Teses e Dissertações (BDTD USP - IFSC)

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A espectroscopia de alta resolução em sólidos por RMN aplicada ao estudo de compostos híbridos sílica-polipropilenoglicol-LiClO4 condutores iônicos e do polímero condutor eletrônico poliparafenileno dopado com FeCl3
(2013-12-09) Souza, Paulo Henrique de
Neste trabalho estudamos duas classes diferentes de materiais condutores através de várias técnicas: o polímero condutor eletrônico Poliparafenileno (PPP) dopado com FeCl3, e os compostos condutores iônicos orgânico-inorgânico complexados com LiClO4, chamados ormolitas. Um estudo comparativo de PPP dopado com FeCl3, por RMN de Alta Resolução em Sólidos de 13C , Ressonância Paramagnética Eletrônica, Susceptibilidade Magnética e Condutividade Elétrica foi realizado em função da concentração de Fe e da temperatura. Observou-se uma forte influência do íon paramagnético Fe3+ na largura de linha e nos tempos de relaxação spin-rede medidos por RMN de alta resolução através do 13C. OS resultados obtidos pelos diferentes métodos estão correlacionados e podem ser explicados pelo modelo polaron-bipolaron. Duas famílias de ormolitas, foram preparadas pelo processo sol-gel. Um estudo comparativo destes compostos por RMN de alta resolução multinuclear, Calorimetria Diferencial (DSC) e Condutividade Elétrica foi feito em função da concentração de lítio, do comprimento da cadeia polimérica, da razão polímero-sílica e da temperatura. Através das medidas de largura de linha dos espectros de RMN em função da temperatura, para os núcleos de 7Li e 13C, podemos observar uma forte correlação entre RMN, DSC e Condutividade Elétrica. Estes resultados confirmam que a condutividade iônica do lítio é governada pela mobilidade dos segmentos da cadeia polimérica, sendo esta responsável pela modulação das barreiras eletrostáticas nos sítios do íon Li+
A influência do voo na resposta do H1 e o registro do comportamento motor em Chrysomya megacephala
(2013-11-01) Silverio, Carolina Menezes
Desenvolvemos um protocolo experimental para estudar a codificação do movimento horizontal pelo neurônio H1 de moscas varejeiras Chrysomya megacephala durante o voo. Tradicionalmente, o neurônio H1 é considerado puramente sensorial, e a maioria dos trabalhos tem utilizado o trem de potenciais de ação deste neurônio para explorar o código neural visual da mosca enquanto esta se encontra imobilizada (cabeça, asas, patas) e observa passivamente uma imagem que se move de maneira controlada. Nosso laboratório já dispunha de um aparato para registrar de maneira adequada a atividade do H1, enquanto a mosca imobilizada observava um padrão de barras verticais se movendo de acordo com uma sequência de velocidades previamente escolhidas pelo experimentador. Por meio de um novo suporte, especialmente desenvolvido neste trabalho, pudemos obter as medidas eletrofisiológicas quando apenas parte do corpo do inseto se encontra fixo. Além disso, conseguimos encontrar uma maneira de estimular a mosca para que esta apresentasse períodos de atividade, com batimentos de asa, similares ao voo. Utilizamos estes períodos de atividade de voo para registrar a atividade dos músculos que controlam a direção do voo. Também utilizamos microfones que captam pequenas diferenças de pressão do batimento das asas para inferir quando a mosca quer mudar a direção do voo e validamos estas medidas com o auxílio de um pequeno acelerômetro adaptado à haste de fixação da mosca. Mostramos que a taxa média de disparo do H1 é mais alta quando a mosca está voando do que quando está com as asas paradas. Além disso, a resposta ao estímulo visual é mais rápida e mais intensa quando a mosca está voando. Estes resultados são evidências de que a codificação da informação visual é diferente nos dois casos. Nossos experimentos com registro da atividade de controle motor do voo através de microfones permitiram encontrar padrões que podem ser usados para inferir a tentativa do inseto de mudar a direção do voo, em um intervalo de poucas batidas de asas e de maneira não invasiva. Esta informação poderá ser utilizada no futuro para produzir um equipamento em que a própria mosca controle o movimento da imagem em tempo real.
A modelagem estocástica aplicada à manutenção da diversidade cultural
(2010-07-20) Peres, Lucas Vieira Guerreiro Rodrigues
A modelagem estocástica sociocultural introduzida por Robert Axelrod é tradicionalmente referida à manutenção das diferenças, pois gera o efeito contra-intuitivo do aparecimento de heterogeneidades ao ser atingido o estado de equilíbrio, apesar de sua interação fundamental homogenizar os interagentes. Devido à sua simplicidade, inúmeras releituras do Modelo de Axelrod foram propostas, como também adendos e pequenas modificações. Um campo externo constante homogenizador, interpretado como a mídia, é um exemplo de uma possível alterações no modelo. Já um exemplo de releitura vem com a alteração funcional da interação bipolar do modelo de Axelrod por uma assimilação cultural, usando o mecanismo de Viés de Frequência. Nesta dissertação analisaremos as simulações propostas por Axelrod, sem e com a mídia externa. Para simularmos a mídia externa usaremos o artifício de adicionar um um vizinho fictício à cada elemento da rede. Além disso, analisaremos o mecanismo de assimilação via Viés de Frequência, mostrando sua relação com o modelo do voto da Maioria da Mecânica Estatística.
