Neste trabalho são apresentados resultados dos estudos da reação de oxidação de hidrogênio puro realizados em eletrodos rotatório em camada ultrafina porosa e na presença de CO em células a combustível utilizando catalisadores formados por Pt dispersas em substratos de óxidos, tais como, Pt/RuO 2 -C, Pt/RhO 2 -C, Pt/WO 3 -C e em Pt/WC-C. As reações foram também estudadas em suporte puro, como, RhO 2 /C e WC/C em diferentes proporções atômicas. Este estudo teve como finalidade estudar as propriedades catalíticas destes materiais visando elucidar os mecanismos da reação de oxidação de hidrogênio (ROH) sobre estes catalisadores dispersos, possibilitando a obtenção de parâmetros cinéticos das reações. Em conjunto com as medidas eletroquímicas, foram realizados estudos sobre as propriedades eletrônicas e estruturais destes catalisadores, o que possibilita relacionar suas propriedades eletrônicas e estruturais com a cinética da HOR. Observou-se que a presença dos óxidos de Ru, Rh e WO 3 favorecem a diminuição do grau de recobrimento da Pt por CO, deixando mais sítios disponíveis a ROH, em consequência do esvaziamento da banda 5d da Pt, o que diminui a retro-doação de elétrons da Pt ao CO, diminuindo a força da ligação Pt-CO. Como observado, essas modificação eletrônicas observadas nos espectros de XANES não induziram a nenhuma mudança perceptível na cinética ou no mecanismo reacional. Para quase todos os catalisadores, a tolerância ao CO pode ser explicada tanto em termos do mecanismo eletrônico como do bifuncional evidenciado pela formação de CO 2 nas medidas de EMS. / This work shows results of studies of the hydrogen oxidation reaction (HOR) pure in rotation in ultra porous layer and in the presence of CO in the fuel cell to the electrocatalysts of Pt alloy dispersed on oxide substrates such Pt/RuO 2 -C, Pt/RhO 2 -C, Pt/WO 3 -C, Pt/WC-C and pure materials, as RhO 2 /C and WC. The study of the catalytic properties of these materials to elucidate the mechanisms of hydrogen oxidation reaction on these dispersed catalysts, allowing the collection of kinetic parameters of reactions. Together with the electrochemical measurements were carried out studies on the structural and electronic properties of these catalysts, which allow relating their structural and electronic properties with the kinetics of the HOR. It was observed that the presence of oxides of Ru, Rh and WO 3 encourage the reduction of the degree of coating of Pt by CO, leaving more sites available to ROH, as a consequence of emptying of the Pt 5d band, which reduces the backdonation of electrons from Pt to CO by reducing the strength of Pt-CO binding. As noted, these changes observed in electronic spectra of XANES not led to any perceptible change in the kinetics or the reaction mechanism. For almost all catalysts, the CO tolerance can be explained in terms of the electronic effect and the bifunctional mechanism evidenced by the formation of CO 2 in the EMS.

O Alquilbenzeno Linear Sulfonado (LAS) é um surfactante aniônico de degradação complexa. Via ensaio cinético em batelada ajustou-se modelo de inibição por excesso de substrato na remoção de LAS e matéria orgânica de água residuária de lavanderia comercial (ARLC) em co-digestão com esgoto doméstico (ED). A adição de 50 mg L-1 de etanol (EOH) resultou em maiores valores para velocidade específica de utilização do substrato (robs) e concentração mais elevada de LAS que fornece o maior robs (18,98 mg LAS L-1 e 2,39 mg LAS L-1 na presença e ausência de etanol, respectivamente). Areia com 1,0 mm de diâmetro foi escolhida como material suporte). Objetivou-se otimizar a remoção do surfactante de ARLC + ED (1:3 volume; &#8764; 20 mg LAS L -1) em RLF em escala aumentada (19,8L) através de: (i) adição de etanol em diferentes dosagens; (ii) variação da velocidade ascensional (vasc) aplicada ao leito; e (iii) aumento do tempo de detenção hidráulica (TDH). Desta forma, para TDH de 18 h foram realizadas as seguintes fases operacionais: (I) ARLC + ED + 1,3 velocidade mínima de fluidificação (vmf); (II) ARLC + ED + 50 mg EOH L -1 + 1,3 vmf; (III) ARLC + ED+200 mg EOH L-1 + 1,3 vmf; (IV) ARLC + ED +200 mg L-1 + 1,0 vmf; (V) ARLC + ED + 200 mg L-1 + 0,7 vmf; (VI) ARLC + ED + 100 mg L-1 + 1,0 vmf; e para TDH de 30 h: (VII) ARLC + ED + 1,0 vmf. Não se observou diferença significativa na eficiência de remoção de DQO e LAS (&#8764; 50%; p < 0,5) nas fases I à IV. O decréscimo da vasc (0,7 vmf) resultou em 29% de eficiência de remoção de LAS (V) e o aumento do TDH em 86% de eficiência de remoção de LAS (VII). Nas fases VI e VII observou-se maior remoção de DQO (&#8805; 70%). As menores vasc e 200 mg EOH L-1 favoreceram acúmulo