Made available in DSpace on 2014-12-17T15:41:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DanielFFM.pdf: 3703835 bytes, checksum: 532a08fb9b9e6564932b410f8de97cef (MD5) Previous issue date: 2009-12-15 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / This study aims to determine the amount of nutrients and toxic elements in aquatic macrophytes of species Eichhornia crassipes present in River Apodi/Mossor? - RN and check some of the possibilities of using the biomass produced, based on the influence of space - temporal and physiological absorption of nutrients by plants. For this, was determined: Leaf area, Leaf wet mass, Leaf dry mass, Real humidity, Apparent humidity, Ash, Total nitrogen, Crude protein, Calcium, Magnesium, Potassium, Total phosphorus, Sodium, Iron, Copper, Manganese, Zinc, Nickel, Cobalt, Aluminum, Cadmium, Lead and Total chromium at different times, 2 sampling points and 2 parts of plants (leaves and roots). The results show that the levels of nutrients, protein and toxic elements present in plant tissue of Eichhornia crassipes are influenced by spatial, temporal and physiological variability. In general, because the maximum values in the dry matter for total nitrogen (4.4088 g/100g), crude protein (27.5549 g/100g), total phosphorus (0.642 g/100 g), calcium (1.444 g/100g), magnesium (0.732 g/100 g), potassium (7.51 g/100 g), copper (4.4279 mg/100g), manganese (322.668 mg/100g), sodium (1.39 g/100g), iron (194.169 mg/100g) and zinc (3.5836 mg/100g), there was the possibility of using biomass of Eichhornia crassipes for various purposes such as in food animal, products production for human consumption, organic fertilizers, fabrication of brick low cost, and crafts. For all these applications requires a control of the levels of substances in plant tissue. Based on the levels of nutrients and crude protein, the younger plants (0 Month) would be best to have their biomass used. Moreover, one factor that contributes to the use of larger plants (6 Months), the levels of toxic elements which have significantly small or below the detection limit. Therefore, further studies quantifying the biomass produced/m2 at 0 and 6 months are needed for a more correct choice for the best time of harvest / Este trabalho tem como objetivo determinar a quantidade de nutrientes e elementos t?xicos em macr?fitas aqu?ticas da esp?cie Eichhornia crassipes presentes no Rio Apodi/Mossor? - RN e verificar possibilidades vi?veis do uso da biomassa produzida, tomando como base a influ?ncia espa?o-temporal e fisiol?gica na absor??o dos nutrientes pelas plantas. Para isto, determinou-se a: ?rea foliar, Massa foliar ?mida, Massa foliar seca, Umidade real, Umidade aparente, Cinzas, Nitrog?nio total, Prote?na bruta, C?lcio, Magn?sio, Pot?ssio, F?sforo total, S?dio, Ferro, Cobre, Mangan?s, Zinco, N?quel, Cobalto, Alum?nio, C?dmio, Chumbo e Cromo total em diferentes ?pocas, 2 pontos de colheita e 2 partes das plantas (folhas e raizes). Os resultados obtidos mostram que os n?veis de nutrientes, prote?na bruta e elementos t?xicos presentes no tecido vegetal da Eichhornia crassipes s?o influenciados pela variabilidade espacial, temporal e fisiol?gica. De forma geral, em virtude dos valores m?ximos obtidos na mat?ria seca para nitrog?nio total (4,4088 g/100g), prote?na bruta (27,5549 g/100g), f?sforo total (0,642 g/100g), c?lcio (1,444 g/100g), magn?sio (0,732 g/100g), pot?ssio (7,51 g/100g), cobre (4,4279 mg/100g), mangan?s (322,668 mg/100g), s?dio (1,39 g/100g), ferro (194,169 mg/100g), e zinco (3,5836 mg/100g), constatou-se a possibilidade de utiliza??o da biomassa da Eichhornia crassipes para diversos fins como, na alimenta??o animal, produ??o de derivados destinados ? alimenta??o humana, fertilizantes org?nicos, fabrica??o de tijolos de baixo custo, e pe?as artesanais. Para todas estas aplica??es ? necess?rio um controle cont?nuo dos n?veis dessas subst?ncias no tecido vegetal. Tomando como base os n?veis de nutrientes e prote?na bruta, as plantas mais jovens (0 M?s) seriam as mais indicadas para terem a sua biomassa utilizada. Por outro lado, um fator que contribui para a utiliza??o das plantas maiores (6 meses), s?o os n?veis de elementos t?xicos que se apresentam significativamente pequenos ou abaixo do limite de detec??o. Portanto, estudos posteriores quantificando a biomassa produzida/m2 em 0 e 6 meses s?o necess?rios para uma escolha mais correta em rela??o ? melhor ?poca de colheita