A precificação dinâmica em tempo real no controle de congestionamento
(2015-03-19) Goncalves, Rosana Carmen de Meiroz Grillo
Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um modelo de precificação dinâmica em tempo real a ser usado no controle preventivo de estados de congestionamento. Este modelo estabelece que, na detecção de congestionamento, sejam instituídas barreiras tarifárias aos usuários. O acesso a rede passa a ser restrito aqueles que pagarem as taxas seletivas que garantem o fim do congestionamento. A decisão de transmitir é totalmente explícita ao usuário. Também é proposto um sistema de incentivo que favorece as conexões com duração abreviada. Algumas das decisões de projeto exigiram a discussão de questões que abrangem aspectos técnicos e econômicos das redes de computadores. Após a definição de todos os mecanismos que compõem o modelo de precificação dinâmica em tempo real, iniciou-se a fase de validação. Foram utilizados dados reais de tráfego TCP-IP como entrada do simulador do modelo. A simulação considerou diferentes cenários de respostas dos usuários aos preços que restringem a admissão na rede. Os resultados obtidos demonstraram que este modelo pode ser utilizado no oferecimento de uma classe de serviço superior a de máximo empenho (best-effort) com algumas vantagens. Seus mecanismos são de implementação simples e não provocam mudanças na arquitetura da rede utilizada
A relação entre estrutura e função em redes complexas observada localmente
(2012-06-05) Comin, César Henrique
O estudo de redes complexas tem despertado muita atenção nos últimos anos, principalmente pela sua capacidade de permitir a análise dos mais diversificados sistemas através de um mesmo conjunto de ferramentas matemáticas e computacionais. Até pouco tempo a ênfase nessa área era sobre o estudo das propriedades estruturas e sua influência em característica globais da dinâmica ocorrendo sobre o sistema. Recentemente foi-se percebendo a riqueza de comportamentos que podemos estudar ao olharmos para grupos de vértices e as interações que ocorrem entre esses grupos, de forma que cada vez mais se torna necessária a criação de uma forma sistemática de quantificar, a nível de nó, como uma dinâmica é influenciada (ou diferenciada) pela estrutura do sistema. Apresentamos nesse trabalho um primeiro passo nessa direção, no qual definimos uma medida que, baseada em características dinâmicas obtidas em diversas condições iniciais, busca comparar o comportamento dos nós presentes no sistema. Através dessa medida encontramos a alta capacidade de modelos de rede geográficas de produzir, por simples flutuações estatísticas, grupos de nós de dinâmica muito distinta em relação ao demais, um fato que não ocorre para uma rede definida de forma semelhante mas não geográfica. Nessas redes conseguimos verificar também se um nó de topologia local distinta dos demais consegue possuir uma dinâmica diferenciada, o que encontramos foi que mesmo em regiões da rede extremamente regulares existe a formação de grupos dinâmicos devido ao efeito da borda dessa região. Saindo de modelos de redes para apresentar aplicações práticas do método, encontramos na rede neuronal do verme Caenorhabditis elegans um conjunto de nós de alta diferenciação dinâmica, que representam os interneurônios do cordão ventral do verme. Adicionalmente encontramos na rede cortical do macaco da família Cercopithecidae uma divisão em relação a regularidade dos sinais dinâmicos, o que indica a presença de comunidades funcionais nessa rede. Além da metodologia de diferenciação desenvolvemos ainda uma ferramenta que busca encontrar de forma totalmente automatizada as características dinâmicas mais relevantes do sistema em estudo, que foi capaz de representar medidas dinâmicas tradicionalmente utilizadas na área. Todos esses resultados abrem caminho para diversas vertentes de estudo, em especial citamos a influência de uma borda irregular no interior de uma região regular, o estudo da rede Caenorhabditis elegans com dinâmicas neuronais mais precisas e a aplicação sistemática de dinâmicas para encontrar a divisão funcional de comunidades em redes direcionadas, um tema que apresenta resultados promissores.
A utilização da arquitetura CORBA na construção de ambientes virtuais distribuídos.
(2009-02-04) Sementille, Antonio Carlos
As aplicações de Realidade Virtual imergem o usuário em um ambiente virtual simulado, denominado Ambiente Virtual. A simulação de Ambientes Virtuais é um processo intensivo, o qual pode ser drasticamente limitado se for restrito a apenas um computador. É possível, através da distribuição, aumentar-se o tamanho e a abrangência destes sistemas, permitindo que múltiplos usuários interajam entre si e com o ambiente. Estes ambientes virtuais são conhecidos como Ambientes Virtuais Distribuídos. A construção de Ambientes Virtuais Distribuídos é uma tarefa complexa, principalmente quando são levados em consideração, aspectos como a estruturação da comunicação ao nível de processo, a escalabilidade, a interoperabilidade e o reuso de seus componentes. Tais aspectos são, também, enfatizados, através da Tecnologia de Objetos Distribuídos, cujo maior representante atual é a Arquitetura CORBA (Common Object Kequest Broker Architecture). Assim, neste contexto, este trabalho apresenta um estudo e uma metodologia para a construção de Ambientes Virtuais Distribuídos que utilizem a Arquitetura CORBA como infra-estrutura de alto nível para a comunicação e sincronização entre seus objetos. Buscou-se, também, apresentar os elementos teóricos e práticos desta abordagem, através da implantação de três protótipos, os quais formaram uma base comparativa para o estudo da viabilidade das idéias usadas.