de ácidos no sistema (IV e V). No efluente do RLF foram identificados 17 compostos recalcitrantes. Para vasc = 0,7 vmf, foi observada maior diversidade de compostos recalcitrantes, em sua maioria, ftalatos. Caracterização taxonômica e funcional dos microrganismos para as fases III, IV e V (variação da vasc) e VII (maior eficiência de remoção de LAS e DQO) foi realizada por metagenômica. Foram identificados microrganismos dos domínios Archaea e Bacteria, sendo que a diminuição da vasc resultou em maior abundância relativa de arqueias metanogênicas, como Methanosarcina e genes relacionados a F420 reducing hydrogenase que é transportadora central de elétrons na metanogênese. Diversidade de gêneros foram identificados do domínio Bacteria (Geobacter, Thauera, Pseudomonas, Chryseobacterium, Sulfuricurvum e Sulfurospirillum, etc.) e genes codificadores de enzimas que atuam nas diferentes etapas de degradação do LAS: (a) adição de fumarato (fumarate redutase); (b) beta-oxidação (3-hidroxiacil-CoA desidrogenase); (c) clivagem do anel benzênico (benzoyl-CoA reductase); (d) dessulfonação (Adenylyl-sulfate reductase). Na amostra da fase VII, foram identificados genes relacionados à etapa de dessulfonação com maior abundância relativa, se comparada às demais fases. Para maior vasc observou-se maior abundância relativa de genes relacionados à fosforilação oxidativa com Chryseobacterium como principal representante. / The linear alkylbenzene sulfonate (LAS) is in the laundry detergent composition and it presents complex degradation. Through kinetics assays in batch tests, an inhibition kinetic model by subtrate excess was adjusted to the data in the removal of LAS and organic matter from laundry wastewater (LW) in co-digestion with domestic sewage (DS). The addition of 50 mg L-1 of ethanol (EOH) to the influent resulted in higher values for the specific substrate rate (robs) as well as higher LAS concentration that provided the maximum LAS utilization rate by the biomass (Sbm) (18.98 mg LAS L-1 and 2. 39 mg LAS L-1 in the presence and absence of ethanol, respectively). Sand with 1.0 mm of diameter was chosen as supporting material for the fluidized bed reactor (FBR). The purpose of the present study was to optimize the removal of surfactant in LW + DS (1: 3 volume; &#8764; 20 mg LAS L-1) by using an upscale FBR (19.8 L) through: (i) adding ethanol in different dosages; (ii) varying the upflow velocity (vup) applied to bed; and (iii) increasing the hydraulic retention time (HRT). Thus, for 18h of HRT, the following stages were performed: (I) LW + DS + 1,3 fluidization minimum velocity (vfm); (II) LW + DS + 50 mg EOH L-1 + 1.3 vfm; (III) LW + DS + 200 mg EOH L-1 + 1.3 vfm; (IV) LW + DS + 200 mg L-1 + 1.0 vfm; (V) LW + DS + 200 mg L-1 + 0.7 vfm; (VI) LW + DW + 100 mg L-1 + 1.0 vfm; and for 30 h of HRT: (VII) LW + DS + 1.0 vfm. There was no significant difference in the efficiency of COD and LAS removal (&#8764; 50%, p < 0.5) in stages I to IV. The vup decrease (0.7 vfm) resulted in LAS removal efficiency of 29% (V) and the HRT increase resulted in LAS removal efficiency of 86% (VII). In stages VI and VII, COD removal &#8805; 70% was observed. Lower vup as well as ethanol dosage of 200 mg L-1 favored system acidification (IV and V). In the FBR effluent, 17 recalcitrant compounds were identified. For vup = 0.7 vfm, large diversity of recalcitrant compounds, mostly phthalates, was observed. A taxonomic and functional characterization of the microorganisms was performed by metagenomics analysis in stages III, IV and V (vup variation) and VII (higher efficiency of LAS and COD removal). Microorganisms of Archaea and Bacteria domains were identified, and the decrease of vup resulted in a higher relative abundance of methanogenic archaea, mainly Methanosarcina. Genes related to F420, which are the central electron carrier in the methanogenesis, were identified. Genera diversity was classified in Bacteria domain (Geobacter, Thauera, Pseudomonas, Pseudomonas, Chryseobacterium, Sulfuricurvum and Sulfurospirillum, etc.). Enzyme-encoding genes that act on different stages of LAS degradation were found: (a) addition of fumarate (fumarate reductase); (b) beta-oxidation (3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase); (c) benzene ring cleavage (benzoyl-CoA reductase) and (d) desulfonation (Adenylyl-sulfate reductase). In stage VII sample, genes related to the desulfonation step were identified with higher relative abundance, when compared to the other stages. For a higher vup, a higher relative abundance of genes related to oxidative phosphorylationwas observed and the genus main representative in that category was Chryseobacterium.

