Acidentes causados por animais peçonhentos representam um grave problema de saúde pública, principalmente em áreas de difícil acesso da população ao serviço de saúde. No Brasil, o gênero Crotalus é o gênero de serpente cuja peçonha apresenta o maior índice de letalidade. As L-aminoácido oxidases (LAAOs) estão presentes na peçonha crotálica e são flavoenzimas que catalisam a oxidação de L-aminoácidos, produzindo, concomitantemente, peróxido de hidrogênio e amônia. LAAOs têm demonstrado atividade citotóxica, antimicrobiana, antitumoral, antiparasitária e na agregação plaquetária. Os objetivos desse estudo incluíram o isolamento e a caracterização bioquímica da LAAO de C. d. terrificus, assim como a avaliação de seu potencial leishmanicida e da ativação de fibroblastos. Foram desenvolvidos dois protocolos para isolamento da LAAO. O primeiro consistiu em cromatografias de troca catiônica, filtração molecular e de interação hidrofóbica. O segundo protocolo diferiou do primeiro na terceira etapa (cromatografia de afinidade). Cromatografia de fase reversa da LAAO isolada demonstrou um alto grau de pureza e a separação do cofator FAD. A massa molecular da LAAO foi determinada por espectrometria de massas MALDITOF (58.702,196 Da). A caracterização estrutural dessa LAAO também incluiu a dedução da sua sequência primária e a localização do sítio de glicosilação e das ligações dissulfeto através de espectrometria de massas em equipamentos LC-MS/MS com diferentes tipos de fragmentação (HCD, ETD e EThcD). A sequência primária (498 resíduos) foi obtida após digestão da LAAO com diferentes proteases e o sítio de glicosilação foi localizado na Asn361. Análise por SDS-PAGE da LAAO em condições reduzida e reduzida/deglicosilada mostrou que cerca de 5% da massa da proteína é relativa à presença de açúcar. As ligações dissulfeto (Cys10-Cys171 e Cys331-Cys412) foram localizadas após digestão da enzima em pH ácido e análise por LC-MS/MS. A avaliação qualitativa da especificidade de substratos mostrou preferência por L-aminoácidos hidrofóbicos e, a ordem de especificidade (L-Phe>LLeu> L-Met>L-Trp>L-Ile) foi determinada através da cinética enzimática. A estabilidade da LAAO foi avaliada em diferentes temperaturas, tempos e condições de armazenamento. A enzima mostrou grande perda de atividade ao longo do tempo, sendo que a liofilização e o congelamento a -20 °C inibiram sua atividade completamente. A estabilidade térmica, avaliada pela técnica do Termofluor, mostrou que a LAAO é mais estável na presença de pH ácido, diferentes concentrações de substratos e ausência de NaCl. Promastigotas de Leishmania amazonensis foram estimulados com a LAAO (55 mUAE) e cerca de 30% dos parasitas foram mortos. Fibroblastos L929 também foram estimulados com a LAAO e em baixa concentração da enzima (1,83 mUAE) a viabilidade celular foi próxima de zero. Nas concentrações sem morte celular significativa, a ativação dos fibroblastos foi avaliada através da dosagem de óxido nítrico e citocinas, mas, em nenhum dos casos, houve ativação das células e maior produção desses compostos. Portanto, no presente estudo, foi isolada e caracterizada uma LAAO de C. d. terrificus que apresentou ação contra promastigotas de L. amazonensis e alta citotoxicidade para fibroblastos, sem causar a ativação dessas células / Acidents caused by venomous animals represent a serious publich health problem, mainly in remote areas where the acess to the health service is difficult. In Brazil, the genus Crotalus is the most lethal genus among the Brazilian snakes. The L-amino acid oxidases (LAAOs) are present in the venom from this genus and they are flavoenzymes that catalyze the oxidation of L-amino acids, producing hydrogen peroxide and ammonia concomitantly. LAAOs have been demonstrating many activities, including cytotoxic, antimicrobial, antitumor, antiparasitic and action on platelet aggregation. The main objectives of this study included the isolation and biochemical characterization of a LAAO from C. d. terrificus, and the evaluation of its leishmanicide potential and the fibroblasts activation. Two protocols were developed to the LAAO isolation from C. d. terrificus venom. First one consists in ionic exchange, gel filtration and hydrophobic interaction chromatographies. The second protocol has a modification in the third step which is affinity chromatography. Reverse-phase chromatography of the isolated LAAO showed high purity degree and the separation of FAD from the enzyme. The LAAO molecular mass was determined by MALDI-TOF mass spectrometry (58,702.196 Da). The structural characterization also included the deduction of primary sequence and the glycosylation site and disulfide bonds determinations through LCMS/ MS with different fragmentation modes (HCD, ETD, EThcD). The primary sequence (498 amino acid residues) was obtained after the LAAO digestion using different proteases. The glycosylation site was located in the Asn361. A SDS-PAGE analysis of reduced LAAO and reduced/deglycosylated LAAO showed that about 5% of the LAAO mass is due to the sugar presence. The disulfide bonds were determined after LAAO digestion at low pH and LC-MS/MS analysis. It showed bonds between Cys10-Cys171 and Cys331-Cys412. The qualitative evaluation of substrate specificity revealed preference for hydrophobic L-amino acids. The specificity order, determined through the kinetics evaluation, is L-Phe>L-Leu>LMet> L-Trp>L-Ile. The LAAO stability was evaluated at different temperatures, timecourse and storage conditions. The enzyme lost its activity over time, and lyophilization and freezing at -20 °C completely inhibited its activity. The thermal stability, evaluated by the Termofluor method, demonstrated that the best LAAO structural stability is achieved at acid pH, different substrate concentrations and at absence of NaCl. Leishmania amazonensis promastigotes were stimulated with LAAO (55 mEAU) and the parasites death was about 30%. The fibroblasts cell line L929 was also stimulated with LAAO, and at low concentration (1.83 mEAU) the cellular viability was close to zero. At lower concentrations, without significative cellular death, the fibroblast activation was evaluated through the nitric oxide e cytokines production, but none of the compounds were released. Therefore, in this study, a LAAO from C. d. terrificus venom was isolated and characterized. Moreover, this enzyme presented leishmanicide against L. amazonensis promastigotes and high cytotoxicity to fibroblasts, without the activation of these cells.

