo deu-se pela baixa taxa de expressÃo, o que, por conseguinte, nÃo permitiu uma caracterizaÃÃo mais ampla da rCpOsm deste sistema. rCpOsm expressa em P. postoris estava em sua forma ativa. Em uma anÃlise comparativa, rCpOsm e CpOsm, de modo e intensidade similares, foram capazes de alterar drasticamente a morfologia de esporos de F. solani e reduzir seu volume, comparados a esporos nÃo tratados, revelado atravÃs de microscopia de forÃa atÃmica. CpOsm foi cristalizada pelo mÃtodo de gota pendente e os cristais obtidos difrataram a uma resoluÃÃo de 1,61 à com caracterÃsticas morfolÃgicas do espaÃo cristalogrÃfico P6122. Os dados coletados sugerem que a proteÃna mantÃm uma estrutura em monÃmero, correspondendo a sequÃncia de aminoÃcidos do cDNA, com 203 resÃduos. A estrutura pode ser vista como trÃs regiÃes distintas, presentes em outras osmotinas jà descritas, formando um domÃnio central onde hà um conjunto de folhas beta, sendo este o mais longo, e dois outros menores, formados de estrutura predominantemente desordenadas com pequenos segmentos em alfa-hÃlice (domÃnio II) e longas alÃas (domÃnio III). Oito pontes dissulfeto estabilizam a estrutura e envolvem todos os resÃduos de cisteÃna da estrutura primÃria. NÃo hà evidencias cristalogrÃficas para formaÃÃo de oligÃmeros. Este estudo conclui que a expressÃo heterÃloga em sistema eucarionte produz rCpOsm ativa e isto representa uma etapa a mais cumprida para a sua possÃvel expressÃo em plantas com o objetivo de proteÃÃo contra fitopatÃgenos. / In a previous step to this work, a latex protein belonging to Calotropis procera was described. The protein, named CpOsm, exhibited biochemical characteristics closely related to pathogenesis related proteins joined into PR-5 group. The new protein with osmotin characteristics displayed activity against phytopatogenic fungi. Here, attempts to obtain a suitable heterologous system to express functional recombinant CpOsm were performed in Prokaryote and Eukaryote expression systems. Further, cDNA sequencing and crystallographic assays were performed using CpOsm and the molecular and structural properties of the functional protein. The vector pET303CT-His and PICZαA were used to express CpOsm in E. coli and P. pastoris, respectively. The ecombinant protein (rCpOsm) produced in the Prokaryote system was retained into E. oli cells and deposited as inclusion bodies. rCpOsm was insoluble. Although insoluble roteins into inclusion bodies represent an adverse phase for obtaining the active CpOsm, this system of expression can be interesting to other goals as quantitative roduction of rCpOsm for producing antibodies or to study protein folding/refolding, ince CpOsm possesses peculiar structural characteristics such as occurrence of an xtended network or intra chain disulfide bonds stabilizing the overall structure. rCpOsm as also successfully expressed in P. pastoris. However, this protocol must to undergo improvement in order to maximize yield. rCpOsm was initially detected in the P. pastoris expression system by MS/MS de novo sequencing after tryptic digestion. Identification of internal peptides present in the extracellular media confirmed the production and excretion of rCpOsm in P. pastoris cells. The very low yield of recombinant protein avoided enough amount of purified rCpOsm to perform a broad characterization. On a comparative basis, native CpOsm, purified of the latex, and rCpOsm, purified from P. pastoris cultures, at similar mode and intensity were capable of drastically alter the morphological architecture of spores of F.solani and reduced their olume as compared to non-treated spores, as revealed by atomic force microscopy measurements. CpOsm was crystallized by the pendant drop method and the crystals grown diffracted at 1.61 Ã. They fit on the P6122 space. The data collecting, supported by the cDNA deduced amino acid sequence suggested that CpOsm occurs as an monomeric structure composed of a unique chain of 203 amino acid residues and no evidences for quaternary association was seen. The overall structure can separated in three structural domains, which have been reported in other osmotins. The central region preserves the set of beta-sheets and is the largest. The others exhibit short segments on alpha-helix interconnected by randomized sequences (domain II). In domain III predominates randomized sequences and long loops. Eight disulfide bonds stabilize the structure and involve all cysteine residues of the primary sequence. The heterologous expression of CpOsm on Eukaryote system produces rCpOsm active and this support the hypothesis that rCpOsm is a suitable candidate for heterologous expression in plants in order to obtain improved crops against selected phytopatogens.