Das SurA-Protein ist ein wichtiger Bestandteil der periplasmatischen Faltungsmaschinerie aus Escherichia coli. Trotz zahlreicher Erkenntnisse sind die Mechanismen der Substraterkennung und -bindung noch nicht abschließend geklärt. Das SurA-Protein ist aus einem Chaperonmodul und zwei PPIase-Domänen aufgebaut. Die Bindestelle eines artifiziellen Peptides wurde zu Beginn der Arbeit in der PPIase-inaktiven Parvulin-Domäne I publiziert. Im Rahmen dieser Arbeit wurde untersucht, ob auch biologisch relevante, natürliche Peptide an dieser Bindestelle interagieren und ob es noch weitere Substratbindestellen innerhalb von SurA gibt. In ESR-spektroskopischen Versuchen wurde die Interaktion der isolierten Parvulin-Domäne I von SurA mit Peptiden aus einer LamB-Peptid-Bibliothek, sowie mit dem artifiziellen Peptid analysiert. Die Bindung des artifiziellen Peptides und eines Peptides aus der LamB-Peptid-Bibliothek an die isolierte Parvulin-Domäne I konnte nachgewiesen werden. Für weitere an SurA-bindende Peptide konnte an dieser Position keine Interaktion nachgewiesen werden. Mittels des genetischen Indikatorsystems ToxR wurden gezielt Kontaktpunkte zwischen dimerisierten SurA-Untereinheiten bzw. zwischen SurA und Peptid unterbunden, um deren Einfluss auf die wechselseitige Interaktion zu untersuchen. Hierbei wurden einzelne Positionen in isolierten SurA-Domänen identifiziert, die an einer Interaktion beteiligt sind. Die Mutation dieser Interaktionsstellen führten zu keinem signifikanten Verlust der in vivo-Funktion, welche mittels der Fähigkeit der SurA-Varianten zur Komplementation des synthetisch letalen Phänotypen einer surA skp-Doppelmutante untersucht wurde. Die Grundlagen für die Methodik der photoaktivierbaren, ortsspezifischen Quervernetzung von OMP-Polypeptiden an SurA- bzw. SurAI-Proteine wurden etabliert. / The SurA protein is an important part of the periplasmic folding machinery in Escherichia coli. Despite numerous findings are the mechanisms of substrate recognition and folding not yet completely resolved. The SurA protein consists of a chaperone module and two parvulin domains. In the beginning of this work a peptide binding site was published which was located in the PPIase inactive parvulin domain I. It was investigated in this thesis whether biological relevant, natural peptides would also bind with this binding site and if additional substrate binding sites exist within the SurA protein. In ESR-spectroscopy experiments both the interaction of the isolated parvulin domain I of SurA with peptides of a LamB peptide library and with the artificial peptide were examined. Binding of the artificial peptide and one peptide of the LamB peptide library to the isolated parvulin domain I could be detected. For the remaining tested peptides, which are confirmed to be SurA binders, no interaction could be verified at this position. By use of the genetic indicator system ToxR the contact points between dimerized SurA subunits respectively between SurA and peptide were prevented site-specifically to examine their influence on the mutual interaction. Here single positions in isolated SurA-domains were identified, which are part of an interaction. The mutation of these interaction sites lead to no significant loss of the in vivo function, which was analyzed by the capability of the SurA variants to complement the synthetic lethal phenotype of a surA skp double mutant. The fundamentals for the method of photoactivated site-specific crosslinking of OMP polypeptides to SurA respectively SurAI were established.

Ces travaux de thèse ont pour but d’analyser les outils de photolithographies permettant d’inscrire des réseaux des diffractions et d’identifier ceux qui sont suffisamment flexibles pour être adapté à des substrats non conventionnels tel que des cylindres ou des tubes. Les outils de photolithographies développés ont aussi été ajustés afin d’inscrire directement un réseau de diffraction dans une couche fonctionnelle de TiO2, apporté par la voie sol-gel. Cette thèse est une étude prospective car la périodicité ou le motif des structures diffractantes inscrites n’ont pas été définis pour une application spécifique. Deux outils de photolithographies ont été adaptés avec succès aux substrats cylindriques. Ils seront présentés ici et s’accompagneront d’une perspective en vue d’une application particulière. Enfin, le dernier chapitre se distincte des précédents car il ne porte pas sur le développement d’un outil de photolithographie mais sur la transformation chimique du TiO2 (diélectrique) en TiN (métal), il reste néanmoins dans la continuité de ses travaux de thèse car cette transformation est adaptée à tous types de substrats / The aim of this thesis is to analyze the photolithography tools used to print diffraction gratings and to identify those that are sufficiently flexible to be adapted to unconventional substrates such as cylinders or tubes. The photolithography tools developed have also been adjusted in order to write directly a diffraction grating in a functional layer of TiO2, supplied by the sol-gel pathway. This thesis is a prospective study because the periodicity or the pattern of the registered diffracting structures has not been defined for a specific application. Two photolithography tools have been successfully adapted to cylindrical substrates. They will be presented here and will be accompanied with a perspective for a specific application. Finally, the last chapter is distinct from the previous ones because it does not concern the development of a photolithography tool but on the chemical transformation of TiO2 (dielectric) into TiN (metal), it nevertheless remains in the continuity of its thesis because this transformation is adapted to all types of substrates