A utilização de antioxidantes sintéticos nas indústrias de biocombustíveis visando prolongar a vida útil destes materiais é comum, porém com a finalidade de se utilizar o maior número de matérias-primas renováveis na produção do biodiesel é que surgiu a ideia de se estudar a adição de produtos vegetais aos biodieseis, pois eles são ricos em compostos fenólicos (os principais responsáveis pela ação antioxidante). O trabalho foi executado em duas etapas, na qual a primeira consistiu em estudar, por meio da termogravimetria (TGA) a influência da adição das folhas de alecrim e da erva mate imersos nos biodieseis de canola e de girassol (ambos produzidos no laboratório) durante o período de 90 dias e na ausência de fatores pró-oxidantes. A segunda etapa consistiu na extração dos extratos vegetais das cascas de laranja, das folhas de alecrim e erva mate, por extração Soxhlet com a utilização do solvente orgânico diclorometano. Os extratos obtidos nesta etapa foram adicionados em diferentes proporções (1.000 mg/L e 2.000 mg/L) aos biodieseis de canola e girassol e expostos a duas diferentes condições. A condição I consistiu em expor os biodieseis aditivados ao ar atmosférico, luz e temperatura ambiente durante 60 dias e a condição II consistiu na exposição dos biodieseis ao aquecimento durante o mesmo período em uma estufa a 60°C. O estudo da influência dessas adições foi acompanhado por TGA e análise do índice de acidez. Ao final, constatou-se que as folhas de alecrim e erva mate diretamente adicionadas aos biodieseis e isolados de fatores pró-oxidação não apresentaram alterações significativas, uma vez que os biodieseis aditivados apresentaram valores de temperatura inicial de degradação (Ti) semelhantes. Por este motivo definiu-se outra etapa do trabalho, na qual os biodieseis aditivados foram expostos a fatores pró-oxidação, podendo-se dessa forma avaliar a eficiência das adições. Em paralelo, fez-se estudo semelhante com o produto sintético butil-hidroxitolueno (BHT), observando-se que nenhum dos extratos vegetais estudados superou sua ação antioxidante. Porém todos os extratos vegetais adicionados nos biodieseis apresentaram ação antioxidante no decorrer dos 60 dias, pois o B100 puro apresentou índice de acidez superior e Ti inferior ao das amostras aditivadas. As amostras aditivadas expostas à condição I apresentaram resultados próximos ao do B100 enquanto que na condição II foi possível observar a ação antioxidante dos extratos naturais e do produto sintético. Observou-se que dentre os biodieseis com extratos vegetais estudados, o B100 de canola com 2.000 mg/L do extrato de casca de laranja e o B100 de girassol com 2.000 mg/L do extrato de erva mate apresentaram melhor estabilidade termooxidativa. / The use of synthetic antioxidants at biofuel factories with the objective of extending the useful life of these fuels is common. However, it was bearing in mind the intent of using the greatest number of renewable resources in the production of biodiesel that the idea of studying the addition of plant products in biodiesel came up. This is because they are rich in phenolic compounds, which are responsible for the antioxidant activity. The study consisted of two stages. The first stage was to study, using thermogravimetry (TGA), the influence of rosemary leaves and yerba mate immersed in canola and sunflower biodiesel (both produced in labs) for a period of 90 days without any pro-oxidant factors. The second stage encompassed the extraction of plant extracts from orange peels, rosemary leaves, and yerba mate by Soxhlet extraction with the use of organic dichloromethane solvents. The extracts obtained at this point were added in different proportions (1,000 mg/L and 2,000 mg/L) in canola and sunflower biodiesel and exposed to two different conditions. The first condition was exposing the modified biodiesel to atmospheric air, light and room temperature during 60 days; the second condition consisted of exposing the biodiesel to heat during the same period in a greenhouse at 60 ºC. The influence of these additions and biodiesel exposures were tracked using TGA and acidity index analyses. At the end, it was clear that adding rosemary leaves and yerba mate directly into biodiesels and isolating them from pro-oxidant factors resulted in no significant contributions coming from these products since both the unmodified biodiesels and the modified biodiesels showed similar Ti values (initial degradation temperature). For this reason, it was necessary to start another work phase, where all biodiesels were exposed to pro-oxidant factors, making possible the analysis of the efficiency of the additions. No plant extract exceeded the antioxidant action of the BHT (butylated hydroxytoluene), however they all showed antioxidant activity during the 60-day period since pure B100 showed higher acidity index levels and lower Ti levels compared to the modified samples. The biodiesels exposed to the first condition showed similar results in the pure B100 and the modified B100, unlike what happened with the samples exposed to heat. When the biodiesels were exposed to heat, the activity of the additives became clearer. It was possible to conclude that among the biodiesels with added plant extracts, the canola B100 added with 2,000 mg/L of orange peel extract and sunflower B100 added with 2,000 mg/L of yerba mate extract showed higher thermal-oxidative stability.

