Resumo não disponível

Rhipicephalus micropulus, conhecido como carrapato dos bovinos, é um dos parasitas mais importantes para a pecuária, pois causa enormes prejuízos ao produtor. Esses prejuízos se estendem desde a ação espoliativa que o carrapato exerce nos seus hospedeiros até a transmissão de uma diversidade de patógenos. Os carrapatos utilizam vários estímulos térmicos, sonoros, visuais, gustativos, táteis e olfativos na fase de busca pelo hospedeiro. Essas substâncias são conhecidas como semioquímicos e podem atuar em indivíduos de uma mesma espécie como os ferormônios ou entre indivíduos de espécies diferentes como os alomônios e cairomônios. Nos bovinos, já se sabe que uma de suas lipocalinas pode atrair insetos, porém não é sabido se essa atração ocorre para R. microplus. Já é sabido que o carrapato consegue distinguir odores liberados entre bovinos das raças Nelore e Holandês Preto e Branco (HPB), sendo mais atraído para bovinos da raça Holandês. A lipocalina por ser uma proteína globular e estar associada com o transporte de pequenas moléculas hidrofóbicas, tais como odorantes e esteroides, e pode favorecer a atração do R. microplus, uma vez que essa proteína bovina pode ligar a odorantes e desempenhar um papel fundamental na liberação de odores para o ambiente, que por sua vez pode atrair, ou não, o R. microplus. Existem diferentes níveis de infestação de carrapatos entre bovinos das raças Nelore e Holandês, bem como entre os sexos da mesma raça. Além disso, o período do ciclo de vida do bovino também pode influenciar na susceptibilidade a infestação, por exemplo, as vacas no período de lactação são consideradas mais susceptíveis ao parasito. Assim, o objetivo do presente estudo foi avaliar o papel da lipocalina bovina na resistência e suscetibilidade ao carrapato, através da quantificação dessa proteína em líquidos corporais dos bovinos, tais como soro, saliva, urina, suor, secreção nasal e biopsia de pele obtidos de bovinos que apresentam fenótipos contrastantes de infestações, a saber: hospedeiros macho (touros) e fêmea (vacas em lactação) das raças resistentes (Bos indicus) e suscetíveis (Bos taurus). Os resultados deste trabalho tem demonstrado que a lipocalina bovina está presente em todos os fluídos investigados, exceto a urina, como observado por Western blot. Com os resultados deste trabalho podemos concluir que a bcOBP apresenta 9 diferença significativa nos fluidos de saliva e secreção nasal de touros e vacas em lactação da raça HPB quando comparados com touros e vacas em lactação da raça Nelore. Em amostras de biópsia de pele também ocorreu uma maior marcação da bcOBP na raça susceptível (HPB), demonstrando que a bcOBP possivelmente esta auxiliando na susceptibilidade destes bovinos ao carrapato, através do transporte de um maior número de odorantes que estariam atraindo um maior número de carrapatos. Ao analisar os fluidos entre bovinos da mesma raça, porém de sexo diferente, observou-se uma maior quantidade de bcOBP em vacas no período de lactação HPB nos fluidos de saliva e secreção nasal, visto que as vacas estão no período de lactação e são mais susceptíveis a infestações. Consequentemente, a bcOBP poderia estar colaborando para a sua maior susceptibilidade quando comparadas com touros HPB, e o mesmo ocorreu para biopsia de pele. Porém no fluído soro o aumento foi significativo para touro HPB quando comparado às vacas em lactação da raça HPB. Acredita-se que esse fenômeno ocorra devido ao período de lactação nas fêmeas uma vez que a produção da lipocalina bovina esta intimamente relacionada com a produção do leite. Os resultados deste trabalho demonstram que possivelmente a bcOBP na raça HPB está carreando odorantes para o ambiente os quais estariam atraindo mais carrapatos, e auxiliando na susceptibilidade destes bovinos. / Rhipicephalus micropulus, known as bovine tick, is one of the most important parasites for livestock, as they cause enormous damage to the producer. These demages extend from the spoliation action that the tick exerts on the skin of its hosts until the transmission of a diversity of pathogens. Ticks use various thermal, sound, visual, gustatory, tactile and olfactory stimuli in the search phase to the host. These substances are known as semiochemicals and can act within individuals of the same species as the pheromones or among individuals of different species such as alomones and cairomones. In the cattle, it is known that the lipocalin protein may attract insects, but this attraction is not known to influence the R. microplus. It is known that the tick can distinguish released odors between Nelore and Holstein cattle, being more attracted to cattle of the Holstein breed. Lipocalin, being a globular protein and associated with the transport of small hydrophobic molecules, such as odorants and steroids, can favor the attraction of R. microplus, since this bovine protein can bind to odorants and play a key role in the release of odors into the environment, which in turn may or may not attract R. microplus. There are different levels of tick infestation among cattle of the Nelore and Holstein breeds, as well as between the sexes of the same breed. In addition, the life cycle period of the bovine can also influence the susceptibility to infestation. For example, cows in the lactation period are considered more susceptible to the parasite. Thus, the objective of the present study was to evaluate the role of bovine lipocalin in the resistance and susceptibility to tick by quantifying that protein in bovine body fluids such as serum, saliva and urine, sweat, nasal secretions and skin biopsies obtained from resistant (Bos indicus) and susceptible (Bos taurus) cattle breeds. The results of this work have demonstrated that bovine lipocalin is present in all investigated fluids except urine, as observed by Western Blot. With the results of this work we can conclude that bcOBP presents a significant difference in fluids saliva and nasal secretion of bulls and cows in lactation breed HPB when compared to bulls and lactating cows of the Nelore breed. In skin biopsy specimens, there was also a greater labeling of bcOBP in the susceptible strain (HPB), which could then aid in the susceptibility of these cattle to the 11 tick, by transporting a larger number of odorants that would be attracting a greater number of ticks. When analyzing the fluids between bovines of the same breed, but of different sex, a greater amount of bcOBP was observed in cows during the period of HPB lactation in the fluids saliva and nasal secretion, since the cows are in the lactation period and are more susceptible to infestations. Consequently, bcOBP could be contributing to its greater susceptibility when compared to HPB bulls, and the same was done for skin biopsy. However, in the fluid serum, the increase was significant for the bull when compared to the lactating cows of the HPB race. It is believed that this phenomenon occurs due to the lactation period in females since the production of bovine lipocalin is closely related to milk production. The results of this work demonstrate that possibly Lipocalin in Holstein cattle is carrying odorants to the environment which would be attracting more ticks, and enhancing in the susceptibility of these cattle.