O gênero Heliconia tem participação crescente na floricultura tropical, sendo utilizada principalmente como flor de corte e para o paisagismo. A aplicação da micropropagação na produção de helicônias pode atuar na otimização da produtividade e na melhoria da qualidade do produto, proporcionando a multiplicação rápida e em grande escala das mudas, independentemente do período do ano, a multiplicação de híbridos e matrizes de grandes potenciais, a produção mais uniforme e redução do período até a colheita. Entretanto, o sucesso do processo de micropropagação depende de vários fatores, entre eles, o estabelecimento do explante in vitro, a adequação do meio de cultura e a escolha do melhor substrato na fase de aclimatação, como estudadas no presente trabalho. Uma das maiores dificuldades enfrentadas no estabelecimento in vitro dos explantes de helicônias é a contaminação bacteriana. De acordo com os resultados obtidos, as cultivares Heliconia bihai cv. Peach Pink, H. ortotricha Candy Cane e H. ortotricha L. Anderss cv. Total Eclipse respondem diferentemente aos tratamentos de assepsia testados. A utilização do meio MS (Murashige; Skoog, 1962), com a concentração normal dos sais MS, 2,5 mg/ L BAP e 0,10 mg/L ANA foi o meio de cultura mais adequado para o cultivo in vitro de H. ortrotricha cv. Candy Cane, proporcionando uma boa taxa de brotação por explante e plantas bem desenvolvidas. Durante a aclimatação das plantas de H. ortotricha Candy Cane, as misturas de Plant Max® Horticultura + Fibra de coco e Plant Max® Horticultura + Casca de arroz carbonizado foram superiores em relação aos outros substratos testados, tanto pelo maior índice de plantas sobreviventes, quanto pelo maior crescimento da parte aérea, apresentando uma boa coloração das folhas e um maior desenvolvimento do sistema radicular. Para identificação dos contaminantes, 100 isolados de bactérias foram obtidos de meios de cultura contaminados e das folhas das plantas de casa de vegetação e submetidos a análises moleculares para a caracterização por Análise de Restrição de DNA Ribossomal Amplificado (ARDRA) e identificação pelo sequenciamento parcial do gene 16S rRNA. As bactérias isoladas das folhas de helicônia em meios de cultura TSA e R2A foram somente quatro gêneros nas três cultivares, identificados como Arthrobacter sp., Xanthomonas sp., Burkholderia sp. e Rhizobium sp.. Em meio de cultura contaminado constatou-se a presença de Burkholderia sp. nas culturas de H. ortotricha Candy Cane e H. ortotricha L. Anderss. cv. Total Eclipse e de Burkholderia sp. e Rhizobium em H. bihai cv. Peach Pink. As bactérias contaminantes durante o estabelecimento in vitro dos explantes de helicônias podem ser, portanto, provenientes das comunidades endofíticas da planta matriz fornecedora do explante / The Heliconia genus has increasing participation in the tropical floriculture, used mainly as cut flower and for landscape. The use of micropropagation in the process of heliconia production can improve product quality and productivity, providing large-scale and efficient plant multiplication, independently of the season, clonal multiplication of hybrids and other valuable plants, consequently with a more uniform production and possibility of a shorter period for harvesting. However, the success of the micropropagation process depends on various factors, such as the explant establishment in vitro, culture medium and a suitable substrate for acclimatization, which were studied in this work. Bacterial contamination is one of the difficulties for the in vitro establishment of heliconia explants. The results showed that Heliconia bihai cv. Peach Pink, H. ortotricha Candy Cane and H. ortotricha L. Anderss. cv. Total Eclipse responded differently to the descontamination treatments used. The use of full strength of MS (Murashige; Skoog, 1962) medium supplemented with 2,5 mg/L BAP and 0,10 mg/L ANA was the best for the in vitro culture of H. ortrotricha cv. Candy Cane, providing good multiplication rates, with well developed plants. H. ortotricha Candy Cane acclimatization showed better results in substrate mixtures containing Plant Max® Horticulture + Coconut fiber and Plant Max® Horticulture + Rind of carbonized rice with better rates of survival, better development of the aerial parts and root system development. For identification of the contaminantes, 100 bacteria isolates were obtained from contaminated culture media and leaves of greenhouse plants and submitted to morphological and molecular analyses to characterization for Amplified Ribosomal DNA Restriction Analysis (ARDRA) and identification for partial 16S rRNA gene sequencing. The bacterial isolates obtained from the leaves in TSA and R2A culture media had been only four species in the three heliconia cultivars, and were identified as Arthrobacter sp., Xanthomonas sp., Burkholderia sp. and Rhizobium sp.. In culture media contaminated Burkholderia sp. was evidenced in cultures of H. ortotricha Candy Cane and H. ortotricha L. Anderss. cv. Total Eclipse and Burkholderia sp. and Rhizobium sp. in H. bihai cv. Peach Pink. The bacterial contaminants observed during the in vitro establishment of heliconia explants originated from the endophytic community of the plants which were used as explant sources