Submitted by Sandra Pereira (srpereira@ufrrj.br) on 2016-09-27T17:19:20Z No. of bitstreams: 1 2011 - Ursula Brazil Rocha.pdf: 1722733 bytes, checksum: 768336c79a95bc3e4ae3515b2283d559 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-27T17:19:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011 - Ursula Brazil Rocha.pdf: 1722733 bytes, checksum: 768336c79a95bc3e4ae3515b2283d559 (MD5) Previous issue date: 2011-08-29 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / The epiphyte richness contributes significantly for the total biomass, species diversity and nutrient cycling in the Atlantic Forest. They grant structural complexity for the environment and contribute for the maintenance of various animal and plant species. Moreover, researches indicate that the epiphyte species are highly vulnerable to deforestation, being a biological indicator. The present study highlights the importance on identification and estimate of vascular epiphytes, species of extreme relevance for the evaluation on ecosystem functions and subsequent comprehension on the richness patterns with reference to environmental gradients. Epiphyte records from Araceae family in the state of Rio de Janeiro, Brazil, among five herbaria were raised and evaluated concerning its composition, altitudinal distribution patterns and also the state of knowledge of the family and its epiphytes throughout Rio de Janeiro. Fifty eight epiphyte species were listed for the state of Rio de Janeiro. Among the studied herbaria, the majority of the records of epiphyte individuals were found at RB (70,68%), followed by GUA (12,95%), RUSU (8,33%), R (5,21%) e HB (2,83%). However, the lack of information about the habit, life-form, and altitudinal occurrence reduces the perception of the real state of occurrence of these species. From 2849 epiphyte exsiccates of Araceae family, the biggest frequency (53,24%) occurs in the Metropolitan Region. The majority of the epiphytes (10,5%) was found between 0 and 200 m.s.l. and no record was found between 2001 and 2400 m.s.l., besides of having records to the family. / A riqueza de esp?cies de ep?fitas contribui significantemente para o total de biomassa, diversidade de esp?cies e ciclagem de nutrientes na Floresta Atl?ntica. Elas conferem complexidade estrutural ao ambiente e contribuem para a manuten??o de v?rias esp?cies vegetais e animais. Al?m disso, estudos indicam que as esp?cies ep?fitas s?o altamente vulner?veis ao desmatamento, constituindo um indicador biol?gico. O presente estudo ressalta a import?ncia da identifica??o e estimativa de ep?fitas vasculares, esp?cies altamente relevantes para a avalia??o das fun??es dos ecossistemas e para a posterior compreens?o do padr?o de riqueza de esp?cies em rela??o aos gradientes ambientais. S?o levantados os registros de esp?cies ep?fitas da fam?lia Araceae para o estado do Rio de Janeiro em v?rios herb?rios, avaliados a sua composi??o e padr?es de distribui??o em diferentes classes de altitude e indicado o estado do conhecimento da fam?lia e das formas ep?fitas em todo estado. Foram listadas 53 esp?cies ep?fitas para o estado do Rio de Janeiro. Dentre os herb?rios estudados, o maior n?mero de registros com a informa??o do h?bito epif?tico foi encontrado no RB (70,68%), seguido de GUA (12,95%), RUSU (8,33%), R (5,21%) e HB (2,83%). Por?m a falta de informa??es sobre o h?bito, forma de vida, altitude de ocorr?ncia reduz a percep??o da real distribui??o dessas esp?cies no estado. De 2849 exsicatas da fam?lia Araceae, apenas 672 (23,6%) est?o indicadas como ep?fitas. Entre as exsicatas de ep?fitas, a freq??ncia maior (53,24%) est? na Regi?o Metropolitana. A maioria das ep?fitas (10,5%) foi encontrada entre 0 e 200 m.s.m. e nenhum registro foi encontrado entre 2001 e 2400 m.s.m., apesar de haver registros para a fam?lia Araceae.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:13:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NednaldoDS_TESE.pdf: 2321205 bytes, checksum: c08caa8155a3fd7b840048363939c371 (MD5) Previous issue date: 2012-03-19 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Sulfated polysaccharides (SP) are widely distributed in animals and seaweeds tissues. These polymers have been studied in light of their important pharmacological activities, such as anticoagulant, antioxidant, antitumoral, anti-inflammatory, and antiviral properties. On other hand, SP potential to synthesize biomaterials like as nanoparticules has not yet been explored. In addition, to date, SP have only been found in six plants and all inhabit saline environments. However, the SP pharmacological plant activities have not been carrying out. Furthermore, there are no reports of SP in freshwater plants. Thus, do SP from marine plants show pharmacological activity? Do freshwater plants actually synthesize SP? Is it possible to synthesize nanoparticles using SP from seaweed? In order to understand this