Orientador: Igor Polikarpov / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-07-27T11:02:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lee_WenHwa_D.pdf: 8676479 bytes, checksum: fe860bf2f06ea88d21a3e1f9f4aa09de (MD5) Previous issue date: 2001 / Doutorado

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Lectin activity with specificity for mannose and glucose has been detected in the seed of Platypodium elegans, a legume from the Dalbergiae tribe. The gene of the lectin PELa has been cloned and the resulting 261 amino acid protein belongs to the legume lectin family with similarity with Pterocarpus angolensis agglutinin (PAL) from the same tribe. The recombinant lectin has been expressed in E. coli and refolded from inclusion bodies. Analysis of specificity by Glycan Array evidenced a very unusual preference for complex type N-glycans with asymmetrical branches. A short branch consisting of one mannose residue is preferred on the 6- arm of the N-glycan, while extension by GlcNAc, Gal and NeuAc are favorabl e on the 3-arm. Affinities have been obtained by microcalorimetry using symmetrical and asymmetrical Asn- linked heptasaccharide prepared by semi-enzymatic method. Strong affinity of 5 μM was obtained for both ligands. Crystal structures of PELa complexed with branched trimannose and symmetrical complex type Asn-linked heptasaccharide have been solved at 2.1 and 1.65 à resolution respectively. The lectin adopts the canonical dimeric organization of legume lectins. The trimannose bridges the binding sites of two neighbouring dimers, resulting in the formation of infinite chains in the crystal. The Asn-linked heptasaccharide binds with the 6-arm in the primary binding site and extensive additional contacts on both arms. The GlcNAc on the 3 -arm is bound in a constrained conformation that may rationalize the higher affinity that is observed on chips for oligosaccharide with shorter 3-arm that do not present this monosaccharide. / Lectinas vegetais sÃo excelentes modelos para se estudar as bases moleculares do reconhecimento proteÃna-aÃÃcar.Uma atividade lectÃnica com especificidade para manose e glicose foi detectada em sementes de Platypodium elegans, uma leguminosa da subtribo Dalbergiae. O gene da lectina PELa foi clonado, resultante em uma proteÃna de 261 resÃduos de aminoÃcidos pertencente à famÃlia de lectinas de leguminosas, com similaridade com a lectina de Pterocarpus angolensis (PAL). A lectina recombinante foi expressa em cÃlulas de E. coli e refoldada à partir de corpos de inclusÃo. Uma anÃlise da especificidade por Glycan array evidenciou uma preferÃncia bastante nÃo-usual para N-glicanos do tipo complexos com ramificaÃÃes assimÃtricas. Um braÃo curto consistindo em um resÃduo de manose à preferido no braÃo 1-6 do N-glicano, enquanto uma extensÃo por GlcNAc, Gal e NeuAc sÃo favorÃveis no braÃo 1-3. Valores de afinidade foram obtidos por microcalorimetria usando heptassacarÃdeos simÃtricos e assimÃtricos ligados a Asn preparados por mÃtodo semi-enzimÃtico. Uma alta afinidade de 5 ÂM foi obtida para ambos os ligantes. Duas estruturas cristalinas de PELa, uma em complexo com um trimanose ramificado e outra com um heptassacarÃdeo complexo simÃtrico ligado a Asn foram resolvidas a resoluÃÃes de 2,1 e 1,65 Ã, respectivamente. A lectina mostrou adotar uma organizaÃÃo dimÃrica canÃnica tÃpica de lectinas de leguminsas. O trimanose faz uma ponte entre os sÃtios de ligaÃÃo a carboidrato de dÃmeros vizinhos, resultando na formaÃÃo de cadeias infinitas no cristal. O heptassacarÃdeo liga-se com o braÃo 1-6 no sÃtio primÃrio de ligaÃÃo e com contatos extensivos adicionais em ambos os braÃos. O GlcNAc do braÃo 1-3 està ligado em uma conformaÃÃo restrita que pode justificar a alta afinidade que à observada em chips para oligossacarÃdeos com braÃo 1-3 curto que nÃo apresentam esse monossacarÃdeos.