Ablação de resinas compostas com laser de Er:YAG sob diferentes fluxos de água
(2007-09-21) Moriyama, Lilian Tan
O uso do laser na Odontologia é bastante variado. O laser de Er:YAG tem se mostrado como um instrumento eficiente na remoção de restaurações de resina composta. É sabido que a falta ou excesso de água podem atrapalhar o processo de ablação com este laser, pois seu comprimento de onda de emissão (2940nm) coincide com o principal pico de absorção da água. Este trabalho tem como finalidade investigar o efeito da variação do fluxo de água, de forma controlada, no processo de ablação de resina composta restauradora com laser de Er:YAG, através da avaliação dos aspectos morfológicos da superfície irradiada sob microscopia eletrônica de varredura, da quantidade de material removido e das alterações de temperatura durante a irradiação na presença e na ausência de água. Os experimentos foram conduzidos utilizando um sistema laser de Er:YAG, pulsado no regime de microssegundos, já de uso clínico odontológico. Foram confeccionadas amostras em resina composta do tipo híbrida e diferentes condições de trabalho foram utilizadas para analisar a real influência da água: diferentes energias por pulso (100, 200, 300 e 400mJ), freqüências (5Hz, 10Hz e 15Hz) e fluxos de água (zero, 0.01, 0.06, 0.23, 0.32, 0.64 e 0.87ml/s). Os resultados mostram que o fluxo de água influencia no mecanismo de ablação de resinas compostas com laser de Er:YAG, tornando a ablação mais eficiente. Há dois mecanismos envolvidos neste processo: a vaporização explosiva e a interação termomecânica mediada por água, onde há ejeção hidrodinâmica das partículas. A água, além de resfriar o campo de interação, evita a fusão e ressolidificação e facilita a ablação, tornando-a mais precisa.
Absorção cooperativa de dois fótons em átomos frios
(2011-10-05) Peñafiel, Edwin Eduardo Pedrozo
Neste trabalho estudamos a absorção cooperativa de dois fótons em processos de colisão entre átomos frios de sódio aprisionados. Efeitos não-lineares exigem amostras de alta densidade para ser observados. Redesenhamos nosso sistema experimental para conseguir amostras de 1012 átomos/cm3. As principais alterações foram a construção de um desacelerador Zeeman em configuração spin-flip, a implementação de bombeamento diferencial entre o forno e a câmara principal, assim como redesenhar o forno. A fim de compreender e melhorar os processos de medição utilizamos a técnica de fotoionização nos estados 32P1/2 e 32P3/2. Com esses dados conseguimos calcular a seção transversal de ionização para cada um desses estados, que está de acordo com valores reportados na literatura. Estes resultados mostram que o novo desenho do sistema permite um grande ponto de partida para a medição da absorção de dois fótons. Uma tentativa de medir a absorção de dois fótons foi feita. Um pequeno aumento no número de íons produzidos por unidade de tempo foi observada em uma região deslocada para o vermelho de cerca de 4,5 GHz de onde inicialmente se esperava ocorrer a transição. Isto motiva a aprofundar o estudo da absorção de dois fótons, já que provavelmente essa medida seja um indício da ocorrência desse fenômeno. Assim, tanto a medição da seção de choque dos estados 32P1/2 e 32P3/2 e a tentativa de medir a absorção de dois fótons, fornecem uma base sólida para conhecer qual é a melhor maneira de obter resultados mais decisivos no que diz respeito à absorção cooperativa de dois fótons, e as vantagens do nosso sistema em futuros experimentos.
Ácidos graxos de cadeia média como ligantes da proteína PPAR
(2009-03-24) Liberato, Marcelo Vizoná
Receptores ativados da proliferação de peroxissomos (PPAR) são receptores nucleares que regulam o metabolismo de gordura e glicose, adipogênese e polarização de macrófagos, e são os mediadores da ação de uma grande classe de fármacos usada no tratamento de diabetes tipo 2, as tiazolidinadionas (TZD). Enquanto as TZDs reduzem a glicose do sangue e aumentam efetivamente a sensibilidade à insulina, elas podem também apresentar efeitos colaterais como aumento do risco de complicações cardiovasculares, ganho de peso, retenção de fluido e toxicidade hepática. Por causa disso, novos fármacos que possuem respostas mais favoráveis devem ser desenvolvidos, e o mecanismo de ativação do PPAR por ligantes vem sendo intensamente examinado. Para entender a relação entre a ligação de agonistas ao PPAR e a ativação transcricional, pretendíamos primeiramente obter cristais de PPAR-LBD (domínio de ligação ao ligante) humano na forma apo. Porém, surpreendentemente, a análise do sítio de ligação ao ligante revelou a presença de três pequenas moléculas, identificadas como ácidos nonanoicos e octanoicos. Este trabalho reporta a análise da estrutura cristalográfica do PPAR LBD complexado simultaneamente com três ácidos graxos de cadeia média (AGCM), provindos de bactérias (organismo de expressão), localizados no sítio de ligação ao ligante. A análise estrutural e funcional sugere que os AGCM são agonistas parciais que estabilizam a conformação do LBD do PPAR por mecanismo independente da hélice 12.
