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Background: Zika fever affects poor and vulnerable populations, presenting cycles observed in, at least 86 countries, with no vaccine prevention or treatment available. It is known that the genus Flavivirus causes Zika Virus (ZIKV), as Dengue and Yellow Fever, whose genetic material decodes, among other proteins, a series of non-structural (NS) proteins essential for viral replication, such as NS2B-NS3 protease. Additionally, chemical and biological systems are commonly studied using molecular modeling approaches allowing, among several other processes, to elucidate mechanisms of action, molecule reactivity and/or chemical properties and the design of new drugs. Thus, considering the in silico complexes between the biological target and the bioactive molecule, it is possible to understand better experimental results based on molecular properties, which are compared with the findings of the biological activity. Objective: Accordingly, this study aimed to present computational docking simulations of five previously reported active peptides against NS2B-NS3 protease of ZIKV and analyze some quantum chemical properties to identify the main contribution to improving the action. Methods: The compounds were described by Rut and coworkers (2017) and Hill and coworkers (2018), submitted to docking simulation in Gold software and quantum chemical properties calculations in Wavefunction Spartan software. Results: Total energy, electrophilicity index (ω) and energy gap (GAP) appeared to be the best properties to justify the peptide's biological activity. Moreover, the most promising compound (P1, Km 4.18 μM) had the best value of total energy (- 2763.04001 au), electrophilicity index (8.04 eV) and GAP (6.49 eV), indicating an energetically favorable molecule with good interaction with the target and, when compared to other peptides, presented moderate reactivity. P4 showed the highest electrophilicity index value (28.64 eV), which justified the interaction ability visualized in the docking simulation. However, its GAP value (4.24 eV) was the lowest in the series, suggesting high instability, possibly validating its low biological activity value (Km 19 uM). GAP was important to understand the chemical instability, and high values can promote damage to biological response. Conclusion: Furthermore, it was also noted that high electron affinity, related to the electrophilicity index, promoted electron-accepting characteristics, which was important to improve the biological activity of the peptides. A larger compound series must be studied to access features more precisely. However, these results have paramount importance in guiding future effort in this extremely-need health area.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The transesterification reactions have been used to produce biodiesel from triglycerides found in vegetable oils and animal fat. Another important reaction is the esterification, which takes advantage of raw materials containing high levels of free fatty acids to produce esters (biodiesel). Biodiesel replaces fully or partially the petro-diesel and it is a renewable product. However, the thermodynamics of the biodiesel production reactions need to be investigated. The present work aims to study the esterification and transesterification reactions, two important routes for obtaining biodiesel. Thermodynamic properties were estimated, such as enthalpies of formation and reaction, Gibbs free energy and the equilibrium constants of these reactions. Some methods of Gaussian 09W computational package were used, such as AM1 semi-empirical method, HF (Hartree-Fock) ab initio method, B3LYP, from density functional theory (DFT) and the compound methods CBS-QB3 (CBS family) and G2 (Gaussian-n family). Two group contribution methods were also applied: Joback method and Benson method. The results of these methods were compared between each other and between experimental values, considering the accuracy and computational cost of each method. The results showed that the group contribution methods have good prediction of enthalpies of formation. From calculation of the enthalpies of reaction by molecular modeling, it was found that the AM1 method has the lowest computational cost, but its accuracy is lower when compared to the experimental values of enthalpy. The HF and B3LYP computational costs are similar, but it was observed that the DFT method has a greater precision. Also, some molecules were simulated by G2 and CBS-QB3 methods and it was found an improvement in the prediction of the geometrical parameters and thermodynamic properties of molecules. The simulations showed that the esterification reactions of fatty acids are usually exothermic, and by calculating the equilibrium constants, it was observed that these