O emprego de aditivos hidrossolúveis como açúcares, tensoativos, sais e polímeros é prática comum na tentativa de se estabilizar proteínas durante aquecimento. Diversos polímeros têm sido utilizados para estabilizar proteínas, sendo seu efeito dependente das características da proteína. Sais podem estabilizar, desestabilizar ou não ter efeito na estabilidade de proteínas; dependendo do tipo, concentração, natureza das interações iônicas e resíduos carregados da proteína. A termoestabilidade da proteína verde fluorescente (GFP) tem sido demonstrada ao calor úmido, à temperaturas elevadas (T ≥ 95°C), à valores de pH alcalinos e a alguns agentes químicos. Sua denaturação térmica é altamente reprodutível e a variação da intensidade de fluorescência pode ser facilmente determinada por espectrofluorimetria. O objetivo deste trabalho foi estudar o comportamento da GFP na presença de diferentes soluções aquosas de polímeros (polietileno glicol, DEAE-Dextrana e ácido poliacrílico) e sais (citrato e fosfato). A partir dos dados obtidos, pode-se concluir que o citrato favoreceu a preservação da estrutura nativa da GFP nas temperaturas estudadas (70 a 95ºC), em concentrações acima de 10% m/m. O ácido poliacrílico também auxiliou na manutenção da estrutura nativa da GFP, porém em menor intensidade, e com concentrações acima de 20% m/m. / The addition of hydrosoluble excipients, such as, sugars, surfactants, salts and polymers is a common practice in the intent of stabilization of proteins during heating. Several polymers have been used to proteins stabilization, being their effect dependent of protein characteristics, however in some cases, it could cause a reduction of stability. Salts can stabilize proteins, or have no influence in their stability, and these behaviors depend on the type, concentration, ionic interaction and charged protein residues. Thermal stability of green protein fluorescent (GFP) have been demonstrated to humid heat, elevated temperatures (T ≥ 95°C), alkaline pH and to some chemical agents. Its thermal denaturation is highly reproducible and the variation of fluorescence intensity can be easily determinate by spectrofluorometry. The objective of this work was study the behavior of GFP in the presence of different aqueous solutions of polymers (polyethylene glycol, DEAE-Dextran and acid polyacrylic) and salts (citrate and phosphate). From the results, it may be concluded that the citrate favored the preservation of native structure of GFP in the temperatures studied (70ºC to 95ºC), in concentrations above 10% m/m. The PAA polymer also favored the GFP thermal stability, but in a minor intensity and in concentrations above 20% m/m.

O emprego de aditivos hidrossolúveis como açúcares, tensoativos, sais e polímeros é prática comum na tentativa de se estabilizar proteínas durante aquecimento. Diversos polímeros têm sido utilizados para estabilizar proteínas, sendo seu efeito dependente das características da proteína. Sais podem estabilizar, desestabilizar ou não ter efeito na estabilidade de proteínas; dependendo do tipo, concentração, natureza das interações iônicas e resíduos carregados da proteína. A termoestabilidade da proteína verde fluorescente (GFP) tem sido demonstrada ao calor úmido, à temperaturas elevadas (T ≥ 95°C), à valores de pH alcalinos e a alguns agentes químicos. Sua denaturação térmica é altamente reprodutível e a variação da intensidade de fluorescência pode ser facilmente determinada por espectrofluorimetria. O objetivo deste trabalho foi estudar o comportamento da GFP na presença de diferentes soluções aquosas de polímeros (polietileno glicol, DEAE-Dextrana e ácido poliacrílico) e sais (citrato e fosfato). A partir dos dados obtidos, pode-se concluir que o citrato favoreceu a preservação da estrutura nativa da GFP nas temperaturas estudadas (70 a 95ºC), em concentrações acima de 10% m/m. O ácido poliacrílico também auxiliou na manutenção da estrutura nativa da GFP, porém em menor intensidade, e com concentrações acima de 20% m/m. / The addition of hydrosoluble excipients, such as, sugars, surfactants, salts and polymers is a common practice in the intent of stabilization of proteins during heating. Several polymers have been used to proteins stabilization, being their effect dependent of protein characteristics, however in some cases, it could cause a reduction of stability. Salts can stabilize proteins, or have no influence in their stability, and these behaviors depend on the type, concentration, ionic interaction and charged protein residues. Thermal stability of green protein fluorescent (GFP) have been demonstrated to humid heat, elevated temperatures (T ≥ 95°C), alkaline pH and to some chemical agents. Its thermal denaturation is highly reproducible and the variation of fluorescence intensity can be easily determinate by spectrofluorometry. The objective of this work was study the behavior of GFP in the presence of different aqueous solutions of polymers (polyethylene glycol, DEAE-Dextran and acid polyacrylic) and salts (citrate and phosphate). From the results, it may be concluded that the citrate favored the preservation of native structure of GFP in the temperatures studied (70ºC to 95ºC), in concentrations above 10% m/m. The PAA polymer also favored the GFP thermal stability, but in a minor intensity and in concentrations above 20% m/m.