Acoplamento spin-órbita inter-subbanda em heteroestruturas semicondutoras
(2007-12-13) Calsaverini, Rafael Sola de Paula de Angelo
Neste trabalho apresentamos a determinação autoconsistente da constante de interação spin-órbita em heteroestruturas com duas sub-bandas. Como recentemente proposto, ao obter o hamiltoneano de um sistema com duas sub-bandas na aproximação de massa efetiva, constata-se a presença de um acoplamento inter-subbanda que não se anula mesmo em heteroestruturas simétricas. Apresentamos aqui as deduções teóricas que levaram à proposição desse novo acoplamento e mostramos o cálculo autoconsistente da intensidade do acoplamento e a comparamos com a intensidade do acoplamento Rashba, já amplamente estudado. Discutimos o método k.p e a Aproximação da Função Envelope e mostramos a obtenção do modelo de Kane 8x8 para semicondutores com estrutura zincblende. Aplicamos o método do \"folding down\'\' ao hamiltoneano de Kane isolando o setor correspondente à banda de condução. Escrevemos dessa forma um hamiltoneano efetivo para a banda de condução no contexto de um poço quântico com uma barreira. Através da projeção desse hamiltoneano nos dois primeiros estados da parte orbital verifica-se o surgimento de um acoplamento inter-subbanda. Finalmente escrevemos o hamiltoneano efetivo 4x4 que descreve as duas primeiras subbandas de um poço quântico e obtivemos seus autoestados e autoenergias. Finalmente fizemos o cálculo autoconsistente das funções de onda e energias de um gás de elétrons em poços quânticos simples e duplos através da aproximação de Hartree e a partir desses resultados determinamos o valor da constante de acoplamento Rashba e da nova constante inter-subbanda. Entre os resultados obtidos destacam-se o controle elétrico da constante de acoplamento inter-subbanda através de um eletrodo externo e um efeito de renormalização da massa efetiva que pode chegar até 5% em algumas estruturas.
Acuidade visual e codificação neural da mosca Chrysomya megacephala
(2010-04-24) Fernandes, Nelson Mesquita
Descrevemos os processos de captura, criação e micromanipulação cirúrgica das moscas Chrysomya megacephala. Apresentamos os processos de geração de estímulo e registro da atividade dos dois neurônios H1 localizados na placa lobular de seu cérebro. Um primeiro resultado apresentado refere-se a acuidade de seu sistema visual. Desenvolvemos um procedimento para comparar sua taxa de disparos espontâneos com as respostas do neurônio H1 quando sujeito a estímulos de excitação e inibição. Mostramos que o sistema visual da mosca não está apenas adaptado a detectar grandes fluxos ópticos mas também, é capaz de detectar pequenas velocidades de aproximadamente 1, 5o.s-1 e de apenas 0,25o de amplitude. Estes valores mostram que a mosca é capaz de detectar deslocamentos angulares muito menores do que sua abertura omatidial, = 1 2o. Outro resultado apresentado é obtido ao estudarmos o processo de codificação-decodificação neural. Alguns sistemas sensoriais agem como um conversor analógico-digital, recebendo um estímulo S(t) e codificando-o em uma sequência de pulsos, spikes. O processo de decodificação da resposta neural consiste em receber este conjunto pulsos e gerar uma estimativa Se(t) do estmulo. Este processo requer a computação e subsequente inversão de funções de correlação de alta ordem. A dimensão das matrizes que representam estas funções pode se tornar proibitivamente grande. Apresentamos um eficiente método para reduzir estas funções de correlação. Esta aproximação tem baixo custo computacional, evita a inversão de grandes matrizes e nos da um excelente resultado para a reconstrução do estímulo. Testamos a qualidade de nossa reconstrução sobre estímulos de rotação e translação. A contribuição dos núcleos de segunda ordem para a reconstrução do estímulo é de apenas 8% da contribuição dos núcleos de primeira ordem. Entretanto, em instantes específicos, a adição destes núcleos pode representar uma contribuição de ate 100%. Finalmente, investigamos quais atributos do estímulo são codificados pelos neurônios H1. Nosso espaço de estímulos possui um conjunto da ordem de 2 × 1096 elementos. É impossível imaginar que o sistema formado pelos dois neurônios H1 seja capaz de codificar eficientemente esta enorme quantidade de elementos. É razoável considerar que este sistema seja ao menos capaz de codificar um atributo essencial do movimento, seu sentido - rotações horizontais para direita ou para esquerda. Desta forma, apresentamos dois estímulos distintos para a mosca, um no qual suas velocidades são retiradas de uma distribuição Gaussiana e outro que contem apenas o sentido deste movimento. Obtemos uma correlação da ordem de 80 - 90% entre as estimativas de ambos os estímulos, estimativas obtidas através do processo de reconstrução linear. Obtemos aproximadamente 85% de eficiência na predição do sentido deste movimento. Ao utilizarmos a Teoria da Informação, encontramos uma diferença de apenas 10% entre as taxas de informação transmitida sobre os estímulos Gaussiano e sua versão reduzida. Concluímos que a propriedade comum a estes dois estímulos, o sentido do movimento, é o atributo relevante a ser codificado pelos neurônios H1.