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / As lectinas da subtribo Diocleinae pertencem à famÃlia de Leguminosas e sÃo caracterizadas pela alta homologia entre suas sequÃncias de aminoÃcidos. Apesar da alta similaridade estrutural o mesmo nÃo acontece nas atividades biolÃgicas das lectinas dessa famÃlia. Estudos mostram que a modificaÃÃo de poucos aminoÃcidos em suas sequÃncias à capaz de provocar grandes alteraÃÃes nas atividades biolÃgicas dessas lectinas, dessa forma o entendimento mais detalhado das estruturas tridimensionais dessas proteÃnas à essencial para a anÃlise da relaÃÃo entre estrutura e funÃÃo. A lectina de Dioclea violacea foi purificada por cromatografia de afinidade em coluna de Sephadex G-50. A proteÃna foi cristalizada na presenÃa do ligante X-Man e os cristais foram obtidos pelo mÃtodo de difusÃo de vapor em matriz esparsa por gota suspensa. Foram utilizando os kit âcristal screenâ I e II da Hampton Research e a condiÃÃo que obteve melhor cristal foi a condiÃÃo 33 do kit I composta por 4M Formato de sÃdio. O cristal foi difratado a 2,61à e apresenta grupo espacial I222 com cela unitÃria com dimensÃes de a = 61,34, b = 66,11, c = 106,69à e Ãngulos de α = β = γ = 90Â. Foi observada a presenÃa de um monÃmero na unidade assimÃtrica contendo 42,04% de solvente no cristal. A substituiÃÃo molecular foi feita utilizando a estrutura da lectina de Dioclea rostrata (PDB: 2ZBJ). O refinamento final obteve Rfactor de 0,23 e Rfree de 0,27 com ausÃncia aminoÃcidos em regiÃes nÃo permitidas do grÃfico de Ramachandran. O ligante X-Man foi co-cristalizado e sua estrutura foi observada perfeitamente encaixada no domÃnio de reconhecimento a carboidratos. Em relaÃÃo ao equilÃbrio dÃmero tetrÃmero, a lectina de Dioclea violacea apresenta o aminoÃcido HIS 131 e a posiÃÃo da HIS 51 à semelhante ao mesmo aminoÃcido da Dioclea grandiflora, caracterizando esta lectina como tetrÃmero mesmo em pH baixo. Foram feitas comparaÃÃes entre as atividades biolÃgicas de outras lectinas do gÃnero Dioclea e as distÃncias entre os resÃduos do sÃtio de ligaÃÃo a carboidrato. Essa analise mostrou que a variaÃÃo nessas distÃncias influi no efeito e eficÃcia da atividade vasorelaxante em aorta de ratos. / Lectins from subtribe Diocleinae belong to the family from Leguminosae and are characterized by high homology among their amino acid sequences. Despite this high structural similarity the same is not true in the biological activities from this lectin family. Studies show that the modification of a few amino acids can cause large changes in biological activities of these lectins. Thus more detailed understanding of three dimensional structures of these proteins is essential for structure/function analyses. The Dioclea violacea lectin was purified by affinity chromatography on a column of Sephadex G-50. The protein was crystallized in the presence of the ligand X-Man and the crystals were obtained by the vapor diffusion method in hanging drop by sparse matrix. Crystallization kits âCrystal Screen I and IIâ from Hampton Research were used to obtain protein crystals and the better condition was 33 from kit I4 M sodium formate. The crystal was diffracted to 2.61à with space group I222 with unit cell dimensions a = 61.34; b = 66.11; c = 106.69à and α = β = γ = 90Â. It was observed the presence of a monomer in asymmetric unit containing 42.04% of solvent in the crystal. The molecular replacement was made using Dioclea rostrata structure (PDB: 2ZBJ). The final refinement obtained Rfactorof 0.23 and Rfree of 0.27 in absence of any amino acid in regions not allowable in Ramachandran plot. The structure of X-Man was co-crystallized and observed perfectly placed in the carbohydrate recognition domain. Regarding the balance of the dimmer-tetramer associations of plant lectins, the lectin from Dioclea violacea has the amino acid HIS 131 and the position of HIS 51 is similar to the same amino acid in Dioclea grandiflora lectin, characterizing these lectins as a tetramer even at low pH. It was made comparisons between the differences in biological activities of other lectins from Diocleainae and the distances of the residues from carbohydrate site. It was observed that differences in biological activities in vasorelaxant effects on vascular smooth muscle are probably related to the distances between the residues that compose the carbohydrate domain.