Made available in DSpace on 2017-07-21T19:25:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Anderson Goncalves.pdf: 4030302 bytes, checksum: 6c04b9e37c0aaf5b0f1e9c3ecb66a216 (MD5) Previous issue date: 2016-02-22 / Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná / In this work were studied the tellurite glasses of the glass system (100-x-y)TeO2-yLi2O-xBaO obtained by melt quenching method and characterized by techniques X-Ray Diffraction (XRD), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Raman Spectroscopy, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), UV-Vis Spectroscopy, linear refractive index and density measurements. The results of DRX measurements allowed classifying the samples with a standard characteristic diffraction amorphous structures. The DSC results show that the samples located close to the center of the glass-forming region have the highest values for the thermal stability, these being greater than 100 °C. Results of Raman spectroscopy show that there is a decrease in the connectivity of the network glass formed and of the TeO4 units with decreasing amount of tellurium. The units of TeO3+1 show an increase while for TeO3 units there is not a well defined behavior. The FTIR results show a decrease in TeO4 units and increase in TeO3 units with decreasing amount of tellurium. The Band Gap (Eg) energy values obtained are in agreement with those found in the literature for tellurite glasses. The results also indicate that electronic transitions that occur are of the type permitted indirect, still being observed an increase in Eg values as tellurium replaced. The structural changes create Non Bridging Oxygen (NBO), but the connection between the NBO and Te atoms is weak, which do not influence in Eg behavior. This influence starts to be strong above a certain value of BaO content (which depends on the Li2O content). While these values to the energy band gap increase, the values of the linear refractive index decreases, agreeing with what is presented in the literature. For polarizability ion oxide, only the samples with 5% Li2O shows behavior consistent with what is reported in the literature, inversely proportional to the Band Gap values and proportional to the refractive index. / Neste trabalho foram estudados os vidros teluretos do sistema vítreo (100-x-y)TeO2-yLi2O-xBaO obtidos pelo método de melt quenching e caracterizados pelas técnicas de Difração de Raios X (DRX), Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC), Espectroscopia Raman, Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Espectroscopia UV-Vis, medidas de índice de refração linear e densidade. Os resultados das medidas de DRX permitiram classificar as amostras que apresentavam um padrão de difração característico de estruturas amorfas. Os resultados de DSC mostraram que as amostras localizadas próximas ao centro da região de formação vítrea apresentaram os maiores valores para a estabilidade térmica, sendo estes maiores que 100 °C. Os resultados de espectroscopia Raman mostraram que ocorre uma diminuição na conectividade da rede vítrea formada e das unidades de TeO4 com a diminuição da quantidade de telúrio. As unidades de TeO3+1 apresentaram um aumento, enquanto que para as unidades de TeO3 não há um comportamento bem definido. Os resultados de FTIR mostraram uma diminuição nas unidades de TeO4 e um aumento nas unidades de TeO3 com a diminuição da quantidade de telúrio. Os valores de energia de Band Gap (Eg) obtidos estão de acordo com os encontrados na literatura para vidros teluretos. Os resultados também indicam que as transições eletrônicas que ocorrem são do tipo permitida indireta, sendo observado ainda um aumento nos valores de Eg à medida que o telúrio é substituído. As modificações estruturais que ocorreram criam oxigênios não ligados (NBO – non-bridging-oxygen), mas os mesmos são fracamente conectados aos átomos de Te, não influenciando tanto nos valores de Eg até certa quantidade de BaO (que depende da quantidade de Li2O). Enquanto estes valores para a energia de Band Gap aumentam, os valores para o índice de refração linear diminuem, concordando com o que é apresentado pela literatura. Para a polarizabilidade do íon óxido, apenas as amostras com 5% de Li2O apresentaram comportamento coerente com o que é reportado na literatura, sendo inversamente proporcional ao Band Gap e proporcional ao índice de refração.