O sistema de transporte de oligopeptídios (sistema Opp) está envolvido em diferentes aspectos da fisiologia bacteriana, incluindo nutrição, comunicação intercelular e fatores associados com a virulência. Estes transportadores ABC são formados por uma proteína de ligação a oligopeptídios, uma permease e um domínio de ligação ao ATP. As Aeromonas são bactérias Gram-negativas aquáticas ubíquas associadas com várias doenças em humanos, especialmente, gastrenterites. Atualmente, A. hydrophila, A. sobria e A. caviae são consideradas como patogenos emergentes pela OMS. Neste contexto, o objetivo do presente trabalho foi caracterizar o sistema de transporte de oligopeptídios em Aeromonas utilizando para tanto diversas ferramentas bioinformáticas e moleculares. Os resultados mostraram que, assim como em outras bactérias Gram-negativas, os genes opp de Aeromonas encontram-se organizados em um único operon policistrônico formado por cinco genes (oppA, oppB, oppC, oppD e oppF). O gene oppA e a proteína periplásmica de ligação a oligopeptídios correspondente (OppA) são altamente conservados, mesmo entre bactérias de famílias distintas. O modelo da proteína OppA de A. hydrophila mostrou a estrutura típica Venus flytrap , semelhante ao modelo de S. typhimurium. Além disso, a presença do gene oppA foi confirmada em todas as linhagens avaliadas. A OppA de várias espécies de Aeromonas foram reconhecidas por anticorpos obtidos contra a OppA de E. coli, confirmando a similaridade entre estas proteínas, e a expressão da OppA em Aeromonas. O seqüenciamento completo ou parcial do gene oppA de diferentes espécies de Aeromonas permitiu confirmar a elevada conservação do mesmo, e corroborar dados filogenéticos prévios. / The oligopeptide transport system (Opp system) is involved in different aspects of bacterial physiology, including nutrition, intercellular communication, and factors associated with virulence. These ABC transporters are formed by an oligopeptide binding protein, a permease, and ATP-binding domain. Aeromonas are ubiquous aquatic Gram-negative bacteria associated with several human diseases, particularly gastrointestinal disorders. Now a day, A. hydrophila, A. sobria and A. caviae are considered as emerging pathogens by the WHO. In this context, the objective of the present study was to characterize the oligopeptide transport system of Aeromonas using several bioinformatic and molecular tools. The results showed that as in other Gram-negative bacteria, the opp genes of Aeromonas are organized in a single policistronic operon formed by five genes (oppA, oppB, oppC, oppD and oppF). The oppA gene and its corresponding periplasmic oligopeptide-binding protein (OppA) are highly conserved, even between different bacterial families. A. hydrophila OppA model exhibits a typical Venus flytrap structure, similar to the S. typhimurium model. Furthermore, the presence of the oppA gene was confirmed in all the Aeromonas strains evaluated. The OppA of several Aeromonas species were recognized by antibodies obtained against E. coli OppA, confirming the similarity between these proteins, and the expression of the oligopeptide binding protein in Aeromonas. The complete or partial sequencing of the gene oppA of different species of Aeromonas allowed confirming the high conservation of this gene, and corroborate previous phylogenetic data.

Orientador: Andréa Balan Fernandes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-17T16:02:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pegos_VanessaRodrigues_M.pdf: 19133775 bytes, checksum: abcda42c9097c7e59ea61175934c2304 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A captação de sulfato em Escherichia coli é dependente do transportador do tipo ABC (do inglês, ATP Binding Cassete), SbpCysAWD, pertencente a um regulon que envolve 26 genes. Na ausência de sulfato, a bactéria induz a expressão de dois outros transportadores ABC, o de proteínas do sistema de transporte de alcanosulfonatos (SsuABCDE) e de sulfonatos alifáticos (TauABCDE), que são responsáveis pela captação, incorporação e oxidação destes compostos a sulfito e aldeído. Embora não comprovado funcionalmente, Xanthomonas axonopodis pv. citri apresenta todos os genes envolvidos neste regulon e, neste trabalho, dando continuidade à caracterização do transportador SsuABCDE, foi realizada pela primeira vez, a caracterização estrutural e funcional das enzimas SsuD e SsuE. Análises bioquímicas associadas às análises de bioinformática e modelagem molecular, revelaram que as enzimas SsuD e SsuE constituem um sistema de dois componentes, no qual a SsuD seria a óxido-redutase responsável pela oxidação do NAD(P)H, seguida da redução da FMN. A proteína foi expressa e purificada a partir de células de E. coli com massa molecular de 39 kDa, e se organiza na forma de um octâmero, conforme demonstrado por experimentos de espalhamento de raios X a baixo ângulo e ultra-centrifugação. O modelo da estrutura tridimensional da SsuD revela uma proteína com enovelamento barril-TIM, com conservação de resíduos que permitem a oligomerização e a interação com NAD(P)H, mas não com flavina. Ensaios enzimáticos mostraram que a SsuD liga NADP(Pbp) com alta afinidade (0,21 µM) e é capaz de oxidá-lo conforme os parâmetros cinéticos de Km: 0.1877 µM -1; Kcat: 7,192 s-1; Vmáx: 0.7911 µM/min; Kcat/Km: 3,8 x 107 m-1S-1. Ainda, foram obtidos cristais da SsuD em diferentes condições as quais estão em fase de refinamento. As análises de bioinformática da SsuE sugerem que ela seja a óxido-redutase do sistema. O trabalho ainda mostra a caracterização da proteína Pbp de X. axonopodis, do suposto sistema de transporte de fosfonatos. A Pbp foi expressa com massa molecular de 33 kDa, e as análises espectroscópicas revelaram alterações conformacionais na estrutura secundária na presença de fosfonatos e fosfato, bem como aumentada estabilidade térmica na presença de espermidina, usada nos ensaios de cristalização. Cristais foram obtidos em diferentes condições e devem ser usados para os testes de difração. Os resultados apresentados neste trabalho revelam dados de proteínas e sistemas de X. axonopodis ainda não estudados e serão importantes para direcionar futuros estudos sobre a função destas na bactéria, tanto em condições laboratoriais, como em testes in vivo, durante infecção na planta / Abstract: Sulfur uptake in Escherichia coli is dependent of the ABC transporter SbpCysAWD (ATP Binding Cassete), which belongs to a regulon with 26 genes. In the sulfate absence, the bacteria induces the expression of two other ABC transporters, for alkanesulfonates (SsuABCDE) and aliphatic sulfonates (TauABCDE), which are responsible for the uptake and oxidation of these compounds to sulfite and aldehyde. Although its functionality has been not showed, Xanthomonas axonopodis pv. citri has all the genes involved in this regulon, including the alkanesulfonate transporter and enzymes. In order to continue the characterization of this transport, this work shows for the first time, the structural and functional characterization of the proteins SsuD and SsuE. Biochemical analyses associated to the bioinformatics and molecular modeling tools revealed that the SsuD and SsuE form a two-components system, where SsuD is the oxidoreductase responsible for the NAD(P)H oxidation followed by the FMN reduction. The protein was expressed and purified from E. coli cells with a molecular mass of the 39 kDa and it is organized in a octamer, such was demonstrated by the small angle scattering X-ray and ultracentrifugation assays. The tri-dimensional model of SsuD reveals a TIM barrel folding and conservation of residues that allow the oligomerization and NADP interaction. Enzymatic assays showed a high affinity binding of SsuD and NADP (0,21 µM) and that the protein was able to obtain the cinetic parameters, such as Km: 0.1877µM -1; Kcat: 7,192 s-1; Vmáx: 0.7911 µM/min; Kcat/Km: 3,8x 10-7 m 1S-1. Indeed, SsuD crystals were obtained in different conditions. The work still shows the charactrization of the Pbp protein, from X. axonopodis, believed to be the fosfonate/fosfate binding protein. Pbp was expressed with a molecular mass of 33 kDa, and spectroscopic analyses revealed conformational changes at the secondary structure content in presence of fosfonates, as well as an increased thermal stability in presence of spermidine, which was used for the crystallization trials. Crystals were obtained but still not tested. All results presented in this work can bring some light to the strategies that X. axonopodis uses for growth and infection and they will direct our studies for laboratorial and in vivo analyses / Mestrado / Genetica de Microorganismos / Mestre em Genética e Biologia Molecular