Este trabalho propõe-se acompanhar o comportamento do zircônio durante os processos de alteração endógena e supérgena de rochas alcalinas do maciço de Poços de Caldas, Minas Gerais, Brasil. Estas rochas constituem objetos de estudo particularmente interessante, no campo das alterações pós-magmáticas, por apresentarem uma excepcional mineralogia do Zr e por serem de fácil dissolução sob condições de clima subtropical. Nesta região, para condições climáticas e geomorfológicas equivalentes, é possível distinguir processos de alteração seletivos essencialmente controlados por fatores internos tais como o tipo de rocha mãe e sua textura, e a intensidade de atuação dos processos de alteração hidrotermal. Por esta razão, foram escolhidos três sítios de estudo que permitem ilustrar três contextos de evolução distintos, através de perfis de alteração desenvolvidos sobre rochas alcalinas ricas em Zr: - o morro do Cristo: nefelina sienito microgranular (tinguaíto), não afetado pela alteração endógena no qual a haínita (fluorozirconossilicato) é a principal fase portadora do Zr, seguida pela aegirina, que tem participação acessória; - a Pedra Balão; nefelina sienito granular (lujaurito), parcialmente hidrotermalizado, cuja paragênese pré-laterítica do Zr é complexa: e eudialita (zirconossilicato) e acessoriamente a aegirina são os minerais magmáticos, a catapleiita e outros zirconossilicatos não identificados provémda alteração hidrotermal parcial da eudialita; - o morro doTaquari: nefelina sienito totalmente metassomatizado, \"rocha potássica\", na qual a única fase portadora de Zr é um zircão uranífero. Este sítio é, ainda, atravessado por numerosos materiais de origem hidrotermal testemunhando a intensidade destes fenômenos nesta região do maciço. O tinguaíto de morro do Cristo gera um espesso manto bauxítico, enquanto o lujaurito de Pedra Balão transforma-se em um saprolito bauxítico comcaolinita, pouco espesso, e, finalmente, a rocha potássica do morro do Taquari altera-se em um espesso saprolito bauxítico com ilita. Os estudos químico, mineralógico e micromorfológico de numerosas amostras, representando os diferentes fácies que constituem os perfis de alteração, permitiram mostrar que nestes três ambientes, o Zr liberado da estrutura dos minerais primários e hidrotermais, por dissolução incongruente, segue diferentes itinerários e reencontra-se (em parte pelo menos) concentrado nos materiais secundários sob diferentes formas; - na bauxita do morro do Cristo, a dissolução incongruente da haínita gera uma fase Zr-Ti na zona de transição rocha-bauxita, que no decorrer da alteração evolui para formar, na bauxita sensos stricto, um plasma o Zr encontra-se sob forma de tipo baddeleita \'ZrO IND.2\' em adsorsão na superfície dos cristais de goethita; - nos saprolitos de Pedra Balão e do morro do Taquari, o Zr encontra-se na forma de um plasma Zr-Si de composição variável com razão Zr/Si entre 1,6 e 2,6. No saprolito de Pedra Balão, foram identificados, em alguns casos, zekzerite e zircão, que são minerais nitidamente secundários. Nestes saprolitos, ainda encontram-se, em quantidade menor, fases compostas unicamente de Zr, sugerindo a existência ora de uma evolução do plasma Zr-Si (por lixiviação tardia da Si) para um plasma Zr (talvez evoluindo de forma semelhante à encontrada na bauxita do Morro do Cristo), ora de microdomínios correspondendo a microsistemas cujas condições geoquímicas locais variam e influem no comportamento do zircônio. Vê-se então, que nos três contextos estudados, há persistência, pelo menos parcial, deste elemento nos materiais de alteração supérgena apesar da sua mobilização a partir dos minerais primários. Observou-se, ainda, que o Zr localiza-se nas zonas de acumulações em Fe e Ti. O fato do Fe, Ti e Zr permanecerem nestes materiais secundários, mostra que eles possuem o mesmo caráter residual na globalidade destes processos de alteração supérgena. Além disso, nota-se a existência de uma segregação sistemática entre zonas zirconíferas e zonas