Acúmulo de mutações em linhagens assexuadas: uma abordagem via experimentos computacionais
(2007-09-11) Colato, Alexandre
Estudos sobre evolução têm sido desenvolvidos desde a publicação dos trabalhos de Charles Darwin sobre a origem das espécies pela seleção natural em 1859. Durante o século XX grandes avanços foram obtidos com a utilização de modelagens matemáticas e computacionais, pois com exceção de algumas espécies que podem ter sua evolução analisada in vivo, o tempo necessário para aquisição de dados é enorme e por este motivo o enfoque computacional passou a representar uma ferramenta essencial. Nesta tese são apresentados os conceitos básicos para se entender o processo evolutivo de populações assexuadas como mutação, seleção e relevos adaptativos, bem como os resultados numéricos sobre sua evolução através do processo conhecido como catraca de Muller, que baseia-se na perda estocástica da classe de indivíduos mais adaptados da população através das mutações adquiridas ao longo de sua linhagem. Neste trabalho foram estudadas diversas dinâmicas, como a de populações que estão sujeitas à passagens seriais com gargalo, onde observamos que a velocidade da catraca na não pára devido aos altos valores de epistase, enquanto que para populações com tamanho variável (crescimento e decrescimento exponencial) a catraca pára durante o período de crescimento até a população atingir o limite permitido pelo meio-ambiente, sendo que a partir deste ponto ela se comporta como no modelo de infinitos sítios tradicional. Por último, são apresentados os resultados de populações que interagem entre si em uma dinâmica presa-predador, onde o comportamento da catraca pode ser entendido com base nas dinâmicas das populações descritas anteriormente. Um outro problema abordado nesta tese é o da utilização de medidas da topologia de árvores genealógicas para verificar a presença da seleção na evolução de uma população. Apesar dos comprimentos dos ramos das árvores apresentarem alterações quando comparados ao caso neutro, observamos que os testes estatísticos utilizados não são suficientes para inferir o efeito da seleção em populações reais.
Adenina fosforibosiltransferase de Schistosoma mansoni: proposta de detalhamento do mecanismo catalítico por dinâmica molecular
(2011-10-21) Caldas, Victor Emanoel Armini
A Adenina Fosforibosiltransferase (APRT E.C. 2.4.2.7) pertence à família de enzimas Fosforibosil Transferases (PRTase) do Tipo I , que catalisa a conversão reversível de Adenina e 5-fosfo-α-D-ribose-1-difosfato (PRPP) em difosfato e adenosina monofosfato, um importante precursor energético da célula. A APRT integra a via de salvação de purinas, única forma de suprir o balanço de purinas em Schistosoma mansoni. Este trabalho apresenta o isolamento, clonagem, expressão heteróloga e purificação da APRT de S. mansoni a fim de caracterizá-la quanto seus parâmetros físico-químicos. Não se obtendo cristais de proteína, foram elaborados modelos tridimensionais por homologia para estudos de dinâmica molecular e avaliação conformacional via tCONCOORD. A estrutura de APRT humana foi usada como controle nas simulações. Os dados computacionais e de biologia molecular foram comparados entre si para validação mútua e, verificou-se que a análise cuidadosa de dados computacionais é capaz de fornecer informações críticas sobre a APRT, auxiliando e guiando os estudos experimentais. Ainda, as simulações de dinâmica molecular foram capazes de evidenciar a abertura de loops do sítio ativo, explicitar a importância da análise de rotâmeros em modelos, permitindo, então, rearranjar da forma correta resíduos erroneamente modelados. Por fim, um estudo envolvendo mecanismo catalítico sugere a participação de uma molécula de água abstraindo o próton ligado ao N9 da adenina e, para efeito de comparação, um mecanismo alternativo independente desta participação também foi descrito. Ambas as observações expandem a corrente visão sobre o mecanismo catalítico de APRTs.