O pau de balsa é uma espécie arbórea que apresenta importância econômica principalmente pelos diversos usos da madeira, e ecológica por sua participação na sucessão florestal. Até o presente momento o principal meio de multiplicação desta espécie tem sido por sementes. A obtenção de mudas clonais é a principal dificuldade para o cultivo em larga escala dessa espécie. Portanto, o uso da técnica de propagação vegetativa para a silvicultura clonal, como por exemplo, o processo de estaquia, torna-se uma ferramenta útil para superar as possíveis dificuldades que as mudas produzidas a partir de sementes trazem para a silvicultura. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito do diâmetro da estaca, o tratamento com promotor de enraizamento (AIB), diferentes tipos de substrato e o uso da câmara úmida, avaliando-se o enraizamento, a formação de calos e sobrevivência de estacas de Ochroma pyramidale. Para tanto, quatro experimentos foram instalados, o primeiro foi realizado para avaliar a interação entre o diâmetro das estacas a serem divididas entre o fino, médio e espesso, relacionado ao uso de AIB nas concentrações de 0 e 5.000 mg.L-1. No segundo experimento avaliou-se a interação entre a aplicação de AIB nas concentrações de 0, 1000, 2000 e 4000 mg.L-1 e a região de origem das estacas no ramo, em basal, mediana e apical. No terceiro experimento foram avaliados os tipos de substrato (Areia, Carolina II, Fibra de coco e Vermiculita) em interação com as estacas das duas diferentes origens do ramo (mediana e apical). Por fim, no quarto experimento avaliou-se o uso de ambiente protegido por câmara úmida e a aplicação de diferentes concentrações de AIB (0, 2000, 4000 e 6000 mg.L-1). Concluiu-se que a sobrevivência das estacas é maior entre estacas de diâmetros médio e espesso (1 a 2 cm de diâmetro) e entre estacas provenientes da parte basal do ramo. Quanto ao uso de AIB, os maiores índices de sobrevivência são apresentados quando se aplica 1000 mg.L-1 de AIB, e também sem o uso de ambiente protegido por câmara úmida. A formação de calos é maior entre as estacas de diâmetros médio e espesso (1 a 2 cm de diâmetro) e entre as estacas da parte basal do ramo. Em relação à formação de calos e utilização de AIB, as maiores taxas ocorreram na ausência, 1000 e 4000 mg.L-1 de AIB. O enraizamento das estacas O. pyramidale ocorreu quando 6000 mg.L-1 de AIB foi aplicado. / The balsa wood is a tree species that has economic importance mainly by the many uses of wood, and ecological for its participation in the forest succession. Until the present time, the main way of multiplication of this species have been by seeds. Obtaining clone stakes is the main difficulty for large-scale cultivation of this species. Therefore, the use of the vegetative propagation technique for the clonal silviculture, as for example by cuttings process, becomes useful tools for overcome the possible difficulties that seedlings produced from seeds bring to forestry. This work aimed to evaluate the effect of the diameter of the cutting, the treatment with rooting promoter (IBA), different types of substrate and the use of the chamber moist, by evaluating the rooting, the callus formation and the survival of cuttings of O. pyramidale. For this purpose, four experiments were set up, the first one was carried out to evaluate the interaction between the diameter of the cuttings to be divided between thin, medium and thick, related to the use of AIB in the concentrations of 0 and 5,000 mg.L-1. In the second experiment was evaluated the interaction between the application of IBA at the concentrations of 0, 1000, 2000 and 4000 mg.L-1 and the source region of the cuttings in the branch, in basal, median and apical. In the third experiment was evaluated the types of substrate (Sand, Carolina II, Fiber of coconut, and Vermiculite) in interaction with cutting of the two different origins of the branch (median and apical). Finally, in the fourth experiment we evaluated the use of protected environment by the chamber moist and the application of different IBA concentrations (0, 2000, 4000 and 6000 mg.L-1). It was concluded that the survival of the cutting is higher among the cutting of diameters of medium and thick (1 to 2 cm in diameter) and between the cutting originating from the basal branch. As to the use of IBA, the highest rates of survival are shown when applied to 1000 mg.L-1 of IBA, and without the use of environment-protected chamber moist. The callus formation is greater between medium and thick diameters cuttings (1 to 2 cm in diameter) and between cuttings from the branch basal part. Regarding to callus formation and IBA utilization, the highest rates occurred in the absence, 1000 and 4000 mg.L-1 of IBA. The O. pyramidale cuttings rooting occurred when 6000 mg.L-1 of IBA was applied.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-02-23T13:23:39Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Flávia Cristina da Silva - 2015.pdf: 1680001 bytes, checksum: 3d5116e971ca03d4464ee6b64ab4a913 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-02-23T13:26:06Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Flávia Cristina da Silva - 2015.pdf: 1680001 bytes, checksum: 3d5116e971ca03d4464ee6b64ab4a913 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-23T13:26:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Flávia Cristina da Silva - 2015.pdf: 1680001 bytes, checksum: 3d5116e971ca03d4464ee6b64ab4a913 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-02-26 / The discovery and development of drugs consist of a complex process, requiring the integration of various strategic areas such as knowledge, innovation, technology, management and high investments in Research, Development and Innovation (RD&I). No drug can be approved for use in humans without first go through extensive studies aimed at ensuring its effectiveness and safety. On the other hand, a drug that inhibits the activity of a metabolic enzyme cytochrome P450 family (CYP450) can affect the pharmacokinetics of other drugs, resulting in drug-drug interactions (DDIs), which potentially lead to side effects and toxic effects. The main oxidative enzymes responsible for drug metabolism have as main representatives CYP450 superfamily, wherein the CYP3A4 