com Mn. Al ou minerais argilosos, provando assim que não há afinidade entre estes elementos, e nem absorsão do Zr na superfície da gibbsita ou das argilas. / The aim of this work is to study the behaviour of zirconium during processes of endogeneous and supergeneous weathering associated with the alkaline rocks from the Poços de Caldas caldeira, Minas Gerais, Brazil. The alkaline rocks constitute objects of particular interest, for post-magmatic weathering studies, because of their exceptional Zr mineralogy and their weatherability in subtropical climate conditions. In Poços de Caldas, for equivalent climatic and geomorphological conditions, it is possible to distinguish selective weathering processes primarily controlled by internal factors as nature and texture of the bed rock and its degree of assignment or not assignment by the processes of hydrothermal weathering. For this reason, three sites of study have been chosen allowing to illustrate three distinct contexts of evolution through weathering profiles developed on Zr rich alkaline rocks; - morro do Cristo: micrograines nephelinic syenite (tinguaite) exempt of endogenous weathering origin, in what hainite (zirconosilicate) is the principal Zr host mineral, and aegerine has an accessory participation; - Pedra do balão: grained nephelinic syenite (lujavrite), partially hydrothermalized, whose lateritic Zr mineral paragenese is complex: eudialyte (zirconosilicate) and accessory aegirine are magmatic minerals, catapleiite and other not identified zirconosilicates are from eudialyte hydrothermal weathering; - morro do Taquari: completely metasomatized syenite (\"potassic rock\") whose only Zr host mineral is uraniferous zircon. This area is corssed by a lot of hydrothermal filonar materials indicators of these processes intensity. Morro do Cristo tinguaite transforms in a thick bauxitic mantle, whereas Pedra Balão lujavrite transforms in a thin bauxitic saprolite with kaolinite, and, finally, morro do Taquari potassic rock weathering generates a thick bauxitic saprolite with illite. Chemical, mineralogical and morphological studies of numerous samples, representative of the different facies of the weathering profiles, allowed to show that in these three environments, Zr released from the structure of primary and hydrothermal minerals, by incongruent dissolution, have different itineraries and is found (at least partly) concentrated in supergeneous materials in different forms: - in morro do Cristo bauxite, hainite incongruent dissolution generated Zr-Ti phase in rock-bauxite transition zone, those evolving to form a plasma in which Zr is of baddeleyite type form in adsorption on the surface of the crystals of goethite; - in Pedra Balão and morro do taquari saprolites, Zr constitutes a Zr-Si plasma of variable composition with a Zr/Si ratio ranging between 1.6 and 2.6 Zircon and zekzerite, obviously secondary minerals, have been identified in some of these phases in pedra Balão saprolite. In these saprolites, one also meets, but in less significant quantity, phases only made up of Zr, suggesting that it exists, or an evolution of plasma Zr-Si towards a Zr plasma (perhaps of identical nature than in morro do Cristo bauxite), even microdomains corresponding to microsystems whose local geochemical conditions vary, and implicate different behavior of Zr whithin the same material. It appears that, in these three studied contexts, Zr remains, at least in part, in supergeneous weathered materials, despite it had been mobilized from primary minerals. Moreover, Zr is noted to locate in the zones of accumulation of Fe and Ti. The fact that Fe, Ti and Zr remain in these secondary materials testifies that they have identical residual character in the globality of these processes of supergeneous weathering. Finally, it has been observed a systematic segregation between Zr zones and Mn, Al and clayey zones, proving that there is no affinity between these elements, nor adsorption of Zr on gibbsite and clay minerals.