Adenylosuccinato lyase (ADSL) de leishmania major friedlin: sua relevância na via de recuperação de purino-nucleotídeos
(2008-04-10) Mantovani, Monique
Muitas espécies de Leishmania são responsáveis por sérias doenças cutâneas e viscerais, que exibem alta incidência em regiões tropicais e subtropicais. Os medicamentos disponíveis são potencialmente carcinogênicos, requerem múltiplas administrações e a hospitalização do paciente. Um programa efetivo de desenvolvimento de novos fármacos requer a validação genética e bioquímica dos alvos. Neste contexto, uma das diferenças metabólicas mais marcantes entre os protozoários parasitas e o hospedeiro mamífero encontra-se na cadeia de síntese de purino-nucleotídeos. A enzima adenilosuccinato liase (ADSL), no hospedeiro mamífero, atua em duas etapas no metabolismo de purino-nucleotídeos: uma na via de síntese de novo e outra na via de recuperação. Esta característica particular da ADSL nos motivou a investigar como esta enzima poderia nos fornecer evidências sobre a evolução desta via metabólica em Kinetoplastida. Assim, os objetivos do presente trabalho foram validar a ADSL como potencial alvo terapêutico, através da técnica de RNA de interferência (RNAi), usando Trypanosoma brucei como modelo, bem como, caracterizar molecularmente o gene adsl-Lm e caracterizar bioquímica e estruturalmente a enzima recombinante de Leishmania major Friedlin (ADSL-Lm). Os resultados de RNAi demonstraram que a ADSL pode ser considerada um potencial alvo, uma vez que ela se apresentou essencial a viabilidade do parasita. Em relação à caracterização molecular do gene adsl-Lm suas regiões não traduzidas 5\'UTR e 3\'UTR foram definidas por RT-PCR, indicando que o RNA mensageiro maduro possui 2060 nucleotídeos. Análises com enzimas de restrição e eletroforese em campo pulsado (PFGE), seguidas de \"Southern blot\" revelaram que adsl-Lm trata-se de um gene de cópia simples e está localizado no cromossomo 4 deste parasita. O gene adsl-Lm foi clonado em um vetor de expressão e um protocolo de purificação da enzima recombinante foi estabelecido. A forma tetramérica da ADSL-Lm foi confirmada por eletroforese em gel nativo e por espalhamento dinâmico de luz (DLS). ADSL-Lm apresentou um pI experimental de 6,07 e exibiu atividade máxima no pH 8,5. Os parâmetros cinéticos de Km, Vmax , Kcat e eficiência catalítica (Kcat/Vm) foram determinados para o substrato adenilosuccinato. Experimentos de complementação funcional evidenciaram que ADSL-Lm foi capaz de complementar de maneira eficiente o genoma deficiente em ADSL da linhagem de E. coli JK268 (mutação purB58). Entretanto, esta complementação deve ocorrer na via de recuperação, uma vez que ensaios enzimáticos com o SAICAR (substrato da via de novo) mostraram que a enzima não retém atividade sobre este composto. Estes resultados indicam que provavelmente os tripanosomatídeos não representam um caso de perda da via de síntese de novo. Adicionalmente, ADSL-Lm foi cristalizada no grupo espacial tetragonal I4122, com parâmetros de cela unitária a= b= 130,023 \'angstron\', c= 316,826 \'angstron\', = = =90°. A estrutura cristalográfica da ADSL-Lm foi resolvida por SIRAS (substituição isomórfica simples com dispersão anômala) usando um cristal nativo (2.2 \'angstron\') e um derivado de Gadolínio. O monômero é composto por três domínios em um enovelamento típico das enzimas da superfamília de -eliminação e é constituído quase exclusivamente por hélices- . Para o sitio ativo, três subunidades são requeridas e os resíduos envolvidos são His 153 (ácido geral), His 231 (base geral), Gln 308, Asn 364 and Glu 369. Entretanto, sem um ligante (substrato ou inibidor) no sítio ativo torna-se difícil estudar detalhadamente as interações entre a enzima e seus dois substratos. Desta forma, experimentos de co-cristalização e modelagem molecular podem auxiliar nesta questão.
Adsorção e fluorescência em filmes automontados de polianilina (PAN) e poli(p-fenileno vinileno)(PPV)
(2013-11-08) Pontes, Ricardo Scudeler
A técnica de automontagem [Self-Assembly (SA)] tem sido largamente empregada na fabricação de estruturas supramoleculares de polímeros condutores que requerem controle molecular. O paradigma implícito no método de automontagem é a adsorção espontânea de camadas carregadas com cargas opostas, conduzindo assim a um filme de multicamadas formado pela alternância de policátions e poliânions. Nesta dissertação, são empregados dois tipos de polímeros conjugados e seus derivados que são identificados por suas famílias, que são a da polianilina (PAn) e a do poli(pfenileno vinileno) (PPV). São enfatizados os processos de adsorção para as polianilinas e precursores do PPV, propondo-se um mecanismo de adsorção não autolimitada sustentado por condições de não equilíbrio. O processo não autolimitado comprova que a adsorção pode ser controlada por outras interações que não a eletrostática, como as pontes de hidrogênio que são comuns nas polianilinas, e/ou por interações típicas de dispersões coloidais, visto que os polímeros se agregam em solução. Este novo método pode ter grande impacto na fabricação de estruturas supramoleculares porque podem ser obtidos filmes espessos de uma única camada com controle em nível molecular. A desvantagem deste método está na obtenção de filmes não uniformes, propriedade que ainda não é adequadamente controlada. A investigação da formação de filmes de múltiplas camadas e dos processos de fluorescência para filmes de bicamadas e não autolimitados é apresentada e discutida em função dos trabalhos da literatura. Finalmente, são correlacionados os processos de adsorção e a fluorescência