Orientadores: Nilson Ivo Tonin Zanchin, Beatriz Gomes Guimaraes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-09T09:39:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Scapin_SandraMaraNaressi_D.pdf: 11335048 bytes, checksum: 153f9eea9142fb7f3cb17de59a608da6 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: As GTPases da família Rab regulam o transporte intracelular de vesículas em eucariotos. Cada Rab atua em uma via de transporte específica e seu mecanismo de ação se dá através da realização de um ciclo de ligação e hidrólise de GTP. Neste trabalho, foi determinada a estrutura cristalográfica das formas inativa (ligada a GDP) e ativa (ligada a GppNHp) da GTPase Rab11b, um membro da subfamília Rab11 que está envolvida na reciclagem de proteínas dos endossomos para a membrana plasmática, no tráfego de vesículas da rede trans-Golgi para a membrana plasmática e na fagocitose. Os resultados foram confrontados com os dados estruturais da Rab11a descritos anteriormente. A Rab11b inativa cristalizou como um monômero, o que gera conflitos a respeito da formação de dímeros funcionais pela Rab11a. A Rab11b e a Rab11a ativas divergiram em relação à posição e à interação da serina 20, que é importante na hidrólise de GTP, mas apresentaram taxas hidrolíticas semelhantes in vitro. Visando uma investigação mais ampla da família Rab, a GTPase Rab21 também foi cristalizada, mas os cristais difrataram até 2.90 Å de resolução. Ensaios de desnaturação térmica revelaram que a Rab21 é estruturalmente mais instável do que a Rab11, talvez pela presença de cisteínas que estão susceptíveis à oxidação, contribuindo para a agregação e precipitação da proteína. A Rab11 é bastante estável, e possivelmente forma estruturas do tipo beta-amilóide em altas temperaturas. Este trabalho envolveu também o estudo funcional da interação entre a proteína TIP41 humana (TIPRL) e o fator de transcrição MafB. A TIPRL é uma proteína conservada que foi identificada como uma ativadora de MAP quinases enquanto sua homóloga em levedura foi caracterizada como um antagonista da via de sinalização da quinase TOR que regula o crescimento celular. A MafB está envolvida no controle transcricional em diversos processos de desenvolvimento, mas seus reguladores ainda não estão bem estabelecidos. A interação direta entre a TIPRL e a MafB inteira, ou seu domínio bZIP isolado, foi confirmada através de ensaios de ligação in vitro. As proteínas co-localizaram no núcleo de células HEK293 e nossos resultados preliminares mostram que a TIPRL inibe a atividade transcricional da MafB in vivo, embora apenas interfira na ligação in vitro do domínio bZIP da MafB ao seu DNA-alvo mediante a estabilização do complexo TIPRL-bZIP. A TIPRL pode, portanto, constituir um novo regulador da atividade de MafB / Abstract: GTPases of the Rab family are responsible for the intracellular transport of vesicles. Each family member acts on a specific transport pathway and their function is regulated by GTP binding and hydrolysis, cycling between inactive (GDP-bound) and active (GTP-bound) forms. In this work, we describe the crystal structure of inactive and active forms of the GTPase Rab11b, a member of the Rab11 subfamily which is involved in recycling of proteins from endosomes to the plasma membrane, in polarized transport in epithelial cells, in the transport of molecules of the trans-Golgi network to the plasma membrane and in phagocytosis. The Rab11b structure showed several differences from the Rab11a isoform previously described. Inactive Rab11b crystallized as a monomer, contradicting the hypothesis about functional dimers formed by Rab11a. Active Rab11b differ from Rab11a relative to the position of the serine 20 sidechain, which is involved in GTP hydrolysis, although both GTPases show similar GTP hydrolysis rates in vitro. In order to obtain structural information on Rab GTPases, Rab21 was also crystallized, but the crystals diffracted to a relatively low resolution (2.90 Å). Rab21 is a cysteine rich protein, showing a higher instability relative to Rab11b. Thermal unfolding followed by circular dicroism confirmed this hypothesis. Both Rab11b and Rab11a show a relatively high thermal stability and circular dicroism analysis indicate that they undergo conversion to structures rich in beta-strands upon thermal denaturation. This work includes also studies on the function of TIPRL in regard to its interaction with the transcription factor MafB. TIPRL is a conserved human protein identified as an activator of MAP kinases whereas its yeast counterpart Tip41 functions as an antagonist of the TOR kinase pathway. MafB is a large member of the Maf family of bZIP transcription factors controlling developmental processes in vertebrates. Regulation of MafB is critical, for example, during erythroid differentiation. A direct interaction between TIPRL and full length MafB and the bZIP domain of MafB was confirmed by in vitro interaction assays. TIPRL is localized throughout the whole cell and overlaps with MafB in the nucleus of HEK293 cells. Preliminary assays showed that TIPRL inhibits transcriptional activation mediated by MafB in HEK293 cells, although MafB shows a higher binding affinity to its target DNA relative to TIPRL in vitro. This evidence indicates that TIPRL may control MafB activity in vivo / Doutorado / Genetica Animal e Evolução / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

Para tornar a biomassa disponível para aplicações em biocombustíveis, produtos químicos e materiais, algumas propriedades indesejáveis, como alto teor de umidade e baixa densidade, devem ser corrigidos. Uma solução para estes problemas seria a densificação da biomassa. O processo de densificação da biomassa e seus resíduos, como a briquetagem e a peletização, são muito conhecidos e utilizados, entretanto, não existe um consenso sobre os mecanismos de ligação que ocorre entre as partículas da biomassa densificada e a influência que as variáveis da matéria-prima e do processo de densificação exerce sobre eles. Compreender os mecanismos de ligação entre as partículas da biomassa densificada é fundamental para determinar os parâmetros da matéria-prima e do processo de densificação, assim como os ensaios que devem ser realizados para medir a qualidade do produto densificado. Este trabalho teve como objetivo principal analisar o efeito das variáveis do material e do processo de densificação da serragem de madeira nas propriedades do produto densificado e a sua influência sobre os mecanismos de ligação entre as partículas do material. O material utilizado neste trabalho foi a serragem de Eucalyptus sp. Foram analisados o efeito do teor de umidade do material e a temperatura do processo de densificação na densidade e resistência mecânica do produto densificado, como também a influência da composição química da serragem na transição vítrea do material. A serragem de eucalipto foi caracterizada por análise termogravimétrica (TGA), caracterização química e espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). A caracterização de serragem densificada foi realizada por densidade aparente, expansão volumétrica, ensaio mecânico de compressão, microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia ótica (MO), espectrometria de massa de íons secundários por tempo de voo (ToF-SIMS) e análise dinâmico-mecânica (DMA). Os resultados mostraram que no processo de densificação sem aquecimento, o teor de umidade ideal da serragem de eucalipto foi o de aproximadamente 10%, favorecendo as forças intermoleculares entre as partículas do material. Na densificação da serragem de eucalipto em diferentes temperaturas, a lignina agiu como um aglutinante natural, formando pontes sólidas entre as partículas do material em temperaturas superiores à 140°C. A transição vítrea encontrada para a lignina da serragem de eucalipto foi da ordem de 135°C. Em conclusão, as variáveis do material e do processo de densificação influenciaram nos mecanismos de ligação, afetando as propriedades da serragem de madeira densificada. Os principais mecanismos de ligação encontrados na serragem de madeira densificada foram interações intermoleculares e pontes sólidas. / Making biomass available for investments in biofuels, chemicals and materials, some undesirable properties as high moisture content and low density must be corrected. One solution to these problems would be densification of biomass. The densification process of biomass and waste materials, such as briquetting and pelletizing, are well known and used, however, there is no consensus about the connection mechanism occurs between the particles of the densified biomass and the influence of the variables of raw material and densification process has on them. Understanding the connection mechanism between the particles of the densified biomass is critical in determining the parameters of the raw material and the densification process, as well as the tests that should be performed to measure the quality of densified product. This study aimed to analyze the effect of varying the material and the densification process of sawdust in the densified product features and their influence on the binding mechanism between the particles of the material. The material in this work was the sawdust Eucalyptus sp. It was analyzed the effect of the material moisture content and temperature of the densification process in the density and mechanical strength of the densified product, but also the influence of the chemical composition of sawdust on the glass transition of the material. The eucalyptus sawdust was characterized by thermogravimetric analysis (TGA), chemical analysis and Fourier transform infrared spectroscopic (FTIR). The characterization of densified sawdust was performed by bulk density, volumetric expansion, compression mechanical testing, scanning electron microscopy (SEM), optical microscopy (OM), mass spectrometry of secondary ions time of flight (ToF-SIMS) and dynamical mechanical analysis (DMA). The results showed that without the heat densification process, the ideal moisture content eucalyptus sawdust was about 10%, favoring the intermolecular forces between particles of the material. In eucalyptus sawdust densification at different temperatures, lignin acted as a natural binder to form solid bridges between particles of the material at temperatures higher than 140°C. The glass transition temperature of the lignin found to eucalyptus sawdust was of the order of 135°C. In conclusion, the variables of material and densification process influenced the binding mechanism affecting the properties of the densified wood sawdust. The main binding mechanism found in densified wood sawdust were intermolecular interactions and solid bridges.