question, this Thesis was divided into tree chapters. In the first chapter a sulfated polysaccharide (SPSG) was successfully isolated from marine plant Halodule wrightii. The data presented here showed that the SPSG is a 11 kDa sulfated heterogalactan contains glucose and xylose. Several assays suggested that the SPSG possessed remarkable antioxidant properties in different in vitro assays and an outstanding anticoagulant activity 2.5-fold higher than that of heparin Clexane? in the aPTT test; in the next chapter using different tools such as chemical and histological analyses, energy-dispersive X-ray analysis (EDXA), gel electrophoresis and infra-red spectroscopy we confirm the presence of sulfated polysaccharides in freshwater plants for the first time. Moreover, we also demonstrate that SP extracted from E. crassipes root has potential as an anticoagulant compound; and in last chapter a fucan, a sulfated polysaccharide, extracted from the brown seaweed was chemically modified by grafting hexadecylamine to the polymer hydrophilic backbone. The resulting modified material (SNFuc) formed nanosized particles. The degree of substitution for hydrophobic chains of 1H NMR was approximately 93%. SNFfuc-TBa125 in aqueous media had a mean diameter of 123 nm and zeta potential of -38.3 ? 0.74 mV, measured bydynamic light scattering. Tumor-cell (HepG2, 786, H-S5) proliferation was inhibited by 2.0 43.7% at SNFuc concentrations of 0.05 0.5 mg/ mL and RAEC non-tumor cell line proliferation displayed inhibition of 8.0 22.0%. On the other hand, nanogel improved CHO and RAW non-tumor cell line proliferation in the same concentration range. Flow cytometric analysis revealed that this fucan nanogel inhibited 786 cell proliferation through caspase and caspaseindependent mechanisms. In addition, SNFuc blocks 786 cell passages in the S and G2-M phases of the cell cycle / Os polissacar?deos sulfatados (PS) s?o amplamente distribu?dos em animais e tecidos de algas. Estes pol?meros t?m sido estudados em fun??o da import?ncia de suas atividades farmacol?gicas, tais como: anticoagulante, antioxidante, antitumoral, anti-inflamat?ria e as propriedades antivirais. Contudo, o potencial dos PS para sintetizar biomateriais, tais como nanopart?culas, ainda ? pouco explorado. At? ent?o, os PS s? foram encontrados em seis plantas e todas habitam ambientes salino. N?o havendo relatos de PS em plantas de ?gua doce. O que nos levou aos seguintes questionamentos: Os PS extraidos de vegetais marinhos n?o apresentam atividades farmacol?gicas? Os vegetais de ?gua doce realmente sintetizam PS? ? poss?vel sintetizar nanopart?culas utilizando PS a partir de algas marinhas? Para melhor entender as quest?es, esta tese foi dividida em tr?s cap?tulos. No primeiro cap?tulo, um polissacar?deo sulfatado (SPSG) foi isolado a partir de um vegetal marinho Halodule wrightii. Os dados aqui apresentados mostram que o SPSG ? uma heterogalactana sulfatada de 11 kDa constituida de glucose e xilose. Os ensaios realizados sugerem que o SPSG possue propriedades antioxidantes not?veis em diferentes ensaios in vitro e uma excelente actividade anticoagulante de 2,5 vezes mais elevadas do que a de heparina Clexane ? no teste APTT. No cap?tulo seguinte, utilizando ferramentas diferentes, tais como an?lises qu?micas e histol?gicas, an?lise de dispers?o de raios-X (EDXA), eletroforese em gel e espectroscopia de infra-vermelho,confirmamos, em primeira m?o, a presen?a de polissacar?deos sulfatados em vegetais de ?gua doce. Al?m de demonstrarmos que o PS extra?do a partir da raiz de E. crassipes tem potencial como um composto anticoagulante.No ?ltimo cap?tulo uma fucana, um polissac?rido sulfatado, extra?do a partir de uma alga marrom, foi quimicamente modificada por adi??o de hexadecilamina ? cadeia principal do pol?mero hidrof?lico. O material resultante (SNFuc) forneceu part?culas nanom?tricas. O grau de substitui??o para as cadeias hidrof?bicas de 1H RMN foi de aproximadamente 93%. SNFuc em meios aquosos tinha um di?metro m?dio de 123 nm e potencial zeta de -38,3 ? 0,74 mV. Os ensaios com c?lulas tumorais (HepG2, 786, H-S5) demonstrou a ocorr?ncia de uma inibi??o que variou de 2,0-43,7% em concentra??es diferentes de SNFuc (0,05-0,5 mg / mL) resultado semelhante foi obtido com a RAEC monstrando uma inibi??o entre 8,0-22,0%. Por outro lado, o nanogel estimulou a prolifera??o de linhagens celulares n?o tumorais como CHO e RAW nas mesmas concentra??es. An?lise por citometria de fluxo revelou que este nanogel de fucana inibiu a prolifera??o celular de 786 por mecanismos dependentes e independentes de caspases. Al?m disso, bloqueou a passagens da c?lula 786 na fase S e G2-M do ciclo celular / 2020-01-01