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-05-05T19:27:14Z No. of bitstreams: 1 AdrianoPereira.pdf: 4552452 bytes, checksum: c5dc1a24e3fc6e843a7a494ecc39cb39 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-05T19:27:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AdrianoPereira.pdf: 4552452 bytes, checksum: c5dc1a24e3fc6e843a7a494ecc39cb39 (MD5) Previous issue date: 2016-07-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPQ) / Fundação de Amparo à Pesquisa e ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Maranhão (FAPEMA) / Materials consisting of amino acids are of great interest in the application in nonlinear optical (NLO) and are being studied more carefully because they have properties better than the potassium dihydrogen phosphate (KDP), the material most commonly used for Second Generation Harmonic (SHG). In this work, the crystals of L-arginine hydrobromidric monohydrate (LAHBr) and L-arginine hydrochloridric monohydrate (LAHCl) were grown at room temperature (25° C) by the method of slow evaporation of solvent. Were also synthesized hydrochlorobromidric L-arginine monohydrate crystals (LAHClBr) from the mixture of the compounds in equimolar proportions 1:3, 1:1 and 3:1. These five crystals were characterized by the techniques of X-Ray Fluorescence (XRF), Diffraction X-Ray (XRD), Raman Spectroscopy, Thermogravimetry (TG), Differential Thermal Analysis (DTA) and Differential Scanning Calorimetry (DSC). The chemical composition of the single crystal was analyzed by X-ray Fluorescence (XRF) and compositions obtained were: C6H14N4O2•HCL0.14BR0.86•H2O (LAHCl0,14Br0,86), C6H14N4 O2•HCL0.42BR0.58•H2O (LAHCl0,42Br0,58), e C6H14N4O2•HCL0.63BR0.37•H2O (LAHCl0,63Br0,37). The structural parameters of the crystals were characterized by X-ray diffraction (XRD) in association with the Rietveld refinement. The all samples crystallize with the monoclinic structure (space group P21) and the unit cell volume of LAHClxBr1-x series decreases with increasing concentration of chlorine in the composition of the samples. The vibrational modes were observed by Raman Spectroscopy. The Raman spectrum experiments have shown that bands associated with lattice modes undergo blue shifts as the concentration of chorine ion is increased in addition to complement the results obtained by XRD technique. The thermal analysis of TG, DTA and DSC showed that the crystals analyzed show a decrease in temperature of the characteristic exothermic phase transition event, as well as increasing in the melting temperature of the material, with increasing chlorine concentration. The crystals LAHBr, LAHClBr and LAHCl to lose water of hydration suffer phase transformation goes to anhydrous phase without change in structure (monoclinic-monoclinic) and present structural phase transition around 150 oC. / Materiais constituídos por aminoácidos são de grande interesse na aplicação em óptica nãolinear (NLO) e estão sendo estudados com maior atenção por apresentarem propriedades melhores do que o material mais utilizado para Geração de Segundo Harmônico (SHG); dihidrogenofosfato de potássio (KDP). Neste trabalho os monocristais de L-arginina hidrobromídrica monohidratada (LAHBr) e L-arginina hidroclorídrica monohidratada (LAHCl) foram crescidos à temperatura ambiente (25°C), pelo método de evaporação lenta do solvente. Também foram sintetizados cristais de L-arginina hidroclorobromídrica monohidratada (LAHClBr), a partir da mistura dos dois compostos, nas proporções molares 1:3, 1:1 e 3:1. Esses cinco cristais foram caracterizados pelas técnicas de Fluorescência de raios-X (FRX), Difração de raios-X (DRX), Espectroscopia Raman, Termogravimetria (TG), Análise Diferencial Térmica (DTA) e Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC). A composição química dos monocristais foi analisada por FRX e as composições são: C6H14N4O2•HCL0.14BR0.86•H2O (LAHCl0,14Br0,86), C6H14N4O2•HCL0.42BR0.58•H2O (LAHCl0,42Br0,58), e H14N4O2•HCL0.63BR0.37•H2O (LAHCl0,63Br0,37), para as amostras de LAHClBr 1:3, LAHClBr 1:1 e LAHClBr 3:1, respectivamente. Os parâmetros estruturais dos cristais foram caracterizados por DRX em associação com o refinamento de Rietveld, onde observamos que todas as amostras se cristalizam com a estrutura monoclínica (grupo espacial P21) e que o volume da célula unitária da série LAHClxBr1-x diminue com o aumento da concentração de Cloro na composição das amostras. Os modos vibracionais foram observados por Espectroscopia Raman. Os espectros Raman mostraram que as bandas associadas aos modos de rede sofreram blue shifts com o aumento da concentração de Cl, além de complementar os resultados obtidos pela técnica de DRX. As análises térmicas de TG, DTA e DSC mostraram que os cristais analisados apresentaram uma diminuição de temperatura do evento exotérmico característico de transição de fase com o aumento da concentração de Cl, bem como, aumento da temperatura em que ocorre a fusão do material. Os cristais de LAHBr, LAHClBr e LAHCl ao perderem água de hidratação sofrem transformação de fase indo para a fase anidra sem mudança na estrutura cristalina monoclínicamonoclínica) e apresentam uma transição de fase estrutural em torno de 150 oC.