isoform is the most important because it is responsible for metabolizing approximately 50% of the drugs on the market. Several computational methods have been developed as a strategy to predict human metabolism in the early stages of research and development of drugs. In silico models of metabolism have advantages such as faster, lower cost and ease of operation when compared to traditional models in vitro and in vivo. The work aimed mainly at the development of Quantitative Relations between models chemical structure and activity / property (QSAR / QSPR) robust and predictive, to identify CYP3A4 substrates and inhibitors. To this were collected, integrated and prepared larger data sets available in the literature substrates and inhibitors of CYP3A4. Several QSAR models were generated and validated for both properties using a workflow that contemplated carefully the recommendations of the Organization for Economic Co-operation Development (OECD). The combination of different descriptors and machine learning methods have led to obtain robust and predictive QSAR models, with correct classification rate (CCR) ranging from 0.65 to 0.83 and 0.69 to 0.89 of coverage, showing a statistically significant values for classification of compounds with high accuracy whether or not substrates of CYP3A4 substrates. The binary Morgan RFgenerated model to classify compounds inhibitors and non-inhibitors also proved highly robust and predictive with sensitivity values of 0.77 and accuracy of 0.76, and the Morgan-RF model multiclass obtained values of 0.68 sensitivity and 0.69 for accuracy. The map of predicted probability proved useful as it could encode major structural fragments to classify compounds inhibitors or not CYP3A4 inhibitors. In conclusion, have been developed and validated many QSAR to predict the interaction with the CYP450 enzyme that may be useful in the early stages of the development of new drugs. The next step is the online availability of the models obtained in LabMol server (http://labmol.farmacia.ufg.br). / A descoberta e o desenvolvimento de fármacos consistem um processo complexo, sendo necessária a integração de várias áreas estratégicas como conhecimento, inovação, tecnologia, gerenciamento e altos investimentos em Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação (PD&I). Nenhum fármaco pode ser aprovado para uso em humanos sem que antes passe por extensivos estudos que visem garantir sua eficácia e segurança. Um fármaco que inibe a atividade metabólica de uma enzima da família citocromo P450 (CYP450), pode afetar a farmacocinética de outros fármacos, resultando em interações fármaco-fármaco (DDIs), que podem conduzir potencialmente a efeitos colaterais e tóxicos. As principais enzimas oxidativas responsáveis pelo metabolismo de fármacos possuem como principais representantes a superfamília CYP450, em que a isoforma CYP3A4 é a mais importante, pois é responsável por metabolizar aproximadamente 50 % dos fármacos disponíveis no mercado. Diversos métodos computacionais têm sido desenvolvidos como estratégia para predizer o metabolismo humano nos primeiros estágios de pesquisa e desenvolvimento de fármacos. Modelos in silico do metabolismo apresentam vantagens como maior rapidez, menor custo e maior facilidade de operação, quando comparados aos modelos tradicionais in vitro e in vivo. O trabalho teve como objetivo central o desenvolvimento de modelos de Relações Quantitativas entre estrutura química e atividade/propriedade (QSAR/QSPR) robustos e preditivos, visando identificar substratos e inibidores de CYP3A4. Para isso, foram compilados, integrados e preparados os maiores conjuntos de dados disponíveis na literatura de substratos e inibidores de CYP3A4. Vários modelos de QSAR foram gerados e validados para ambas as propriedades usando um fluxo de trabalho que contemplou criteriosamente as recomendações da Organization for Economic Co-operation Development (OECD). A combinação de diferentes descritores e métodos de aprendizado de máquina levaram a obtenção de modelos QSAR robustos e consistentes, com taxa de classificação correta (CCR) que variam entre 0,65-0,83 e cobertura de 0,69-0,89,demonstrando valores estatisticamente significativos para classificação com alta precisão de compostos em substratos ou não substratos de CYP3A4. O modelo Morgan-RF binário gerado para classificar compostos em inibidores e não inibidores se mostraram também altamente robusto e preditivo com valores de sensibilidade de 0,77 e acurácia de 0,76, e o modelo Morgan-RF multiclasse obteve valores de 0,68 para sensibilidade e 0,69 para acurácia. O mapa de probabilidade predita se mostrou útil, pois conseguiu codificar fragmentos estruturais importantes para classificar compostos em inibidores ou não inibidores de CYP3A4. Como conclusões foram desenvolvidos e validados diversos modelos de QSAR para prever a interação com a enzima CYP450 que podem ser úteis nos estágios iniciais do desenvolvimento de novos fármacos. O próximo passo será a disponibilização online dos modelos obtidos no servidor do LabMol (http://labmol.farmacia.ufg.br).