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-08-09T23:54:33Z No. of bitstreams: 1 CamilaRodriguesCabral_TESE.pdf: 4270769 bytes, checksum: 1d87d6722008a708e5ed50603d965a96 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-08-15T22:59:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 CamilaRodriguesCabral_TESE.pdf: 4270769 bytes, checksum: 1d87d6722008a708e5ed50603d965a96 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-15T22:59:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CamilaRodriguesCabral_TESE.pdf: 4270769 bytes, checksum: 1d87d6722008a708e5ed50603d965a96 (MD5) Previous issue date: 2015-12-11 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico (CNPq) / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Esse estudo avalia os padr?es de diversidade alfa, diversidade beta e similaridade das comunidades zooplanct?nicas em 100 lagos rasos tropicais. No primeiro cap?tulo, n?s verificamos a riqueza zooplanct?nica entre os habitats limn?tico e litor?neo, se o resultado encontrado foi decorrente da presen?a de macr?fitas no habitat litor?neo ou de condi??es do habitat per se, e quais foram as vari?veis ambientais locais que mais influenciaram nos padr?es de riqueza. Nossas hip?teses eram de que a riqueza seria maior no habitat litor?neo, principalmente para microcrust?ceos, e que esses padr?es seriam determinados pela presen?a de macr?fitas. N?s vimos que o habitat litor?neo com macr?fitas ? detentor de maior riqueza zooplanct?nica, especialmente de esp?cies de rot?feros beneficiadas pelo espectro de recursos providos pelas macr?fitas. A riqueza de microcrust?ceos n?o foi afetada pelas macr?fitas, possivelmente devido ao tamanho reduzido desses organismos e ? baixa preda??o visual e h?bito omn?voro de peixes tropicais. Encontramos rela??o positiva entre a riqueza com a presen?a de macr?fitas e a baixa concentra??o de nitrog?nio. ? poss?vel que, devido ?s consequ?ncias da eutrofiza??o, o aumento dos nutrientes na ?gua determina: o aumento da biomassa algas e a redu??o de macr?fitas, e consequentemente, a redu??o da riqueza zooplanct?nica. J? no segundo cap?tulo,n?s observamos que o efeito combinado da heterogeneidade de habitats (habitat limn?tico ou litor?neo) e a aus?ncia direta de conectividade entre os lagos foram fundamentais no aumento da diversidade beta zooplanct?nica, e que, a complexidade estrutural (presen?a de macr?fitas) exerceu importante papel sobre a diversidade beta em escalas local e regional. A varia??o espacial, como a promovida pela compartimentaliza??o horizontal em lagos e pela presen?a de macr?fitas no habitat litor?neo, foi capaz de produzir mosaicos e gradientes capazes de permitir a coexist?ncia de diferentes esp?cies adaptadas ?s condi??es espec?ficas criadas pela variabilidade dos habitats limn?tico e litor?neo. Dentre esses habitats, o litor?neo constituiu a regi?o mais sujeita a efeitos do filtro ambiental em escala regional, apresentando maior diversidade beta e heterogeneidade ambiental, possivelmente devido ? maior complexidade espacial e temporal de fatores f?sico-qu?mico e biol?gicos. Enquanto que, no terceiro cap?tulo, n?s vimos os padr?es do zoopl?ncton de decaimento da similaridade com a dist?ncia (DDS), considerando o potencial de dispers?o dos organismos e a idade do lagos. Devido ao potencial de dispers?o, n?s esper?vamos que as taxas de DDS fossem maiores para cop?podes, clad?ceros e rot?feros, respectivamente, e que, devido ao maior tempo de exist?ncia dos lagos antigos e ao potencial de dispers?o do zoopl?ncton, as medidas de similaridade inicial fossem maiores e as taxas de DDS menores nos lagos antigos. N?s vimos que dentro de cada conjunto de lagos as taxas de DDS n?o variaram entre os organismos, evidenciando que al?m da habilidade de dispers?o per se, existem outros fatores que contribu?ram para inexist?ncia de decaimento mais r?pidos entre os grupos. As taxas de DDS foram mais evidentes nos lagos mais novos, possivelmente, o tempo tornou os lagos antigos mais complexos e heterog?neos, capazes de agir como filtro ambiental na sele??o de diferentes esp?cies. A DDS significativa do zoopl?ncton em escalas espaciais relativamente pequenas comprova que organismos pequenos podem apresentar padr?es biogeogr?ficos semelhante ao esperado para os macrorganismos. Por fim, os tr?s cap?tulos em conjunto forneceram informa??es importantes sobre os fatores que controlam a riqueza e distribui??o zooplanct?nica no espa?o e no tempo e pode auxiliar-nos na previs?o de respostas ecossist?micas, diante da eutrofiza??o cultural ou das mudan?as clim?ticas globais, e nas a??es de conserva??o e estrat?gias de conserva??o de ecossistemas lacustres.