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-05-05T20:04:11Z No. of bitstreams: 1 ThaysSilvaBaldez.pdf: 2095828 bytes, checksum: 9de3dacfb0850842d669bc07ee7407eb (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-05T20:04:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ThaysSilvaBaldez.pdf: 2095828 bytes, checksum: 9de3dacfb0850842d669bc07ee7407eb (MD5) Previous issue date: 2016-07-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Amino acids complex of transition metals has increasingly attracted the interest of researchers due to their wide range of physical properties for understanding metal-amino acid interactions. In this work [Bis(L-Alaninato)Diaqua] Nickel(II) Dihydrate [Ni(C3H6O2N)2(H2O)2.2H2O] crystals were obtained by slow evaporation method using 0,1 mol/L of NiCl2.6H2O, 0,2 mol/L of L-alanine and NaOH. Rietveld refinement of X-ray data confirmed the structure. The structural properties of these crystals were studied by X-ray diffraction (XRD) in the temperature range from 25 to 150 °C. Thermal analysis experiments were performed by TG/DTA between 25 and 500 °C, and by DSC between 25 and 250 °C. The results obtained by TG/DTA indicate the loss of water molecules by [Bis(L-Alaninato)Diaqua] Nickel(II) Dihydrate crystals at temperatures of 64 and 117 °C, which was also confirmed by the results obtained by DSC. The X-ray diffraction pattern show new peaks, in temperatures around 55 and 110 ° C, indicating to loss of water by crystals. The transformation is irreversible because the diffraction pattern obtained after the sample return to the room temperature differs from that obtained before heating of the sample. The vibrational properties were analyzed by Raman spectroscopy between 25 and 185 °C. The Raman spectroscopy measurements as a function of the temperature show the loss of water molecules. The spectra at high temperatures resemble the spectrum at room temperature, showing that the crystal undergoes phase transformation, but probably do not change the crystal symmetry. / Aminoácidos complexados com metais de transição têm atraído cada vez mais o interesse de pesquisadores devido à grande variedade de propriedades físicas que eles apresentam para o entendimento das interações metal-aminoácido. Neste trabalho, cristais de Bis(L-alaninato) de Níquel (II) di-hidratado [Ni(C3H6O2N)2(H2O)2.2H2O] foram obtidos por meio da evaporação lenta do solvente de uma solução saturada contendo 0,1 mol/L de NiCl2.6H2O, 0,2 mol/L de L-alanina e NaOH. Após a obtenção da amostra, a confirmação da estrutura deu-se por refinamento de Rietveld. As propriedades estruturais desses cristais foram estudadas por medidas de difração de raios-X em função da temperatura na faixa de 25 a 150 °C. Experimentos de análise térmica foram realizados por TG/DTA entre 25 e 500 °C e por DSC entre 25 e 250 °C. Os resultados obtidos por TG/DTA evidenciam a saída das moléculas de água do cristal de Bis(L-alaninato) de Níquel (II) di-hidratado nas temperaturas de 64,51 e 117,25 °C, que também foi confirmada pelos resultados obtidos por DSC. O padrão de difração de raios-X mostrou desaparecimento e o surgimento de novos picos no difratograma, para temperaturas próximas a 55 °C e 110 °C, indicando a saída de água do cristal. Essa transformação é irreversível, pois o padrão de difração obtido após a amostra retornar à temperatura ambiente difere significativamente daquele obtido antes do aquecimento. As propriedades vibracionais foram analisadas por Espectroscopia Raman entre 25 e 185 °C. As medidas dos espectros Raman em função da temperatura evidenciam a saída das moléculas de água. O espectro à alta temperatura se assemelha ao espectro à temperatura ambiente, mostrando que o cristal sofre transformação de fase, mas provavelmente permanece com a mesma simetria cristalina.

A utilização de antioxidantes sintéticos nas indústrias de biocombustíveis visando prolongar a vida útil destes materiais é comum, porém com a finalidade de se utilizar o maior número de matérias-primas renováveis na produção do biodiesel é que surgiu a ideia de se estudar a adição de produtos vegetais aos biodieseis, pois eles são ricos em compostos fenólicos (os principais responsáveis pela ação antioxidante). O trabalho foi executado em duas etapas, na qual a primeira consistiu em estudar, por meio da termogravimetria (TGA) a influência da adição das folhas de alecrim e da erva mate imersos nos biodieseis de canola e de girassol (ambos produzidos no laboratório) durante o período de 90 dias e na ausência de fatores pró-oxidantes. A segunda etapa consistiu na extração dos extratos vegetais das cascas de laranja, das folhas de alecrim e erva mate, por extração Soxhlet com a utilização do solvente orgânico diclorometano. Os extratos obtidos nesta etapa foram adicionados em diferentes proporções (1.000 mg/L e 2.000 mg/L) aos biodieseis de canola e girassol e expostos a duas diferentes condições. A condição I consistiu em expor os biodieseis aditivados ao ar atmosférico, luz e temperatura ambiente durante 60 dias e a condição II consistiu na exposição dos biodieseis ao aquecimento durante o mesmo período em uma estufa a 60°C. O estudo da influência dessas adições foi acompanhado por TGA e análise do índice de acidez. Ao final, constatou-se que as folhas de alecrim e erva mate diretamente adicionadas aos biodieseis e isolados de fatores pró-oxidação não apresentaram alterações significativas, uma vez que os biodieseis aditivados apresentaram valores de temperatura inicial de degradação (Ti) semelhantes. Por este motivo definiu-se outra etapa do trabalho, na qual os biodieseis aditivados foram expostos a fatores pró-oxidação, podendo-se dessa forma avaliar a eficiência das adições. Em paralelo, fez-se estudo semelhante com o produto sintético butil-hidroxitolueno (BHT), observando-se que nenhum dos extratos vegetais estudados superou sua ação antioxidante. Porém todos os