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Zacarias.pdf: 3279300 bytes, checksum: 069d3b4f63177b321766e47085c3f968 (MD5) Previous issue date: 2018-01-26 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The present study aimed to understand the behavior that establishes Connectedness to Nature among fathers and mothers residing in Manaus-AM, and the implications for the experiences that they provided for their children. The construct Connectedness to Nature (CN) can be defined as the emotional attachment of people to nature, which is manifested in the adoption of attitudes that reveal environmental care and concern. Thus, in this research, it was imperative to apprehend the meaning of nature, since it is the result of a historical construction. Additionally, the research tries to understand what characterizes the lived experiences in nature of the parents and children, and identify the behaviors that define their relationship with nature. This is a descriptive exploratory study with a multi-method approach. The instruments used were semi-structured interview, free word association and social scale. Fifty-eight people (33 fathers and 25 mothers), residents of Manaus and with children up to 11 years of age, participated in this study. The data generated by the interviews was submitted to Content Analysis, after categorization was made using Descriptive Analysis; the free word association technique was subjected to Similarity Structure Analysis (SSA). Finally, the social scales were worked out from the Exploratory Factor Analysis (EFA) and Simple Descriptive Analysis (SDA). All quantitative analysis was performed using the SPSS (Social Package for Social Sciences) program. The results revealed that when referring to nature the participants do so in both an objective (geophysical aspects and elements present in it) and subjective (social, symbolic and affective aspects) way. For most parents accessing nature as a space for their children’s leisure is not their preferred choice. There is a slight expectation that, in the future, it will be possible to make use of this space, but this desire is shared by only a few parents. For these urban famillies leisure activities are primarily carried out in enclosed, public or domestic, spaces. This is the both the current situation, and the desired ideal situation. The results highlight this disparity and suggest that parents are not trying to overcome it. It was found that the majority of parents have a high level of CN (or Connectedness to Nature). However, this is not manifested as more time spent in contact with nature or in actions of environmental care. There is an incongruity between feeling connected to nature and being actually present in it. Some factors that contribute to this gap were listed by the participants - such as such as safety and security issues and the lack of leisure time. The data shows that there is a long way to go, before the connection with nature, in fact, results in actions that express care for the natural environment and in experiences in nature. To achieve this, family and social support must be more effective. / O presente estudo teve como questão norteadora compreender o comportamento de Conexão com a Natureza em pais/mães residentes em Manaus-AM e suas implicações nas experiências proporcionadas aos seus filhos(as). O construto conexão com a natureza pode ser definido como a ligação emocional das pessoas com a natureza, o que se manifesta na adoção de atitudes que revelam o cuidado e a preocupação ambiental. Assim, nessa pesquisa, foi imprescindível apreender o significado de natureza, pois essa é resultado de uma construção histórica. Além disso, foi caracterizado as experiências vivenciadas entre pais e filhos(as) no ambiente natural e identificado os comportamentos que marcam a relação com a natureza. Trata-se de uma pesquisa descrita-exploratória com abordagem multimétodos. Os instrumentos empregados foram entrevista semiestruturada, associação livre de palavras e escala social. Participaram deste estudo 58 pessoas (33 pais e 25 mães), moradores de Manaus e com filhos até 11 anos de idade. Os dados gerados pela entrevista foram submetidos a Análise de Conteúdo, após categorização foi feita a Análise Descritiva; a técnica da associação livre de palavras foi submetida a Análise de Estrutura de Similaridade (SSA- Similarity Structure Analysis) finalmente, as escalas sociais foram trabalhadas a partir da Análise Fatorial Exploratória e Análise Descritiva Simples. Todas as análises quantitativas foram trabalhadas usando o programa SPSS (Social Package for Social Sciences). Os resultados revelaram que os participantes ao se referirem à natureza o fazem tanto sob a dimensão objetiva (aspectos geofísicos e elementos presentes nela) quanto subjetiva (aspectos sociais, simbólicos e afetivos). A natureza como espaço de possibilidade de lazer aos filhos ainda é, para a maioria dos pais, um lugar de baixa preferência para levar seus filhos. Há uma leve expectativa de, no futuro, poder fazer uso desse espaço, mas esse desejo é compartilhado por poucos pais. O lazer que predomina nessas famílias urbanas é o uso de espaços fechados seja público ou doméstico, tanto atual quanto desejado numa condição ideal. Esses resultados indicam esse afastamento atual e sinaliza que pouco investimento esses pais parecem querer fazer para suprir esse déficit. Constatou-se, no entanto, que a maioria dos pais possui um elevado índice de Conexão com a Natureza, porém isso não se manifesta em mais tempo em contato com a natureza ou em ações de cuidado ambiental. Observa-se uma incongruência entre o sentir-se conectado a natureza e estar nela efetivamente inserido. Alguns fatores que contribuem para essa lacuna foram elencados pelos participantes – como a insegurança e a disponibilidade de tempo. Os dados evidenciam que há um longo caminho a ser percorrido, para que a conexão com a natureza, de fato, se materialize em ações que expressem o cuidado com o ambiente natural e em experiências na natureza. Nesse percurso, família e poder público devem estar presentes.

Este trabalho tem como objetivo estudar o modelo de regressão binária nas abordagens clássica e bayesiana utilizando as funções de ligações probito, logito, complemento log-log, transformação box-cox e probito-assimétrico. Na abordagem clássica apresentamos as suposições e o procedimento para ajustar o modelo de regressão e verificamos a precisão dos parâmetros estimados, construindo intervalos de confiança e testes de hipóteses. Enquanto que, na inferência bayesiana fizemos um estudo comparativo utilizando duas metodologias. Na primeira metodologia consideramos densidades a priori não informativas e utilizamos o algoritmo Metropolis-Hastings para ajustar o modelo. Na segunda metodologia utilizamos variáveis auxiliares para obter a distribuição a posteriori conhecida, facilitando a implementação do algoritmo do Amostrador de Gibbs. No entanto, a introdução destas variáveis auxiliares podem gerar valores correlacionados, o que leva à necessidade de se utilizar o agrupamento das quantidades desconhecidas em blocos para reduzir a autocorrelação. Através do estudo de simulação mostramos que na inferência clássica podemos usar os critérios AIC e BIC para escolher o melhor modelo e avaliamos se o percentual de cobertura do intervalo de confiança assintótica está de acordo com o esperado na teoria assintótica. Na inferência bayesiana constatamos que o uso de variáveis auxiliares resulta em um algoritmo mais eficiente segundo os critérios: erro quadrático médio (EQM), erro percentual absoluto médio (MAPE) e erro percentual absoluto médio simétrico (SMAPE). Como ilustração apresentamos duas aplicações com dados reais. Na primeira, consideramos um conjunto de dados da variação do Ibovespa e a variação do valor diário do fechamento da cotação do dólar no período de 2013 a 2016. Na segunda aplicação, trabalhamos com um conjunto de dados educacionais (INEP-2013), focando nos estudos das variáveis que influenciam a aprovação do aluno. / The objective of this work is to study the binary regression model under the frequentist and Bayesian approaches using the probit, logit, log-log complement, Box-Cox transformation and skewprobit as link functions. In the classical approach we presented assumpti- ons and procedures used in the regression modeling. We verified the accuracy of the estimated parameters by building confidence intervals and conducting hypothesis tests. In the Bayesian approach we made a comparative study using two methodologies. For the first methodology, we considered non-informative prior distributions and the Metropolis-Hastings algorithm to estimate the model. In the second methodology we used auxiliary variables to obtain the known a posteriori distribution, allowing the use of the Gibbs Sampler algorithm. However, the introduction of these auxiliary variables can generate correlated values and needs the use of clustering of unknown quantities in blocks to reduce the autocorrelation. In the simulation study we used the AIC and BIC information criteria to select the most appropriate model and we evaluated whether the coverage probabilities of the confidence interval is in agre- ement with that expected by the asymptotic theory. In Bayesian approach we found that the inclusion of auxiliary variables in the model results in a more efficient algoritm according to the MSE, MAPE and SMAPE criteria. In this work we also present applications to two real datasets. The first dataset used is the variation of the Ibovespa and variation of the daily value of the American dollar at the time of closing the 2013 to 2016. The second dataset, used is an educational data set (INEP-2013), where we are interested in studying the factors that influence the approval of the student.