Aglomerados abertos: determinação de parâmetros cinemáticos e fundamentais
(2009-11-10) Andrade, Victória Flório Pires de
Nosso grupo tem dedicado atenção especial em manter o Novo Catálogo de Aglomerados Abertos e Candidatos Opticamente Visíveis (Dias et.al. [1] denominado comumente DAML02), que vem sendo continuamente atualizado com novos resultados vindos da literatura. Além de manter o catálogo, nosso grupo está constantemente produzindo novos resultados como movimentos próprios médios e determinação de probabilidades de pertinência de estrelas aos aglomerados estudados (Dias et. al. [2] [3] [4]), também descobrindo novos aglomerados abertos (Alessi et. al. [5]) contribuindo para o conhecimento da amostra de aglomerados abertos conhecida na nossa Galáxia. Neste trabalho nós apresentamos os primeiros resultados de um estudo cinemático e fotométrico de uma amostra de aglomerados abertos com distância e idade desconhecidas. Trata-se de uma amostra de 850 aglomerados originalmente listados na versão 2.3 do catálogo DAML02. As probabilidades de pertinência das estrelas na região de cada aglomerado foram determinadas através de métodos estatísticos conhecidamente eficazes como (Vasilevskis e Rach [6], Sanders [7] e Zhao e He [8] aplicados aos movimentos próprios individuais UCAC2 (Zacharias et.al.[9]). Conseqüentemente, os movimentos próprios médios dos aglomerados também foram estimados. Utilizando apenas as estrelas membro e dados fotométricos 2MASS (Skrutskie et.al.[10]) construímos os diagramas cor-magnitude para cada aglomerado que nos permitiram estimar parâmetros fundamentais dos aglomerados como distâncias, excessos de cor nas bandas do infravermelho e idades. A determinação desses parâmetros envolve o ajuste de isócronas a seqüência principal do aglomerado e a partir de valores iniciais ajustamos essas curvas para a obtenção dos valores de distâncias, excessos de cor e idades. Desenvolvemos com o objetivo de fornecer esses valores preliminares, um programa que usa apenas as estrelas com Tipo Espectral identificado no SIMBAD. Portanto, neste trabalho determinamos movimentos próprios e probabilidades de pertinência para 319 aglomerados. Desses, 32 apresentaram solução para os parâmetros fundamentais (distância, excesso de cor e idade) e segundo nossas análises para os casos inéditos, 11 aglomerados encontram-se na vizinhança solar. Os erros envolvidos estimados são totalmente coerentes com os erros do catálogo DAML02.
Algoritmos de evolução temporal aplicados a sistemas acústicos unidimensionais
(2015-02-13) Bosquetti, Diógenes
Neste trabalho, estudamos a evolução temporal de pacotes de ondas gaussiano, propagando-se ao longo de hetero-estruturas clássicas. Estas hetero-estruturas apresentam características e propriedades semelhantes a diversas hetero-estruturas quânticas, as quais são exaustivamente estudadas. Estes sistemas têm recebido muito interesse nestes últimos anos, possibilitando uma melhor compreensão dos próprios sistemas quânticos, bem como o aparecimento de novos transdutores e sonares. Os pacotes de ondas propagam-se em meios que apenas permitem ondas longitudinais. Dentre a gama de sistemas unidimensionais abordados neste trabalho, destacamos o estudo de um emissor de pulsos acústicos, do problema do isolamento acústico de ambientes, enfatizando o problema da transmissão de um pacote de ondas incidindo normalmente em um sistema de dupla parede idêntica, com um meio absorvedor situado entre as paredes, e dos cristais acústicos unidimensionais lineares e não-lineares. Nos sistemas bidimensionais, existe o aparecimento de muitos efeitos que acontecem simultaneamente, como espalhamentos, difração, refração, reflexão e transmissão de ondas acústicas planas e esféricas. Destacamos o estudo de três problemas: 1) Espalhamento de uma onda por um disco não-rigido, com impedância acústica característica menor do que a do meio externo; 2) Propagação de um pulso em um sistema periódico de cilindros perfeitamente rígidos, formando um cristal clássico; 3) Propagação do pacote onda por uma guia perfeitamente rígida, de secção reta constante, a qual é cortada por uma outra guia retangular, de características semelhantes à primeira. A evolução temporal do pacote de ondas foi obtido através do desenvolvimento um novo algoritmo numérico. Este algoritimo é baseado na técnica do Split-Operator (SO), que é uma técnica de separação de operadores diferentes, situados no argumento de uma exponencial. Através deste novo algoritmo, foi ) possível estudar as propriedades dinâmicas de ondas de pressão em sistemas acústicos uni e bidimencionais, calculando a estrutura de bandas onde o método do PWE (do inglês plane-wave-expansion) apresenta fraca convergência ou falha. Comparando o nosso novo algoritimo com o método FDTD (fine difference time-domain method), usualmente utilizado em problemas de acústica, o método possui uma série de vantagens: 1) conserva o espaço de fase; 2) o SO é temporalmente inversível enquanto o FDTD não tem esta propriedade; 3) tem uma estabilidade numérica maior. Um método alternativo de evolução foi desenvolvido a partir do SO, quando consideramos aplicações consecutivas. Este método foi denominado de método Split-Operator Modificado (MSO). Este método tem as mesmas propriedades, porém dispende cerca de 20% menos de tempo computacional. Posteriormente, o método foi generalizado para incluir termos de dissipação e termos não-lineares
Algoritmos de otimização e criticalidade auto-organizada
(2007-09-28) Castro, Paulo Alexandre de