A grande ocorrência de manifestações patológicas em revestimentos de argamassa associadas à falha de aderência a substratos de concreto cada vez mais chama a atenção do meio técnico, pois além de prejuízos às edificações, pode representar risco aos usuários, motivando diversos trabalhos sobre o assunto. Abordando o problema, a presente dissertação teve como tema a aderência de revestimentos de argamassa à substratos de concreto estrutural. Além da revisão bibliográfica, foram realizadas uma pesquisa em cima de dados de ensaios de resistência de aderência de revestimentos de argamassa em obras e edificações em uso e um programa experimental executado em laboratório. A pesquisa analisou dados obtidos de determinações de resistência de aderência à tração em revestimentos de argamassa de construções e edificações em uso em cidades do Rio Grande do Sul, principalmente na capital Porto Alegre. As informações foram coletadas de ensaios em analogia à NBR 13528 (ABNT, 1995) realizados pelo Departamento de Materiais de Construção Civil da Fundação de Ciência e Tecnologia (CIENTEC/RS) entre 1998 e 2009, totalizando 2616 resultados. Foram correlacionados resistências de aderência, regiões de ruptura e tipos de revestimentos e substratos com o objetivo de analisar as interações destes parâmetros com os resultados de aderência. Entre as constatações destacam-se a aderência dos revestimentos aplicados sobre substratos de concreto estrutural, inferior aos substratos de alvenaria, que apresentaram média de aderência 60 % superior, e a maior ocorrência e menor valor médio de resistência das rupturas na interface concreto/chapisco nos ensaios realizados em revestimentos sobre concreto, resultados que ressaltam a importância do tema abordado e o programa experimental desta dissertação. O experimento realizado em laboratório analisou a influência da cura do chapisco na resistência de aderência de revestimentos de argamassa sobre painéis de concreto utilizando diferentes chapiscos, três convencionais e um industrializado (do tipo adesivo e aplicado com desempenadeira). Dos chapiscos convencionais, dois utilizaram CP IV-32 com traços 1:2 e 1:3 (em volume) e um utilizou CP II-Z e traço 1:3. As camadas de chapisco, logo após sua aplicação, receberam diferentes tratamentos de cura, variando a temperatura do ambiente (23°C e 50°C) e a umidificação das amostras, mantendo-se fixas a umidade do ambiente, os substratos e os revestimentos aplicados após cura dos chapiscos. A resistência de aderência à tração dos revestimentos foi verificada segundo a NBR 13528 (ABNT, 1995). O chapisco industrializado apresentou resistência de aderência 156 % superior à média dos chapiscos convencionais. Entre os chapiscos convencionais, o cimento utilizado mostrou influência significativa na aderência, onde o CP II-Z apresentou resultados superiores ao CP IV. A temperatura de cura também foi significativa nos valores de aderência dos chapiscos, que apresentaram queda significativa de 47,3 % quando curados com temperatura de 50°C. Corpos-de-prova moldados das argamassas de chapisco e curados de forma equivalente aos chapiscos dos painéis foram ensaiados quanto à resistência mecânica e absorção por capilaridade, segundo as NBR’s 13279 e 15259 (ABNT, 2005) respectivamente, onde foram percebidos efeitos significativos da temperatura e tipo de cura e tipo de chapisco nos resultados. / The high occurrence of pathologies in the mortar coverings associated with the failure of adhesion to concrete substrate increasingly catch the attention of technical community, as well as damage to buildings, can pose a hazard to users, resulting in several works on the subject. Approaching the subject, this paper was titled the adhesion of mortar renderings to structural concrete substrates. In addition to the literature review, were conducted a research upon data from tests on bond strength of mortar renderings in works and buildings in use and an experimental program performed in laboratory. The study analyzed data obtained from measurements of bond tensile strength in mortar renderings of constructions and buildings in use in cities of Rio Grande do Sul, mainly in the capital Porto Alegre. Information was collected from tests in analogy to NBR 13528 (ABNT, 1995) conducted by the Department of Construction Material of the Foundation of Science and Technology (CIENTEC/RS) between 1998 and 2009, totaling 2616 results. Resistances were correlated to adherence, regions of rupture and types of renderings and substrates in order to analyze the interactions of these parameters with the bond strength results. Among the findings highlight the adherence of coatings applied to substrates of structural concrete, below the masonry substrates, which showed an average 60% higher, and a higher rate and lower mean resistance of the breaks at the interface concrete/slurry in the trials performed in coatings on concrete, results that accentuate the importance of the theme and the experimental program of this paper. The laboratory experiment examined the influence of slurry mortar curing on the bond strength of mortar renderings on concrete panels using different slurry mortars, three conventional and one industrialized (adhesive type and applied with spattle). Two of conventional mortars used CP IV-32 1:2 and 1:3 volume proportion and one used CP II-Z and 1:3 proportion. Soon after its application, the layer of slurry mortar, received different curing treatments, varying the temperature (23°C and 50°C) and humidification of the samples, keeping fixed the ambient humidity, substrate concretes and renderings applied after slurry curing. The bond tensile strength of renderings was verified according to NBR 13528 (ABNT, 1995). The industrialized slurry mortar presented bond strength 156% higher than the average conventional slurrys. Among conventional mortars, cement used showed significant influence on bond strength, where the CP II-Z showed better results than the CP IV. The curing temperature was also significant in the bond strength values of slurrys, which decreased significantly from 47.3% when cured at 50°C. Specimens of slurry mortars and cured in an equivalent manner to rendered panels were tested for mechanical strength and absorption by capillarity, according to NBR's 13,279 and 15259 (ABNT, 2005) respectively, which were perceived significant effects of temperature and type of curing and type of mortars on the results.