The discovery of the chemical properties related to the physiological and pathophysiological processes of the nitric oxide molecule has advanced scientific research concerning the control of NO availability in the biological environment. Complexes involving ruthenium and other ligands, such as amine and tetraazomacrocycles, have been used as models because they display properties like stability to air oxidation, solubility in water, and low cytotoxicity against host cells. Given the peculiar properties of nitric oxide, we first conducted a computational experiment based on the molecular orbital diagram of NO (Chapter 3). Then, we performed exercises of computational quantum chemistry involving the monocation (NO+) and monoanion (NO-) of NO. These exercises were presented to students at the end of their undergraduate studies or at the beginning of their postgraduate studies. The students started the experiment by exploring the Lewis structures of NO+, NO, and NO- along with the molecular orbital diagram of NO, to obtain a correlation with different properties like bond lengths and atomic charges. Next, they compared the calculated bond lengths and vibrational frequencies with experimental results found in Internet databases, which allowed them to discuss the differences they visualized. In addition, distinct approximations helped to calculate partial atomic charges. The students verified that it is difficult to determine this parameter because it is not physically observable and does not rely on any quantum mechanical operator to determine its quantity. The dipole moment calculated for NO, 0.153 D, by using B3LYP/631+G(d,p) level is close to the most accepted experimental data. This value contrasts with a recent determination of this parameter indicating that the negative charge concentrates on the nitrogen atom. The students finished the experiment by dealing with two topics of relevant interest to computational chemistry: (i) investigation of the behavior of some properties; for instance, atomic charges and spin densities, in relation to the basis set increment, and (ii) calculation of accurate electronic energies from extrapolation of the basis set pcn, n = 2-4, to infinity. Given the relevance of the nitric oxide molecule and the important role of water as solvent in the biological environment, we undertook a computational study of the interaction of NO, NO+, and NO- with H2O: [NO.H2O], 0, [NO.H2O]+, 0+, and [NO.H2O]-, 0- (Chapter 4). The geometries optimized for these clusters indicated that the NO.H2O interaction depends on the total charge: (ON.HOH), (NO-.HOH), and (ON+.OH2). The atomic spin densities along with the frontier molecular orbitals representation demonstrated that NO goes from 0 to 0+ or 0- in the oxidation or reduction processes, respectively, and that both processes occur on the nitrogen atom. The quantum theory of atoms in molecules (QTAIM), electron localization function (ELF), and natural bond-bond polarizability (NBBP) methods helped to quantify the electronic delocalization level between NO and H2O: 0+ > 0 > 0-, to show a predominantly ionic character for the intermolecular interactions, but a primarily covalent character for the intramolecular chemical bonds. Energy analyses carried out by the natural bond orbital (NBO) and localized molecular orbital energy decomposition (LMOEDA) methods for the interaction between NO and H2O in the complexes 0, 0+, and 0- demonstrated a more favorable interaction in 0- than in 0+ and 0, as revealed by the former method. However, the latter method indicated more negative total interaction energy for 0+ in relation to 0- and 0 because of its predominantly electrostatic component. Analysis of the electrostatic potential surfaces furnished a clear and direct explanation for the relative position of the monomers. Additionally, this analysis showed that the Coulombic attraction between the water molecule and the charged complexes NO+ and NO- is larger than in the case of the complexes with NO. Accordingly, we investigated the complexes cis-[RuCl(NO)(NH3)4]+, 1; cis-[RuCl(NO)(NH3)4]2+, 2; cis-[RuCl(NO)(NH3)4]3+, 3; trans-[RuCl(NO)(NH3)4]+, 4; trans-[RuCl(NO)(NH3)4]2+, 5; trans-[RuCl(NO)(NH3)4]3+, 6; [Ru(NO)(NH3)5]+, 7; [Ru(NO)(NH3)5]2+, 8; and [Ru(NO)(NH3)5]3+, 9 to improve our understanding of the nature of Ru-NO chemical bond and of the influence of the total charge, nature, and relative position of simple ligands on NO release from these complexes (Chapter 5). According to the analysis of charges conducted by the QTAIM and NBO methods along with the molecular orbital representation, the first chemical reduction of complexes 3 and 6 to complexes 2 and 5, respectively, occurs in the pi orbital of Cl, whereas the second reduction, from complexes 2 and 5 to complexes 1 and 4, respectively, and the overall reduction process complex 9 --> complex 8 --> complex 7 takes place in the pi* orbital of NO. In addition, geometric parameters, wavenumbers related to bond stretching, and analysis of electron density by the QTAIM and NBO methods showed that the thermodynamic stability of the Ru-NO bond in complexes 1-6 increases in the first reduction (on going from total charge 3+ to 2+), but it decreases in the second reduction (on going from 2+ to 1+). For complexes 7-9, the stability of the Ru-NO bond decreases in the first reduction, but it increases in the second reduction. This is because interaction between NO and Ru is more favorable in complex 7 than interaction between NO and Ru in complex 8. For NO, the bond order decreases upon reduction of the total charge in the three classes of complexes: 1-3, 4-6, and 7-9. For the complexes containing the chlorine atom, it is possible to observe that the chloride group increases the electron density and provides a more favorable electrostatic interaction in the Ru-NO bond as compared to the complexes containing amine only. The results also indicate increased stability of the Ru-NO bond in complexes 1-3 as compared to complexes 4-6. As a result, the electrostatic interaction between Cl and NO is larger in complexes 1 and 3 as compared to complexes 4 and 6, respectively. We investigated the influence of the Effective Core Potential (ECP) in relation to the treatment involving all the electrons along the scalar relativistic effects obtained by the secondorder Douglas-Kroll-Hess (DKH2) approximation by analyzing the geometric parameters of complexes 1-9 and trans-[RuCl(NO)(NH3)4], 10. By using the ECP basis set, we determined the energies of reduction (A: 2-->1, B: 3-->2, C: 5-->4, D: 6-->5, E: 8-->7, and F: 9-->8), isomerization (G: 1-->4, H: 2-->5, and I: 3-->6), and Cl negative trans influence (J: 7+Cl- --> 10+NH3, K: 8+Cl- --> 5+NH3, and L: 9+Cl- --> 6+NH3) with the computational methods: RI-MP2, RI-SCS-MP2, OO-RI-MP2, OO-R-ISCS-MP2, M06-L, M06, M06-2X, M06-HF, BP86-D3BJ, BP86, B2PLYP, LC-wPBE, and B3LYP. We adopted the CCSD(T) method as reference (Chapter 6). For the statistical analysis, we used the following parameters: minimal negative deviation, Dneg(Min); maximum positive deviation, Dpos(Max); medium absolute deviation, MAD; and rootmeansquare, RMS. In addition to these results, we used values relative to the computational model used as reference, CCSD(T)/def2TZVP, or even a comparison with the experimental results. The geometric parameters obtained with ECP were very close to the values obtained with DKH2 - we achieved MARD values of 1.4 and 0.4% for the bond lengths and angles, respectively. Besides that, the calculated data had MARD values close to 4% as compared to the X-ray