extratos vegetais adicionados nos biodieseis apresentaram ação antioxidante no decorrer dos 60 dias, pois o B100 puro apresentou índice de acidez superior e Ti inferior ao das amostras aditivadas. As amostras aditivadas expostas à condição I apresentaram resultados próximos ao do B100 enquanto que na condição II foi possível observar a ação antioxidante dos extratos naturais e do produto sintético. Observou-se que dentre os biodieseis com extratos vegetais estudados, o B100 de canola com 2.000 mg/L do extrato de casca de laranja e o B100 de girassol com 2.000 mg/L do extrato de erva mate apresentaram melhor estabilidade termooxidativa. / The use of synthetic antioxidants at biofuel factories with the objective of extending the useful life of these fuels is common. However, it was bearing in mind the intent of using the greatest number of renewable resources in the production of biodiesel that the idea of studying the addition of plant products in biodiesel came up. This is because they are rich in phenolic compounds, which are responsible for the antioxidant activity. The study consisted of two stages. The first stage was to study, using thermogravimetry (TGA), the influence of rosemary leaves and yerba mate immersed in canola and sunflower biodiesel (both produced in labs) for a period of 90 days without any pro-oxidant factors. The second stage encompassed the extraction of plant extracts from orange peels, rosemary leaves, and yerba mate by Soxhlet extraction with the use of organic dichloromethane solvents. The extracts obtained at this point were added in different proportions (1,000 mg/L and 2,000 mg/L) in canola and sunflower biodiesel and exposed to two different conditions. The first condition was exposing the modified biodiesel to atmospheric air, light and room temperature during 60 days; the second condition consisted of exposing the biodiesel to heat during the same period in a greenhouse at 60 ºC. The influence of these additions and biodiesel exposures were tracked using TGA and acidity index analyses. At the end, it was clear that adding rosemary leaves and yerba mate directly into biodiesels and isolating them from pro-oxidant factors resulted in no significant contributions coming from these products since both the unmodified biodiesels and the modified biodiesels showed similar Ti values (initial degradation temperature). For this reason, it was necessary to start another work phase, where all biodiesels were exposed to pro-oxidant factors, making possible the analysis of the efficiency of the additions. No plant extract exceeded the antioxidant action of the BHT (butylated hydroxytoluene), however they all showed antioxidant activity during the 60-day period since pure B100 showed higher acidity index levels and lower Ti levels compared to the modified samples. The biodiesels exposed to the first condition showed similar results in the pure B100 and the modified B100, unlike what happened with the samples exposed to heat. When the biodiesels were exposed to heat, the activity of the additives became clearer. It was possible to conclude that among the biodiesels with added plant extracts, the canola B100 added with 2,000 mg/L of orange peel extract and sunflower B100 added with 2,000 mg/L of yerba mate extract showed higher thermal-oxidative stability.

A análise de proteínas como redes é uma ferramenta poderosa para compreender as suas propriedades e a importância relativa de seus resíduos. Nesta análise, os resíduos que interagem entre si, covalentemente ou não, são chamados conectados. Nesta abordagem, alguns resíduos contribuem mais fortemente para manter as propriedades da rede, sendo chamados de centrais. Diversos trabalhos têm apontado que resíduos centrais da Rede de Estrutura Proteica também são importantes nas propriedades das proteínas, desempenhando papéis na catálise, estabilidade térmica e alosteria. No entanto, existe falta de trabalhos desenhados de forma sistemática para confirmar esta hipótese. Neste sentido, esta tese tem como objetivo avaliar se existe correlação entre a centralidade dos resíduos de uma enzima, a beta-glicosidase de Spodoptera frugiperda, Sfβgli, e a importância destes resíduos na determinação das suas propriedades. Para isso, foram utilizadas duas abordagens (capítulo 1): Na primeira, os resíduos centrais foram diretamente perturbados substituindo-os, através de mutação sítio-dirigida, por alanina. Na segunda, perturbações no resíduo central foram feitas modificando a vizinhança deste resíduo através de mutações que introduziram ou removeram volume de seu entorno. A partir disso, foi avaliado se estas perturbações afetaram as propriedades Sfβgli. De forma geral, foi observado (capítulo 2) que as perturbações nos resíduos centrais por ambas abordagens afetam significativamente a termoestabilidade da proteína, reduzindo a sua Tm em até 15°C e aumentando a velocidade de sua desnaturação térmica em até mais de 20 vezes. Além disso, a atividade catalítica de Sfβgli é reduzida por estas perturbações (capítulo 3), sendo que este efeito e a perda da termoestabilidade parecem resultar da mesma causa, a perturbação do resíduo central. No capítulo 4, a investigação do estado oligomérico da Sfβgli por SAXS revelou que esta ocorre preponderantemente como dímero em citrato-fosfato 100 mM pH 6,0, mas como um grande oligômero, possivelmente um dodecâmero, em fosfato 10 mM pH 6,0. Paralelamente foi demonstrado que Sfβgli passa por uma ativação quando em tampão fosfato 10 mM, convergindo para as propriedades cinéticas de Sfβgli em citrato-fosfato 100 mM. Redes de Estrutura Proteica foram produzidas considerando-se também a interação entre as cadeias polipeptídicas constituintes de oligômeros de Sfβgli (dímeros, tetrâmeros e hexâmeros). Assim, observou-se que cinco resíduos são sempre centrais por betweeness, mesmo considerando diferentes oligomêros da Sfgli. Destes, E187, P188 e N329 