This research comprises an experimental and theoretical study on convective boiling inside tubes containing twisted-tape inserts. The demand for more compact and efficient thermal systems, in which the heat exchangers plays an important role, has led to the development and use of various heat transfer enhancement techniques. Among them twisted-tape insert as a swirl flow device is one of the most used. Twisted-tape inserts have been used for over more than one century ago as a technique of heat transfer enhancement applied to heat exchangers. However, the heat transfer augmentation comes together with pressure drop increment, impacting the pumping power and, consequently, the system efficiency. Moreover, until now it is not clear, the operational conditions under which the heat transfer coefficient augmentation by the use of twisted-tape inserts overcomes pressure drop penalty. In the present study, initially, extensive investigations of the literature concerning convective boiling inside plain tubes with and without twisted-tape inserts were performed. This literature review covers pressure drop, heat transfer coefficient and the leading frictional pressure drop gradient and heat transfer coefficient predictive methods during convective boiling inside tubes with and without twisted-tape inserts. Then, pressure drop and heat transfer coefficient results acquired in the present study were obtained in an experimental apparatus of 12.7 and 15.9 mm ID tubes during flow boiling of R134a for twisted-tape ratios of 3, 4, 9, 14 and tubes without inserts, mass velocities ranging from 75 to 200 kg/m2 s, saturation temperatures of 5 and 15°C and heat fluxes of 5 and 10 kW/m2. The experimental results were parametrically analyzed and compared against the predictive methods from literature. An analysis of the enhancement of the heat transfer coefficient and the pressure drop penalty is presented. Heat transfer coefficient increments up to 45% keeping the same pumping power and pressure drop penalty of about 35% were obtained by using twisted-tape relative to tubes without inserts. Additionally, through comparison of the present study experimental results with the predictive methods from the literature for heat transfer coefficient during two-phase flow inside tube containing twisted-tape inserts, it was verified that non of these methods predict satisfactory well the experimental results. However, a new method was develop for predicting the heat transfer coefficient during flow boiling inside tubes containing twisted-tape inserts based on the experimental results obtained in the present study. The predictive method takes into account the physical picture of the swirl flow phenomenon by including swirl flow effects promoted by the twisted-tape inserts. The proposed method predicts satisfactorily well the data obtained in the present study, predicting 89.1% of the experimental data within an error band of ± 30% and absolute mean deviation of 15.7%. / A presente pesquisa trata-se de um estudo teórico e experimental sobre a ebulição convectiva no interior de tubos com fitas retorcidas. A crescente demanda por sistemas térmicos mais compactos e eficientes, nos quais os trocadores de calor apresentam elevada relevância, tem motivado o desenvolvimento de inúmeras técnicas de intensificação de troca de calor, sendo que a utilização de fitas retorcidas é uma das técnicas mais adotadas. Fitas retorcidas são utilizadas como técnicas de intensificação de troca de calor há mais de um século. Entretanto o incremento da transferência de calor é acompanhado do aumento da perda de pressão, que por sua vez implica em aumento da potência de bombeamento, e consequentemente afeta a eficiência global do sistema. Adicionalmente, até os dias de hoje não há consenso sobre as condições operacionais em que o ganho com o incremento do coeficiente de transferência de calor é superior à perda devido ao aumento da perda de pressão. Neste estudo, inicialmente foi realizada uma extensa revisão da literatura sobre a ebulição convectiva no interior de tubos com e sem fitas retorcidas. Esta revisão aborda aspectos relacionados à perda de pressão e ao coeficiente de transferência de calor, juntamente com os métodos de previsão destes parâmetros. Foram realizados experimentos para determinação experimental de perda de pressão e coeficiente de transferência de calor, em aparato experimental contando com tubos horizontais com diâmetros internos iguais a 12,7 e 15,9 mm, para escoamento bifásico de R134a, razões de retorcimento iguais a 3, 4, 9, 14 e tubo sem fita, velocidades mássicas entre 75 e 200 kg/m²s, temperaturas de saturação iguais a 5 e 15°C, e fluxo de calor iguais a 5 e 10 kW/m². Os resultados experimentais foram analisados e comparados com estimativas segundo métodos disponíveis na literatura. Uma análise do aumento do coeficiente de transferência de calor e da perda de pressão friccional é apresentada. Foram verificados incrementos do coeficiente de transferência de calor de até 45% para a mesma potência de bombeamento, e aumento de perda de pressão de aproximadamente 35% para tubos com fitas retorcidas em relação aos tubos sem fita. Adicionalmente, através da comparação dos resultados experimentais com os métodos de previsão para coeficiente de transferência de calor, foi verificado que nenhuma metodologia apresentava previsões satisfatórias dos resultados. Portanto um novo método para previsão do coeficiente de transferência de calor durante ebulição convectiva no interior de tubos com fitas retorcidas foi desenvolvido com base nos resultados experimentais obtidos durante o presente estudo. O método proposto é função de parâmetros geométricos e do escoamento, e também de parâmetros físicos do escoamento rotacional induzido pela fita. A metodologia desenvolvida apresenta previsões satisfatórias dos resultados experimentais, prevendo 89,1% dos resultados experimentais com erro inferior a ± 30% e erro médio absoluto igual a 15,7%.