experimental results for bond lengths and MARD values close to 3% for the bond angles. These results are acceptable, despite deviation intervals of (5%) - 9% for r, and (5%) - 7% for <. Concerning the reaction energies, the B2PLYP method gave the closest values in relation to those obtained by CCSD(T) in A-I, whereas B3LYP showed the best performance in the proposed chemical reactions J-L. We also studied the nature of the Ru-NO and Ru-NO2 bonds in the compound fac-[Ru(NO)Cl2(3N4,N8,N11(1-carboxypropyl)cyclam)]+ as well as its derivatives obtained upon changes in pH by the computational model B3LYP/ccpVDZ with pseudopotential ECP28MDF for ruthenium. The electronic structure was analyzed with the aid of the density overlap regions indicator (DORI), QTAIM, ELF, and NBO methods (Chapter 7). The DORI method identified a region where the electron density of Ru and NO or NO2 overlapped, which indicated the presence of the Ru-NO or Ru-NO2 chemical bond. The QTAIM and ELF methods showed that these bonds have low covalent character. Investigation of the electron density demonstrated that the number of electrons shared between Ru and NO increases on going from complex 11 to complex 12, when carboxyl group is deprotonated. However, this number decreases with increasing pH and formation of complex 13, from deprotonation of N(2), and complex 14, with conversion of Ru-NO to Ru-NO2. By using NBO, we also observed interaction between the localized d orbitals of Ru and the pi* orbital of NO or NO2. This interaction is related to the pi backdonation process, which is more favorable to the stabilization of complexes 11-14 than the interaction between the sigma NBOs of NO or NO2 with the d-sigma orbital of Ru, associated with the donation route. Successively, the second order stabilization energy involving the NBOs with symmetry increases on going from complex 11 to complex 12 due to the decreased energy difference and increased overlap between these localized orbitals. The opposite trend is observed on going from complex 12 to complexes 13 and 14, in agreement with previous results. We examined the Ru-NO bond mechanism in the complex trans-[RuCl(NO)(NH3)4]2+ (Chapter 8). Then, we obtained the geometry of this compound and the bond dissociation energy (-Delta-E) of the decompositions trans-[RuCl(NH3)4]+ + NO+, trans-[RuCl(NH3)4]2+ + NO, and trans-[RuCl(NH3)4]3+ + NO by using the computational models ZORA-BP86/TZ2P and BP86/TZ2P, to evaluate how the ZORA approximation influenced treatment of the relativistic effects. Both computational models agreed well with the geometric parameters obtained by X-ray diffraction in the literature. Nevertheless, the values of -Delta-E were significantly different, so we adopted the ZORA-BP86/TZ2P model in the subsequent discussions. The dissociation trans-[RuCl(NH3)4]+ + NO+ gave the lowest -Delta-E, which agreed with a value for the Ru-NO bond angle close to 180º and is typical of trans-[Ru(NO)L(NH3)4]n+ that are EPR silent. We used this decomposition along with the Kohn-Sham molecular orbital theory in combination with the energetic decomposition analysis to highlight some important characteristics of the Ru-NO bond mechanism. Investigation of the negative trans influence of the Cl- group on Ru-NO revealed a favorable interaction energy for the interaction between trans-[RuCl(NH3)4]+ and NO+ - in this structure, the interaction term of the pi orbital counterbalances the electrostatic repulsion and the Pauli repulsion. We also studied the Ru-NO bond in the absence of the Cl- group for trans-[Ru(NH3)4]2+ and NO+. The interaction is repulsive because electrostatic repulsion predominates in relation to the attractive contribution of the interaction of the pi orbital. We also analyzed the RuCl bond in the absence of NO+ for trans-[Ru(NH3)4]2+ and Cl. The interaction is attractive due to the considerable value of the favorable electrostatic term. Investigation of the synergism between the processes of sigma donation and pi backdonation present in Ru-NO showed that this synergism accounts for the increased stability of this bond. The pi component is essential for maintenance of this chemical bond / A descoberta das novas propriedades químicas da molécula de óxido nítrico, relacionadas principalmente a processos fisiológicos e fisiopatológicos, promoveu um avanço nas pesquisas científicas ligada ao controle da disponibilidade desta molécula em meio biológico. Sendo que compostos, que possuem especialmente rutênio e ligantes, tais como, amina e tetraazomacrocíclicos são utilizadas como modelo devido a suas propriedades como, por exemplo, estabilidade frente à oxidação promovida pelo ar, solubilidade em água e baixa citoxicidade contra células hospedeiras. Assim, devido às propriedades peculiares do óxido nítrico, foi realizado em primeiro lugar um experimento computacional baseado no diagrama de orbitais moleculares do NO e em exercícios de química quântica computacional envolvendo também seu monocátion (NO+) e monoânion (NO) (Capítulo 3). Os estudantes iniciaram este experimento explorando as estruturas de Lewis de NO+, NO e NO junto ao diagrama de orbitais moleculares do NO obtendo uma correlação com diferentes propriedades, por exemplo, comprimentos de ligação, e cargas atômicas. Em seguida, os valores dos comprimentos de ligação e frequências vibracionais calculados foram comparados com os dados experimentais encontrados em bancos de dados na internet, permitindo uma discussão a respeito das diferenças observadas. Em seguida, distintas aproximações foram utilizadas para o cálculo das cargas atômicas parciais demonstrando a dificuldade na determinação deste parâmetro, uma vez que este não é uma observável física e, consequentemente, não há um operador mecânico quântico para a obtenção desta grandeza. Além disso, o momento de dipolo calculado do NO, 0,153 D, com B3LYP/631+G(d,p), é próximo ao valor experimental, mais aceito, em contaste a uma recente determinação que indica uma carga negativa concentrada no sentido do átomo de nitrogênio. O experimento termina com dois tópicos de grande interesse para a química computacional. Onde, em primeiro lugar, foi realizada uma investigação de como propriedades, tais como, cargas e densidades de spin atômicas se comportam com o aumento do conjunto de base. E em segundo lugar, o cálculo de energias eletrônicas precisas foi possível com a extrapolação do conjunto de base pcn, n = 24, para n igual a infinito. Dada à relevância da molécula de óxido nítrico e o papel da água como solvente em meio biológico, também foi realizado o estudo computacional da interação entre NO, NO+, e NO com H2O: [NO.H2O], 0, [NO.H2O]+, 0+, e [NO.H2O], 0 (Capítulo 4). Onde, as geometrias otimizadas destes clusters indicam que a interação NO.H2O depende da carga total: (ON.HOH), (NO.HOH) e (ON+.OH2). Sendo que as densidades de spin atômicas e a forma dos orbitais moleculares indicam que a partir de 0 para 0+ ou 0 os processos de oxidação ou redução, respectivamente, ocorrem sobre o NO, ou mais especificamente sobre o átomo de nitrogênio. Logo, os métodos quantum theory of atoms in molecules (QTAIM), electron localization function (ELF) e natural bondbond polarizability (NBBP) permitem quantificar o nível de deslocalização eletrônica entre o NO e o H2O: 0+ > 0 > 0, e mostram um caráter predominantemente iônico para as interações intermoleculares, porém, primariamente covalente para as ligações químicas intramoleculares. Destarte, a analise energética obtida junta aos métodos natural bond orbital (NBO) e localized molecular orbital energy decomposition (LMOEDA) para a interação entre NO e H2O nos complexos 0, 0+, e 0 demostra ser mais favorável em 0 do que 0+, e 0 quanto a influência mútua dos orbitais naturais de ligação, ao passo que o segundo método designa uma energia de interação total mais negativa para 0+ em relação a 0,e 0, devido ao seu componente eletrostático predominante. Para concluir, a análise das superfícies de potenciais eletrostáticos fornece uma explicação direta e clara a respeito da posição relativa dos monômeros. Em seguida, a atração de Coulomb entre a molécula de água e os compostos carregados NO+ e NO é mais favorável frente ao NO. Por conseguinte, considerando compostos capazes de controlar a disponibilidade do NO, foram investigados os seguintes complexos: cis[RuCl(NO)(NH3)4]+, 1, cis[RuCl(NO)(NH3)4]2+, 2, cis[RuCl(NO)(NH3)4]3+, 3, trans[RuCl(NO)(NH3)4]+, 4, trans[RuCl(NO)(NH3)4]2+, 5, trans[RuCl(NO)(NH3)4]3+, 6, [Ru(NO)(NH3)5]+, 7, [Ru(NO)(NH3)5]2+, 8, e [Ru(NO)(NH3)5]3+, 9, de modo estudar a natureza da ligação química RuNO sobre a influência da carga total, bem como, da natureza e posição relativa de ligantes simples (Capítulo 5). Desta forma, em primeiro lugar, a partir da analise das cargas obtidas pelos métodos QTAIM e NBO em conjunto com a representação dos orbitais moleculares, temos que a primeira redução química em 3-->2 e 6-->5 ocorre sobre o orbital do átomo de Cl, ao passo que a segunda redução em 2-->1 e 5-->4, bem como, em 9-->8-->7 é sobre o orbital * do NO. Em seguida, os parâmetros geométricos, números de onda vibracionais de estiramento, e a analise da densidade eletrônica pelos métodos QTAIM e NBO mostram que a estabilidade termodinâmica da ligação RuNO nos compostos 16 aumenta na primeira redução, a partir de 3+ para 2+, contudo, diminuem na segunda redução, a partir de 2+ para +. Para os compostos 79, a estabilidade de RuNO diminui com a primeira redução da carga total, mas, aumenta na segunda redução. Sendo que o último processo é explicado pela interação entre o NO, e o Ru ser mais favorável em 7, do que o NO e o metal em 8. Para NO, uma diminuição da ordem de ligação é visualizada com a redução da carga total nas três classes de complexos: 13, 46 e 79. Em 16, a comparação das moléculas 1 e 4 frente a 8, assim como, 2 e 5 em relação a 9 demonstra que a influência negativa do grupo cloreto relativo a contribuição do ligante amina promove uma maior densidade eletrônica e mais favorável interação eletrostática na ligação RuNO. Adicionalmente, os resultados indicam um aumento da estabilidade em RuNO para 13 comparado a 46, devido à interação eletrostática entre Cl, e NO, apesar da densidade eletrônica nesta ligação química ser maior somente em 1 e 3 frente a 4 e 6, respectivamente. A seguir, foi realizado um estudo da influência do Effective Core Potential (ECP) em relação ao tratamento envolvendo todos os elétrons junto aos chamados efeitos relativísticos escalares por meio da aproximação secondorder DouglasKrollHess (DKH2). Isto foi realizado por meio da analise dos parâmetros geométricos dos complexos metálicos: 19 e trans[RuCl(NO)(NH3)4], 10. A partir das geometrias otimizadas com o conjunto de base com ECP, também foram avaliadas as energias das reações químicas de redução (A: 2-->1, B: 3-->2, C: 5-->4, D: 6-->5, E: 8-->7 e F: 9-->8), isomerização (G: 1-->4, H: 2-->5 e I: 3-->6), e influência trans negativa do Cl (J: 7+Cl --> 10+NH3, K: 8+Cl --> 5+NH3 e L: 9+Cl --> 6+NH3) junto aos seguintes métodos computacionais: RIMP2, RISCSMP2, OORIMP2, OORISCSMP2, M06L, M06, M062X, M06HF, BP86D3BJ, BP86, B2PLYP, LCwPBE, e B3LYP. Sendo que o método CCSD(T) foi adotado como referência (Capítulo 6). Para a análise estatística foram utilizados os seguintes parâmetros: desvio negativo mínimo, Dneg(Mín), desvio positivo máximo, Dpos(Máx), desvio absoluto médio, DAM, e raiz quadrada do erro quadrático médio, RQEQM. Além destes parâmetros, foram empregados também valores relativos ao modelo computacional adotado como referência, CCSD(T)/def2TZVP, ou mesmo frente a resultados experimentais. Agora, os parâmetros geométricos obtidos com ECP frente à DKH2 apresentam valores próximos como pode ser destacado pelos valores do desvio absoluto médio relativo, DAMR, de 1,4 e 0,4% para os comprimentos e ângulos de ligação, respectivamente. Em adição, os dados calculados frente aos resultados experimentais de raiosX apresentam pequenos valores de DAMR, próximos a 4% para os comprimentos de ligação, e 3% para os ângulos de ligação, apesar do intervalo de desvios serem de (5%) 9% para r, e (5%) 7% para <. Para as energias das reações químicas propostas, o método B2PLYP apresentou resultados mais próximos ao obtido pelo CCSD(T) para AI, enquanto que o método B3LYP apresentou as energias mais próximas às obtidas com o método de referência para JL. Também foi estudada a natureza das ligações RuNO e RuNO2 no composto fac[Ru(NO)Cl2(3N4,N8,N11(1carboxipropil)cyclam)]Cl H2O ((1carboxipropil)cyclam) = 3(ácido 1,4,8,11tetraazociclotetradecan1il)propiônico), e em seus derivados junto as modificações do pH, por meio do modelo computacional B3LYP/ccpVDZ com pseudopotencial relativístico ECP28MDF para o Ru. Onde a analise da estrutura eletrônica foi realizada através dos métodos density overlap regions indicator (DORI), QTAIM, ELF e NBO (Capítulo 7). O método DORI permitiu se identificar uma região de recobrimento de densidade eletrônica entre o Ru e NO ou NO2 indicando a presença das ligações químicas RuNO e RuNO2. Os métodos QTAIM e ELF mostraram que estas ligações possuem um baixo caráter covalente. A analise da densidade eletrônica mostrou que o numero de elétrons compartilhados entre Ru e o NO aumenta a partir de 11 para 12, com a desprotonação do grupo carboxílico, porém, diminui com o aumento de pH e formação de 13, a partir da desprotonação de N(2), e 14, com a conversão da ligação RuNO para RuNO2. O método NBO também possibilitou determinar a interação entre os orbitais localizados d do Ru com * do NO ou NO2, relacionada ao processo de retrodoação , como mais favorável para a estabilização dos compostos 1114 frente à interação entre os NBOs do NO ou NO2 com d do Ru, pautada ao processo de doação . Sendo que a energia de estabilização de segunda ordem envolvendo os NBOs de simetria aumenta em 11-->12, devido à diminuição da diferença de energia e o aumento do recobrimento entre estes orbitais localizados. Entretanto, foi observada uma tendência contrária para 12-->13-->14, concordando com os resultados prévios. O mecanismo da ligação RuNO foi analisado a partir do complexo trans[RuCl(NO)(NH3)4]2+ (Capítulo 8). A geometria deste composto e a energia de dissociação de ligação (E) para as decomposições: trans[RuCl(NH3)4]+ + NO+, trans[RuCl(NH3)4]2+ + NO, e trans[RuCl(NH3)4]3+ + NO, foram obtidas junto aos modelos computacionais: ZORABP86/TZ2P e BP86/TZ2P, com o objetivo da avaliar a influência da aproximação ZORA no tratamento dos efeitos relativísticos. Os resultados mostraram que ambos os modelos computacionais apresentam uma boa concordância com os parâmetros geométricos obtidos por difração de raiosX que foram encontrados na literatura. Entretanto, os valores de E apresentaram uma diferença mais acentuada, e o modelo ZORABP86/TZ2P foi adotado nas seções seguintes deste estudo. Outro ponto é que a menor E foi obtida para trans[RuCl(NH3)4]+ + NO+, concordando com o ângulo de ligação RuNO próximo a 180º típico de compostos trans[Ru(NO)L(NH3)4]n+ que não apresentam sinais de EPR. Sendo assim, esta decomposição foi utilizada junto à teoria do orbital molecular de KohnSham em combinação com analise de decomposição energética para destacar algumas características do mecanismo da ligação RuNO. Assim sendo, na ligação RuNO sobre a influência trans negativa do Cl, estudada por meio da interação entre trans[RuCl(NH3)4]+ e NO+, temos uma energia de interação favorável porque, nesta estrutura, o termo de interação orbital contrabalança a repulsão eletrostática e a repulsão de Pauli. Por outro lado, a ligação RuNO na ausência do grupo Cl foi estudada através da interação entre trans[Ru(NH3)4]2+ e NO+, demostrando ser repulsiva devido a predominância da repulsão eletrostática frente a contribuição atrativa da interação orbital . Agora, a ligação RuCl na ausência de NO+, analisada a partir da interação entre trans[Ru(NH3)4]2+ e Cl, é atrativa devido ao considerável valor do termo eletrostático favorável. Ainda, o estudo do sinergismo entre os processos de doação e retrodoação presentes em RuNO mostrou que este é responsável por aumentar a estabilidade desta ligação. Porém, a retrodoação demonstrou não ser somente a mais importante, mas, também fundamental para a manutenção desta ligação química