desempenham papéis conhecidos na catálise e S247 e N249 foram caracterizados nesta tese. Por fim, no capítulo 5, analisando a centralidade dos resíduos da Rede Estrutural da Sfβgli, observa-se uma preponderante presença de resíduos centrais por CΔLp, closeness e betweeness no topo do beta-barril, demonstrando que esta região é muito próxima dos demais resíduos da proteína. Além disso, uma análise da centralidade dos resíduos de 21 beta-glicosidases GH1 revelou que resíduos centrais por closeness são bastante conservados, sendo encontrados predominantemente no sítio ativo destas enzimas, enquanto que dentre os centrais por betweeness há variabilidade. Portanto os resultados apresentados nesta tese suportam experimentalmente a hipótese de que a centralidade dos resíduos na Rede de Estrutura Proteica é correlacionada com propriedades funcionais das proteínas. / Analysis of protein structures as networks has been shown a powerful tool to understand their properties and to identify important residues. In the network analysis, residues that interact with each other are called connected. Some residues are essential to shorten the connection pathways between distant residues in the protein structure, being called central. Central residues have been proposed to have important roles in catalysis, thermal stability and allostery. In order to experimentally assess the correlation between the residue centrality and its importance in the protein properties, we use two approaches (chapter 1): The first one is to make single mutations at the central residues of a betaglucosidase Sfβgly, changing those residues to alanine. The second one is to perturb a central residue (F251) by changing its environment through single mutations that introduces voids or additional volume. Next, we evaluate how those mutations affect the protein thermostability and function. In general, we have observed (chapter 2) that mutations at central residues reduce the Tm in 2 - 15°C and increase the unfolding rate up to 20 times, suggesting that damages in the central residues make the protein more unstable. Moreover, we have observed (chapter 3) that the perturbation of the central residues reduces Sfβgly catalysis, which seems to arise from the same cause that lead to the loss of thermal stability. Besides that, in chapter 4, the investigation of oligomeric state of Sfgli using SAXS indicated that this protein is mainly a dimer in 100 mM citrate-phosphate pH 6,0, whereas it forms large oligomers, possibly dodecamers, in 10 mM phosphate pH 6,0. In parallel it was shown that Sfβgly undergoes an activation process in 10 mM phosphate and its kinetic parameters converge to those observed for Sfβgly in 100 mM citrate-phosphate. Protein Structural Networks were built considering also that there are links between the polypeptidic chains of the Sfβgly oligomers. We observed 5 residues that are central in all kind of oligomeric structures here analyzed. Three of these residues, E187, P188 and N329, play important roles in the catalysis of this enzyme, and two of them (S247 and N249 are described in this thesis. Lastly, in the chapter 5, we observed that central residues by closeness, betweeness and CΔLp are concentrated at the top of the beta-barrel (C-terminal end of the beta-strands and subsequent loops), suggesting that this region, where the active site is placed, is close, in terms of contacts, to the whole Sfβgly structure. Moreover, we have built the Protein Structural Network of 21 beta-glucosidases of the Glucoside Hydrolases family 1, revealing that the closeness central residues are highly conserved, being located in the active site of these enzymes. On the other hand, betweeness central residues are located in the same sites in the structure of different beta-glucosidases, but they are not always conserved. Shortly, these data experimentally support the hypothesis that the residue centrality in Protein Structural Network is correlated with the protein properties, as catalysis and stability.

<p>Surface film formation at the electrode/electrolyte interface in lithium-ion batteries has a crucial impact on battery performance and safety. This thesis describes the characterisation and treatment of electrode interfaces in lithium-ion batteries. The focus is on interface modification to improve battery safety, in particular to enhance the onset temperature for thermally activated reactions, which also can have a negative influence on battery performance. </p><p>Photoelectron Spectroscopy (PES) and Differential Scanning Calorimetry (DSC) are used to investigate the surface chemistry of electrodes in relation to their electrochemical performance. Surface film formation and decomposition reactions are discussed.</p><p>The upper temperature limit for lithium-ion battery operation is restricted by exothermic reactions at the graphite anode; the onset temperature is shown to be governed by the composition of the surface film on the anode. Several electrolyte salts, additives and an anion receptor have been exploited to modify the surface film composition. The most promising thermal behaviour is found for graphite anodes cycled with the anion receptor, tris(pentafluorophenyl)borane, which reduces salt reactions and increases the onset temperature from ~80 °C to ~150 °C.</p><p>The electrochemical performance and surface chemistry of Swedish natural graphite, carbon-treated LiFePO₄ and anodes from high-power lithium-ion batteries are also investigated. Jet-milled Swedish natural graphite exhibits a high capacity and rate capability, together with a decreased susceptibility to solvent co-intercalation. Carbon-treated LiFePO₄ shows promising results: no solvent reaction products are detected. The amount of salt compounds increases, with power fade occurring for anodes from high-power lithium-ion batteries; the solvent reduction products comprise mainly Li-carboxylate type compounds.</p>