Made available in DSpace on 2017-07-21T19:25:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Wellington Claiton Leite.pdf: 3789073 bytes, checksum: f4c16b4260fbd54f4eada652038ae5bc (MD5) Previous issue date: 2016-09-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The bacterial RecA protein plays a role in the complex system of DNA damage repair. In the presence of ATP, RecA proteins polymerize onto single-strand DNA (ssDNA) as righthanded helical nucleoprotein laments, and catalyze strand exchange reaction between the ssDNA and homologous double-strand DNA (dsDNA) molecules. These activities are supported or stimulated by accessory proteins, as the single-stranded binding protein (SSB).Here, we report a functional and structural characterization of the Herbaspirillum seropedicae RecA protein (HsRecA).We report the crystal structure of HsRecA-ADP/ATP complex to 1.7 Å of atomic resolution. HsRecA protein contains a small N-terminal domain, a central core ATPase domain and a large C-terminal domain, similarly to homologous RecA proteins. Comparative structural analysis showed that the N-terminal polymerization motif of archaeal and eukaryotic RecA family proteins are also present in bacterial RecAs. The bacterial polymerization motif contains the sequence SV/IMR/KLG which interacts with the core ATPase domain residues DNLLLV/CS. In the inactive RecA, it is a loop - strand interaction, respectively, while in the active RecA it becomes a dyad strand. In both RecA forms, the polymerization motif seems to stabilize the subunitsubunit interface by hydrophobic interactions. The methionine of this motif may play an important role in the stability and formation of a right-handed helical nucleoprotein lament. The ATPase activity and the structure of the nucleoprotein lament of HsRecA and Escherichia coli RecA (EcRecA) were analyzed in the presence and absence of SSB. When SSB was added after RecA+ssDNA, HsRecA and EcRecA showed similar ATPase activity and nucleolament structure. However, when SSB was either not included or it was added before RecA+ssDNA, the HsRecA showed higher ATPase activity and formed longer nucleoprotein laments than EcRecA. Thus, HsRecA protein is more ecient at displacing SSB from ssDNA than EcRecA protein. HsRecA promoted DNA exchange more eficiently: a greater yield of nicked circular products were obtained in a shorter time. Reconstruction of electrostatic potential from the hexameric structure of HsRecAADP/ ATP revealed a high positive charge along the inner side, which is consistent with the fact that ssDNA binds inside the filament. It may explain the enhance capacity of HsRecA protein to bind ssDNA, forming a contiguous nucleoprotein filament, displace SSB and promote eficiently the DNA strand exchange reaction. Keywords: RecA, Crystallography, RecA nucleoprotein filament, ATPase activity, DNA strand exchange, crystal structure, structural analysis. / A proteína RecA bacteriana desempenha um importante papel no complexo sistema de reparo de danos ao DNA. Na presença de ATP, a proteína RecA se auto-polimeriza sobre o DNA simples ta (ssDNA) (do inglês single-strand DNA (ssDNA)) como um lamento de nucleoproteína helicoidal, cataliza a reação de troca de fitas entre as moléculas ssDNA e a ta de DNA dupla fita homóloga (dsDNA) (do inglês double-strand DNA (dsDNA)). Estas atividades são suportadas ou estimuladas por proteínas acessórias, como a proteína ligadora de ssDNA SSB (do inglês single-stranded binding protein (SSB)). Neste trabalho é apresentado a caracterização estrutural e funcional da proteína RecA da bactéria Herbaspirillum seropedicae. A estrutura tridimensional do complexo HsRecA-ADP/ATP foi resolvida numa resolução 1,7 Å. A estrutura monomérica da proteína HsRecA consiste em um pequeno domínio N-terminal, um domínio central contendo um sitío ATPásico e e um grande domínio C-terminal, similar com proteínas RecAs homólogas. Análises estruturais comparativas mostraram que o motivo de polimerização da região N-terminal de proteí- nas da familia RecA que incluem archaea e eucariotos, também está presente na proteína RecA bacteriana. O motivo de polimerização da região N-terminal de bactérias contêm a sequência de resíduos (Serina, Valina ou Isoleucina, Metionina, Arginina ou Lisina, Leucina, Glicina) que interage com a sequência de resíduos do core ATPásico (Aspartato, Asparagina, Leucina, Leucina, Leucina, Valina, Cisteína, Serina). Na proteína RecA inativa esta interação é do tipo loop - strand, respectivamente, enquanto na proteína RecA ativa essa interação se torna uma dupla -strand. Em ambas formas da RecA, o motivo de polimerização parece estabilizar a interface subunidade-subunidade por interações hidrofóbicas. No motivo N-terminal a presença de uma Metionina altamente conservada talvez desempenha um importante papel na estabilidade e formação do lamento de nucleoproteína. A atividade ATPásica e a estrutura do lamento de nucleoproteína da proteína HsRecA e da Escherichia coli RecA (EcRecA) foram analisadas na presença e ausência da proteína SSB. Quando a SSB foi adicionada após RecA+ssDNA, as proteínas HsRecA e EcRecA mostraram similar atividade ATPásica e estrutura de nucleo lamento. Entretanto, quando a SSB não estava