O Sistema de Zonas de Cisalhamento da Região Sudeste do Brasil corresponde a um importante cinturão de cisalhamento transcorrente responsável pela estruturação do embasamento pré-cambriano do sudeste brasileiro. A Zona de Cisalhamento Caucaia (ZCC) é uma das estruturas componentes deste sistema e, a despeito da sua proximidade da capital paulista e de sua expressão, foi pouco estudada desde a sua definição, a quase 40 anos atrás. Neste sentido, o presente trabalho buscou analisar seus aspectos geométricos, cinemáticos e metamórficos, à luz de técnicas tradicionais (análise microestrutural e trama de eixos-c de quartzo) e atuais (análise de vorticidade, geotermômetro de quartzo). Deste modo, verificou-se que a Zona de Cisalhamento Caucaia apresenta orientação geral NE-SW, infletindo para E-W logo a sul do município de Tapiraí, sendo marcada por foliação milonítica vertical e lineação de estiramento de baixo ângulo caindo para NE, mostrando tratar-se de uma zona de cisalhamento transcorrente destral. O metamorfismo associado corresponde a transição entre os fácies xisto verde alto e anfibolito, com intervalo de temperatura estimado entre 400 e 600°C. Os dados obtidos de trama cristalográfica e de análise de vorticidade indicam importante componente de cisalhamento puro no fluxo de deformação associado à ZCC. Além disso, verificou-se que a componente de cisalhamento simples variou ao longo do tempo geológico, aumentando nos últimos incrementos de deformação dúctil da Zona de Cisalhamento Caucaia, sugerindo trajetória acelerada de fluxo (accelerating flow path). Estes resultados concordam com o modelo de transpressão atualmente aceito para a formação do Sistema de Zonas de Cisalhamento da Região Sudeste do Brasil. / The Shear Zone System of Southeastern Brazil corresponds to an important transcurrent shear belt that produced the Precambrian basement of this region. The Caucaia Shear Zone (CSZ) is one of the component structures of this system and in spite of its nearness to the São Paulo capital and prominence, has been little studied since its definition 40 years ago. In this wise, the present study seeks to analyze its geometric, kinematic and metamorphic aspects using traditional (microstructures and quartz c-axis fabric) and modern (vorticity analysis and geothermometry of quartz) techniques. In this way, it could be seen that the Caucaia Shear Zone is NE-SW trending, with an E-W inflection at the Tapiraí city, marked by a vertical milonitic foliation and a low angle stretching lineation plunging NE, depicting a dextral transcurrent shear zone. The associated metamorphism corresponds to a transition between greenschist and amphibolite facies, with a temperature interval between 400-600°C. The crystallographic fabric and vorticity analyses data obtained indicate important purê shear component in the flow deformation of the CSZ. Also, it could be seen that the simple shear component varied during geological time, increasing in the last ductile deformation increments of the Caucaia Shear Zone, suggesting an accelerated flow path. These results agree with the transpression model accepted today for the formation of the Shear Zone System of Southeastern Brazil.

Orientadores: Richard Landers, George G. Kleiman / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-03T00:08:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Siervo_Abnerde_D.pdf: 6219052 bytes, checksum: d9dd9f2c686ecda54fe96c28d12be9d3 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: As propriedades físico-químicas de um material, como uma liga metálica, podem ser entendidas como uma função da sua estrutura eletrônica e das posições relativas entre os átomos. A superfície representa um caso particular, e a quebra da periodicidade em uma direção pode provocar mudanças estruturais e eletrônicas importantes que afetam as propriedades do material. É particularmente importante conhecer a posição dos átomos na rede cristalina. No volume de um material isto pode ser feito através de técnicas consagradas como difração de raios-x; contudo, para a superfície esta tarefa é muito mais complicada. No caso de ligas de superfície estas apresentam-se como novos materiais e desenvolvem um grande interesse do ponto de vista acadêmico e aplicado. Este trabalho apresenta uma investigação da estrutura eletrônica e cristalográfica de ligas de superfície a partir de filmes finos crescidos por MBE sobre superfícies monocristalinas bem caracterizadas. A caracterização da dinâmica de crescimento dos filmes foi feita por XPS e RHEED; e na determinação estrutural das ligas utilizou-se LEED (qualitativo) e Difração de Fotoelétrons. Para o caso de liga ordenada de superfície também é apresentado a determinação estrutural por cálculos de primeiros princípios usando a Teoria do Funcional-Densidade. Nesta dissertação são apresentados os casos de Pd sobre Cu(111), Cu sobrePd(111) e Sb sobre Pd(111) / Abstract: The physico-chemical properties of a material, such as a metallic alloy, can be understood as a function of its electronic structure and the relative positions between its atoms. The surface is a particular case in the material, due to the break of periodicity in the direction perpendicular to the surface this can affect the structural and electronic properties of the material. It is particularly important to know the position of the atoms in the crystalline lattice. In the bulk of a material this can be measured using techniques such as rays-x diffraction. For the surface this task is much more complicated. Surface alloys represent new materials and their development is of great interest both from the academic and technological point of view. The present body of work presents a study of the electronic and geometric structure of surface alloys; grown by MBE on well-characterized monocrystalline surfaces. XPS and RHEED were used to characterize the dynamics of growth, and LEED (qualitative) and Photoelectron Diffraction did the structural determination of surface alloys. For the particular case of ordered surface alloys we also present a theoretical first principles structural determination using Density Functional-Theory. This dissertation shows three systems: Pd on Cu(111), Cu on Pd(111) and Sb on Pd(111) / Doutorado / Física / Doutor em Ciências