&#946;-glicosidases da família 1 das glicosídeo hidrolases (GH 1) são um dos mais importantes grupos de enzimas, estando envolvidas em diversos processos biológicos. Neste trabalho o objetivo principal foi o estudo das bases moleculares da especificidade pelo substrato em &#946;-glicosidases GH 1 utilizando como modelo experimental uma &#946;-glicosidase pertencente a larva de Spodoptera frugiperda (Sf&#946;gli50). Na primeira etapa procurou-se analisar através de mutagênese sítio-dirigida e cinética enzimática o papel na modulação da especificidade pelo substrato e na catálise dos resíduos E190, E194, K201 e M453 da Sf&#946;gli50 , os quais correspondem aos encontrados no sítio de ligação do aglicone das &#946;-glicosidases de milho e de sorgo. Os resultados mostraram que E190 favorece a ligação da porção inicial de aglicones do tipo alquil inicial e também da primeira unidade de glicose de aglicones oligossacarídicos. E194 favorece a ligação de radicais alquil, enquanto K201 é mais relevante para a ligação de unidades de glicose em detrimento de radicais alquil. O balanço entre as interações com E194 e K201 determina a preferência entre unidades de glicose versus radicais alquil. M453 favorece a ligação da segunda unidade de glicose de aglicones oligossacarídicos e também da porção inicial de aglicones do tipo alquil. Nenhum destes resíduos interage com a porção terminal de aglicones do tipo alquil. Demonstrou-se que todos estes resíduos contribuem de forma similar e individualmente fraca na estabilização do complexo ES&#8225; e suas interações com o aglicone não influenciam na ligação do glicone. Na segunda etapa, procurou-se identificar resíduos ou regiões da Sf&#946;gli50 que participem do processo de modulação da especificidade pelo substrato e que ainda não tivessem sido descritos na literatura. Assim, selecionou-se 14 Sf&#946;gli50 mutantes a partir de uma \"biblioteca\" de mutantes geradas por mutagênese aleatória in vivo. As análises de \"contatos\" e de ligações de hidrogênio envolvendo estes resíduos mutados possibilitaram a identificação de outros resíduos e, consequentemente, a construção de mais 32 Sf&#946;gli50 mutantes. Estas 46 Sf&#946;gli50 mutantes foram produzidas em sistema heterólogo de expressão em bactéria, purificadas e caracterizadas cineticamente. A análise dos resultados obtidos sugere que alguns resíduos mutados devem participar da modulação da especificidade pelo substrato formando \"vias de conexão\", de tal forma que mutações em resíduos que compõem uma \"via\" podem ter efeitos propagados através de suas conexões e, assim, atingirem outras porções da Sf&#946;gli50, como o sítio ativo. Esta propagação pode se dar através de alterações no posicionamento espacial e no conjunto das interações não-covalentes entre os resíduos envolvidos. Finalmente um ponto em comum aos efeitos mutacionais analisados parece ser uma alteração na plataforma basal do glicone, W444, o que causaria modificações na preferência relativa pelos substratos fucosídeos e glucosídeos. / The &#946;-glycosidases of family 1 of the glycoside hydrolases (GH 1) are one of the most important groups of enzymes. These enzymes are involved in a high diversity of physiological functions. The main objective of this study was the analysis of the molecular bases of the specificity for substrate of a &#946;-glycosidase from the larvae of Spodoptera frugiperda (Sf&#946;gli50). Initially the role of residues E190, E194, K201 and M453 of Sf&#946;gli50 in modulation of the specificity for the substrate was investigated through site-directed mutagenesis experiments and enzyme kinetic analysis. These residues corresponds to the those found in the aglycone binding site of Zea mays and Sorghum bicolor &#946;-glycosidases. The results showed that E190 favors the binding of the initial portion of alkyl-type aglycones (up to the sixth methylene group) and also the first glucose unit of oligosaccharidic aglycones, whereas a balance between interactions with E194 and K201 determines the preference for glucose units versus alkyl moieties. E194 favors the binding of alkyl moieties, while K201 is more relevant for the binding of glucose units, in detriment of its favorable interaction with alkyl moieties. In addition, M453 favors the binding of the second glucose unit of oligosaccharidic aglycones and also of the initial portion of alkyl-type aglycones. None of these residues interact with the terminal portion of alkyl-type aglycones. It was also demonstrated that E190, E194, K201 and M453 similarly contribute to stabilize ES&#8225;. Their interactions with aglycone are individually weaker than those formed by residues interacting with glycone, but their joint catalytic effects are similar. Finally, these interactions with aglycone do not influence glycone binding. In the second part of this study, new Sf&#946;gli50 residues or portions that participated in the modulation of the substrate specificity were identified. In order to reach this objective, 14 Sf&#946;gli50 mutants were seleted from a \"library\" generated by random mutagenesis in vivo. Based on the \"contacts\" or hydrogen bounds involving these 14 mutated residues 32 additional mutant Sf&#946;gli50 were constructed. These 46 Sf&#946;gli50 mutant were produced in bacteria, purificated and characterized. The results suggest that these residues ways be grouped in \"connective pathways\", a set of residues that contact each other. Mutations in residues that compose a \"pathways\" may be propagated through its connections reaching the Sf&#946;gli50 active site. This propagation may be mediated by alterations in the spatial positioning and the set of non covalent interactions of these residues. Finally, several of these \"connective pathways\" contact a common point in the active site, the basal platform of the glycone subsite, W444.

Citrus paradisi 3-O-glucosyltransferase (Cp3GT, Genbank Protein ID: ACS15351) and Citrus sinensis 3-O-glucosyltransferase (Cs3GT, Genbank Protein ID: AAS00612.2) share 95% amino acid sequence identity. Cp3GT was previously established as a flavonol-specific 3-O-glucosyltransferase by direct enzymatic analysis. Cs3GT is annotated as a flavonoid-3-O-glucosyltransferase and predicted to use anthocyanidins as substrates based on gene expression analysis correlated with the accumulation of anthocyanins in C. sinensis cv. Tarocco, a blood orange variety. Mutant enzymes in which amino acids found in Cs3GT were substituted for position equivalent residues in Cp3GT were generated, heterologously expressed in yeast, and characterized for substrate specificity. Structure–function relationships were investigated for wild type and mutant glucosyltransferases by homology modelling using a crystallized Vitis viniferaanthocyanidin/flavonol 3-O-GT (PDB: 2C9Z) as template and subsequent substrate docking. All enzymes showed similar patterns for optimal temperature, pH, and UDP/metal ion inhibition with differences observed in kinetic parameters. Although changes in the activity of the mutant proteins as compared to wild type were observed, cyanidin was never efficiently accepted as a substrate.