incluída ou quando adicionada anteriormente a adição RecA+ssDNA, a proteína HsRecA mostrou maior atividade ATPásica e formou maiores lamentos de nucleoproteína que a proteína EcRecA. Ainda, a proteína HsRecA é mais eficiente em deslocar a SSB do ssDNA que a proteína EcRecA. A proteína HsRecA também promove a reação de troca de fitas mais eficientemente: uma maior quantidade de produtos duplex substrato convertido em duplex circular foram obtidos em um curto intervalo de tempo. A reconstrução do potencial eletrostático da estrutura hexamérica da proteína HsRecA revelou uma maior densidade de cargas positivas no seu interior, que é consistente com o fato que o ssDNA ligar-se internamente ao filamento hexamérico. Isto talvez possa explicar capacidade melhorada da proteína HsRecA ligar-se ao ssDNA, formando um continuo filamento de nucleoproteína, deslocando a SSB e ainda promovendo de forma eficiente a reação de trocas de fitas.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:14:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RicardoGS.pdf: 538526 bytes, checksum: 84faa5411061c273b56347caa03d1fac (MD5) Previous issue date: 2008-09-30 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / This dissertation analyses the influence of sugar-phosphate structure in the electronic transport in the double stretch DNA molecule, with the sequence of the base pairs modeled by two types of quasi-periodic sequences: Rudin-Shapiro and Fibonacci. For the sequences, the density of state was calculated and it was compared with the density of state of a piece of human DNA Ch22. After, the electronic transmittance was investigated. In both situations, the Hamiltonians are different. On the analysis of density of state, it was employed the Dyson equation. On the transmittance, the time independent Schr?dinger equation was used. In both cases, the tight-binding model was applied. The density of states obtained through Rudin-Shapiro sequence reveal to be similar to the density of state for the Ch22. And for transmittance only until the fifth generation of the Fibonacci sequence was acquired. We have considered long range correlations in both transport mechanism / Esta disserta??o analisa a influ?ncia do esqueleto a??car-fosfato no transporte eletr?nico na mol?cula de DNA de fita dupla, com o sequenciamento dos pares de base modelado por dois tipos de seq??ncias quasi-peri?dicas: Rudin-Shapiro e Fibonacci. Para ambas as seq??ncias, foram calculadas as densidades de estado e comparadas com a densidade de estado de um trecho do DNA humano Ch 22. Em seguida, foi investigada a transmit?ncia eletr?nica. Nos dois casos, as Hamiltonianas s?o distintas. Na an?lise da densidade de estado foi empregada a equa??o de Dyson. Na transmit?ncia foi feito uso da equa??o de Schr?dinger independente do tempo. Em ambos os casos, foi utilizado o modelo tight-binding. Os resultados para a densidade de estado foram mais satisfat?rios para a seq??ncia de Rudin-Shapiro, que forneceu um perfil muito pr?ximo do perfil da densidade de estado para o Ch22. A transmit?ncia foi calculada somente para a seq??ncia de Fibonacci at? a quinta gera??o. Nestes dois mecanismos de transporte, as correla??es s?o de longo alcance

The main objective of this work is to research and obtain surface protected topological states in nano-ribbons created from the leaves of Germanene and Silicene. These sheets belong to the class of Topological Insulators and correspond to monolayers of germanium and silicon atoms in a hexagonal arrangement that is similar to the graphene sheet. For this investigation, we conducted a study of the electronic and structural properties of these sheets, as well as their respective nano-ribbons through first-principles calculations based on density functional theory (DFT). In this methodology we use the generalized gradient approximation (GGA) for estimating the exchange and correlation term, and the PAW method for the effective potential and the expansion of plane waves of the Kohn-Sham. We conducted a computer simulation with the aid of the package VASP (Vienna ab-initio Simulation Package). As a starting point for our research, we used the methodology of solid state physics in order to describe the crystalline structure of the leaves as well as their mutual space. Subsequently we analyze the band structure, from which many of its properties can be visualized. For this task, we initially proceeded to investigate the stability of these systems via total energy calculations, in turn obtaining the network parameters that minimizes the energy of the system. We also obtained the energy cutoff, ECUT used in our calculations, or in other words, determining the number of plane waves needed to expand the electronic wave functions on the DFT formalism. We continued our study, with the creation and analysis of two different configurations of nano-ribbons, one that corresponds to a straightforward cut of the sheet with the armchair termination pattern, and the other based on a reconstruction of those edges, which provide an energetically more stable system. Subsequently we obtained electronic structures, and conducted a study of its variation due to the change of the width of the nano-ribbon and ionic