As teorias científicas surgiram da necessidade do homem entender o funcionamento das coisas. Novos métodos e técnicas são então criados com o objetivo não só de melhor compreender, mas também de desenvolver essas próprias teorias. Nesta dissertação, vamos estudar várias dessas técnicas (aqui chamadas de algoritmos) com o objetivo de obter estados fundamentais em sistemas de spin e de revelar suas possíveis propriedades de auto-organização crítica. No segundo capítulo desta dissertação, apresentamos os algoritmos de otimização: simulated annealing, algoritmo genético, otimização extrema (EO) e evolutivo de Bak-Sneppen (BS). No terceiro capítulo apresentamos o conceito de criticalidade auto-organizada (SOC), usando como exemplo o modelo da pilha de areia. Para uma melhor compreensão da importância da criticalidade auto-organizada, apresentamos vários outros exemplos de onde o fenômeno é observado. No quarto capítulo apresentamos o modelo de relógio quiral de p-estados que será nosso sistema de testes. No caso unidimensional, determinamos a matriz de transferência e utilizamos o teorema de Perron-Frobenius para provar a inexistência de transição de fase a temperaturas finitas a temperaturas finitas. Esboçamos os diagramas de fases dos estados fundamentais que obtivemos de maneira analítica e numérica para os casos de p = 2, 3, 4, 5 e 6, no caso numérico fazendo uso do algoritmo de Bak-Sneppen com sorteio (BSS). Apresentamos ainda um breve estudo do número de mínimos locais para o modelo de relógio quiral de p-estados, para os casos de p = 3 e 4. Por último, no quinto capítulo, propomos uma dinâmica Bak-Sneppen com ruído (BSR) como uma nova técnica de otimização para tratar sistemas discretos. O ruído é introduzido diretamente no espaço de configuração de spins. Conseqüentemente, o fitness (adaptabilidade) passa a assumir valores contínuos, num pequeno intervalo em torno do seu valor original (discreto). Os resultados dessa dinâmica indicam a presença de criticalidade auto-organizada, evidenciada pelo decaimento em leis de potências das correlações espacial e temporal. Também estudamos o método EO e obtivemos uma confirmação numérica de que sua dinâmica exibe um comportamento não crítico com alcance espacial infinito e decaimento exponencial das avalanches. Finalmente, para o modelo de relógio quiral, comparamos a eficiência das três dinâmicas (EO, BSS e BSR) no que tange às suas habilidades de encontrar o estado fundamental do sistema.
Alinhamento Iônico na fotoionização do átomo de hélio por luz polarizada
(2008-09-24) Ferreira, Cláudia Pio
Neste trabalho, descrevemos os conceitos de alinhamento e orientação baseados no formalismo de Fano e Macek e estudamos a fotoionização do estado fundamental do átomo de Hélio. Para isso usou-se uma função de onda aproximada obtida a partir da diagonalização do operador de Gailitis- Damburg. A anisotropia do sistema formado após a colisão foi caracterizada através do cálculo da densidade eletrônica do íon e através do tensor de alinhamento e do vetor de orientação. O comportamento destes parâmetros para as transições n? -> 1s e n->n-1 em função de n (número quântico principal do íon) foi graficado para as duas simetrias relevantes, 1P° e 3P°. Observamos que o alinhamento máximo do sistema, em relação ao eixo de maior simetria definido como sendo o eixo z ocorre no limite de Wannier (n-> ?). Nesta situação o elétron iônico se encontra ao longo do eixo z para a simetria 3 P° e perpendicular ao eixo z para a simetria 1 P°. Esse fenômeno é causado pela interação elétron-elétron
Ambiente de comunicação ao vivo com moderador e sistema de registro de atividades
(2008-04-10) Locateli, Angela Rosa
Com a rápida evolução tecnológica e o crescimento da aplicação de novas tecnologias digitais na educação - em especial em cursos a distância - o mais importante tem sido a criação de novos ambientes de aprendizagem que estimulam a interatividade, desenvolvem a capacidade de formular, de resolver questões e, acima de tudo, possibilitam a participação de forma colaborativa, embora estando fisicamente distante. A idéia de uma escola \"expandida\" visa atender a diversas áreas de ensino, entre elas a necessidade de treinamentos no setor corporativo para os profissionais que já estão no mercado de trabalho, a formação escolar para jovens e adultos que enfrentam dificuldades pela distância ou indisponibilidade de horário, ou mesmo a qualificação docente em grande demanda por aperfeiçoamento. Para atingir um nível bom de participação em encontros virtuais, faz-se necessário contar com tecnologias de comunicação e informação que medeiam a interação entre os envolvidos no processo de ensino. Afinal, a aprendizagem, que não é apenas individual mas coletiva, se baseia na convivência entre os participantes, na troca de informações entre eles. Quando um conteúdo é ministrado a distância, por meio da Internet, em videoconferência, permite-se criar um espaço ideal para uma colaboração distribuída. Por conta dessa necessidade, este trabalho apresenta um ambiente que oferece a comunicação por vídeo, voz e texto, para aulas ao vivo entre vários participantes, cuja participação é controlada pelo moderador, ao mesmo tempo em que conta com um sistema de registro de atividades para interação assíncrona. Além do ambiente desenvolvido, o trabalho introduz um breve estudo de conceitos envolvidos na videoconferência, as tecnologias disponíveis, bem como as utilizadas para o desenvolvimento deste projeto. Alguns resultados foram obtidos após realização de testes e utilização do ambiente, tal como a análise de desempenho a partir dos recursos disponíveis na rede.