Atualmente a cucurbitacina E é considerada uma candidata a fármaco em razão de sua atividade anticâncer, reconhecimento de seus alvos moleculares e sinergismo com outros fármacos utilizados no tratamento do câncer. Porém, ainda não é possível seu uso na clínica devido a importantes lacunas na literatura relativas a ensaios de farmacocinética pré-clínicos e clínicos. A cucurbitacina E é hidrolisada a cucurbitacina I em plasma e em microssomas de fígado humano. O presente estudo visa avaliar a farmacocinética populacional e ligação as proteínas plasmáticas da cucurbitacina E e seu metabólito cucurbitacina I em plasma de ratos. O método de análise sequencial da cucurbitacina E e cucurbitacina I em plasma de ratos foi desenvolvido utilizando LCMS/ MS. Alíquotas de 50 ?L de plasma foram desproteinizadas com acetonitrila e os resíduos reconstituídos com acetonitrila:água (1:1, v/v) e adicionados do padrão interno clobazam. Os extratos foram injetados na coluna RP-18 com fase móvel constituída por mistura de acetonitrila:água:metanol (32:35:33, v/v/v). O método é preciso e exato com linearidade no intervalo de 1-100 ng de cucurbitacina E/mL de plasma e de 0,4-200 ng de cucurbitacina I/mL de plasma. O método foi aplicado na avaliação da farmacocinética da cucurbitacina E administrada a ratos machos Wistar em dose única oral (gavagem) e intravenosa de 1mg/kg dissolvida em DMSO e tampão fosfato salino pH 7,4 (5:95, v/v). As amostras seriadas de sangue foram coletadas até 24 h após a administração oral ou intravenosa. As concentrações plasmáticas de cucurbitacina E foram quantificadas até 16 h somente após a administração intravenosa, enquanto as concentrações plasmáticas de cucurbitacina I permaneceram abaixo dos valores de LIQ seguindo a administração oral ou intravenosa. O modelo de farmacocinética populacional foi desenvolvido para a cucurbitacina E administrada por via intravenosa com o auxílio do programa NONMEM com adequada qualidade de ajuste e desempenho preditivo. O perfil farmacocinético da cucurbitacina E administrada por via intravenosa foi descrito por modelo bicompartimental com distribuição e eliminação de primeira ordem com os seguintes parâmetros farmacocinéticos: tempo de liberação (D) de 0,45 h, volume de distribuição (Vd) de 27,22 L, clearance (Cl) de 4,13 L/h e meiavida de eliminação (t1/2) de 4,57 h. As interações da cucurbitacina E e cucurbitacina I com as albuminas séricas humana (HSA) e de rato (RSA) foram investigadas utilizando biossensor óptico baseado em ressonância de plasma de superfície (SPR) e espectroscopia de dicroísmo circular (CD). Os dados de ligação das cucurbitacinas a albuminas foram obtidos por experimentos de competição de CD com biliverdina. Os dados de SPR revelaram um evento de ligação inédito entre a cucurbitacina I e a HSA e as afinidades de ligação da cucurbitacina E e cucurbitacina I são maiores para a RSA do que para a HSA. A cucurbitacina E e a cucurbitacina I podem ser classificadas como substâncias de alta afinidade de ligação com a HSA e com a RSA. A análise de CD mostrou que a cucurbitacina E e a cucurbitacina I modificam a ligação da biliverdina as albuminas através de modulação alostérica oposta (positiva para HSA, negativa para RSA), confirmando a necessidade de cuidados na extrapolação de dados farmacocinéticos pré-clínicos para clínicos. / Cucurbitacin E is currently considered a drug candidate due to its anticancer activity, recognition of its molecular targets, and synergism with other drugs used for cancer treatment. However, the use of cucurbitacin E in clinical practice is not possible because of important research gaps regarding its preclinical and clinical pharmacokinetic characteristics. Cucurbitacin E is hydrolyzed to cucurbitacin I in plasma and in human liver microsomes. The aim of this study was to evaluate the population pharmacokinetics and plasma protein binding of cucurbitacin E and of its metabolite cucurbitacin I in rats. The method for the sequential analysis of cucurbitacins E and I in rat plasma was developed using LC-MS/MS. Plasma aliquots of 50 ?L were deproteinized with acetonitrile, the residues were reconstituted in acetonitrile:water (1:1, v/v), and clobazam was added as internal standard. The extracts were injected into an RP-18 column using a mobile phase consisting of a mixture of acetonitrile:water:methanol (32:35:33, v/v/v). The method was precise and accurate, showing linearities at a range of 1-100 ng cucurbitacin E/mL plasma and of 0.4-200 ng cucurbitacin I/mL plasma. The method was applied to the pharmacokinetic evaluation of cucurbitacin E administered to male Wistar rats at a single oral (gavage) or intravenous dose of 1 mg/kg dissolved in DMSO and phosphate-buffered saline, pH 7.4 (5:95, v/v). Serial blood samples were collected up to 24 h after oral or intravenous administration. The plasma concentrations of cucurbitacin E were quantified up to 16 h only after intravenous administration, while the plasma concentrations of cucurbitacin I remained below the limit of quantification after oral or intravenous administration. The population pharmacokinetic model was developed for administered intravenously cucurbitacin E using the NONMEM program, with adequate goodness of fit and predictive performance. The pharmacokinetic profile of intravenously administered cucurbitacin E was described by a two-compartment model with first-order distribution and elimination. The following pharmacokinetic parameters were obtained: release time (D) of 0.45 h, volume of distribution (Vd) of 27.22 L, clearance (Cl) of 4.13 L/h, and elimination half-life (t1/2) of 4.57 h. The interactions of cucurbitacin E and I with human (HSA) and rat (RSA) serum albumins were investigated using an optical biosensor by surface plasmon resonance (SPR) and circular dichroism (CD) spectroscopy. The binding data of the cucurbitacins to albumins were obtained by CD competition experiments with biliverdin. The SPR data revealed an undescribed binding event between cucurbitacin I and HSA and the binding affinities of cucurbitacin E and cucurbitacin I were higher for RSA than for HSA. Cucurbitacin E and cucurbitacin I can be classified as substances with high binding affinity for HSA and RSA. CD analysis showed that cucurbitacin E and cucurbitacin I modify the binding of biliverdin to albumins through opposite allosteric modulation (positive for HSA, negative for RSA), confirming that care should be taken when extrapolating the pharmacokinetic data between species.