relaxation of its edges. In a way, we modified the above parameters in order to obtain a system that would give us a zero gap, or at least insignificant, as well as a specific configuration for the spin texture, in order to verify the evidence of surface protected topological states in these nano-ribbons. / O objetivo principal deste trabalho é a investigação e obtenção dos estados topologicamente protegidos de superfície em nano-fitas criadas a partir das folhas de Germaneno e Siliceno. Estas folhas pertencem a classe dos Isolantes Topológicos e correspondem a monocamadas de átomos de Germânio e Silício, em um arranjo hexagonal que se assemelha a folha do Grafeno. Para esta investigação, realizamos um estudo das propriedades eletrônicas e estruturais destas folhas, bem como de suas respectivas nano-fitas, através de cálculos de primeiros princípios fundamentados na teoria do funcional da densidade (DFT). Nesta metodologia utilizamos a aproximação do gradiente generalizado (GGA) para a estimativa do termo de troca e correlação, e o método PAW para o potencial efetivo e a expansão em ondas planas dos orbitais de Kohn-Sham. Realizamos a simulação computacional com o auxílio do pacote VASP (Vienna ab-initio Simulation Package). Como ponto de partida para nossa pesquisa, utilizamos a metodologia da física do estado sólido com o intuito de descrever a estrutura cristalina das folhas, bem como seu espaço recíproco. Posteriormente analisamos as estruturas de bandas, a partir das quais muitas de suas propriedades podem ser visualizadas. Para esta tarefa, inicialmente procedemos à investigação da estabilidade destes sistemas via cálculos de energia total, obtendo o parâmetro de rede a que minimiza a energia do sistema. Obtivemos também a energia de corte ECUT utilizada em nossos cálculos, ou em outras palavras, a determinação do número de ondas planas necessárias para expandir as funções de onda eletrônicas no formalismo da DFT. Prosseguimos nosso estudo, com a criação e análise de duas distintas configurações de nano-fitas, uma que corresponde a um corte simples e direto da folha com terminação no padrão armchair, e a outra baseada em uma reconstrução destas bordas, que acaba por fornecer um sistema mais estável energeticamente. Posteriormente obtivemos as estruturas eletrônicas, e realizamos um estudo de sua variação em função da alteração da largura da nano-fita e a relaxação iônica de suas bordas. De certa maneira, modificamos os parâmetros acima, de forma a obter um sistema que nos fornecesse um gap nulo, ou pelo menos desprezível, bem como uma determinada configuração para a textura de spin, de modo a verificarmos a evidência de uma proteção topológica nos estados de superfície nestas nano-fitas. / Mestre em Física

Orientador: Ricardo Dahab / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-13T10:57:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Piva_FabioRogerio_M.pdf: 1281624 bytes, checksum: 2d4f949b868d1059e108b1cd79314629 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Os protocolos de trocas justas foram propostos como solução para o problema da troca de itens virtuais, entre duas ou mais entidades, sem que haja a necessidade de confiança entre elas. A popularização da internet criou uma crescente classe de usuários leigos que diariamente participam de transações de troca, como comercio eletrônico (e-commerce), internet banking, redes ponto-a-ponto (P2P), etc. Com tal demanda por justiça, e preciso garantir que os protocolos de trocas justas recebam a mesma atenção acadêmica dedicada aos protocolos clássicos. Neste contexto, fazem-se necessárias diretrizes de projeto, ferramentas de verificação, taxonomias de ataques e quaisquer outros artefatos que possam auxiliar na composição de protocolos sem falhas. Neste trabalho, apresentamos um estudo sobre o problema de trocas justas e o atual estado da arte das soluções propostas, bem como a possibilidade de criar, a partir de técnicas para a verificação formal e detecção de falhas em protocolos clássicos, metodologias para projeto e correção de protocolos de trocas justas. / Abstract: Fair exchange protocols were first proposed as a solution to the problem of exchanging digital items, between two or more entities, without forcing them to trust each other. The popularization of the internet resulted in an increasing amount of lay users, which constantly participate in exchange transactions, such as electronic commerce (ecommerce), internet banking, peer-to-peer networks (P2P), etc. With such demand for fairness, we need to ensure that fair exchange protocols receive the same amount of attention, from academia, as classic protocols do. Within this context, project guideliness are needed, and so are verification tools, taxonomies of attack, and whatever other artifacts that may help correct protocol design. In this work we present a study on the fair exchange problem and the current state-of-the-art of proposed solutions, as well as a discussion on the possibility of building, from currently available formal verification and attack detection techniques for classic protocols, methods for fair exchange protocols design and correction. / Mestrado / Ciência da Computação / Mestre em Ciência da Computação