reactions are favored with decrease of temperature. The molecular modeling was also used to study the transesterification reaction of oleic acid. In this case, the high computational cost committed to obtaining satisfactory results with more accurate methods. In general, molecular modeling revealed itself as an alternative for prediction of thermodynamic data, but the computational cost is a major factor when high accuracy is required. As reações de transesterificação vêm sendo utilizadas para a produção de biodiesel a partir dos triglicerídeos presentes em óleos vegetais e gordura animal. Outra reação importante é a reação de esterificação, a qual se aproveita de matérias-primas com elevados teores de ácidos graxos livres para produzir os ésteres (biodiesel). O biodiesel substitui total ou parcialmente o diesel de petróleo e é um produto renovável. No entanto, a termodinâmica das reações de produção deste combustível é pouco conhecida. O presente trabalho visa estudar reações de esterificação e transesterificação, duas rotas importantes para obtenção do biodiesel. Foram obtidas propriedades termodinâmicas como entalpias de formação e reação, energia livre de Gibbs e as constantes de equilíbrio químico destas reações. Alguns métodos do pacote computacional Gaussian 09W foram utilizados, como o método semi-empírico AM1, o método ab initio de HF (Hartree-Fock), o método B3LYP, da teoria do funcional de densidade (DFT) e os métodos compostos CBS-QB3 (família CBS) e G2 (família Gaussiann). Também foram aplicados dois métodos de contribuição de grupos: método de Joback e método de Benson. Os resultados destes métodos foram comparados entre si e a valores experimentais, considerando a precisão e o custo computacional de cada método. Pelos resultados observou-se que os métodos de contribuição de grupos são capazes de realizar boas predições de entalpias de formação. O cálculo das entalpias das reações pela modelagem molecular mostrou que o método AM1 possui o menor custo computacional, porém sua precisão é menor quando comparados aos valores de entalpia experimentais. Os métodos de HF e B3LYP possuem custos computacionais semelhantes, porém foi observada uma maior precisão do método DFT. Também foram simuladas algumas moléculas pelos métodos CBSQB3 e G2 e constatou-se uma melhoria na predição dos parâmetros geométricos e das propriedades termodinâmicas das moléculas. As simulações mostraram que as reações de esterificação de ácidos graxos são em geral exotérmicas, e através do cálculo da constante de equilíbrio, foi possível observar o favorecimento destas reações com a diminuição da temperatura. A modelagem molecular também foi usada no estudo da reação de transesterificação da trioleína. Neste caso, o alto custo computacional comprometeu a obtenção de resultados satisfatórios com métodos mais apurados. De forma geral, a modelagem molecular se mostrou como uma alternativa para predição de dados termodinâmicos, porém o custo computacional é um fator preponderante quando uma alta precisão é requerida. Mestre em Engenharia Química

PCSK9 gain-of-function (GOF) variants increase degradation of low-density lipoprotein receptor (LDLR) and are potentially associated with Familial Hypercholesterolemia (FH). This study aimed to explore the effects of PCSK9 missense variants on protein structure and interactions with LDLR using molecular modeling analyses and in vitro functional studies. Variants in FH-related genes were identified in a Brazilian FH cohort using an exon-target gene sequencing strategy. Eight PCSK9 missense variants in pro- [p.(E32K) and p.(E57K)], catalytic [p.(R237W), p.(P279T) and p.(A443T)], and C-terminal histidine-cysteine rich (CHR) [p.(R469W), p.(Q619P) and p.(R680Q)] domains were identified. Molecular dynamics analyses revealed that GOF variants p.(E32K) and p.(R469W) increased extreme motions in PCSK9 amino acid backbone fluctuations and affected Hbond and water bridge interactions between the pro-domain and CM1 region of the CHR domain. HEK293FT cells transfected with plasmids carrying p.(E32K) and p.(R469W) variants reduced LDLR expression (8.7 % and 14.8 %, respectively) compared to wild type (p 0.05) but these GOF variants did not affect PCSK9 expression and secretion. The missense variants p.(P279T) and p.(Q619P) also reduced protein stability and altered Hbond interactions. In conclusion, PCSK9 p.(E32K), p.(R469W), p.(P279T) and p.(Q619P) variants disrupt intramolecular interactions that are essential for PCSK9 structural conformation and biological activity and may have a potential role in FH pathogenesis.

Tyrosinase is an enzyme that participates in melanin biosynthesis. Therefore, it is considered a very important enzyme for some physiological processes, in addition, it is involved from the browning process of some fruits to Parkinson's neurodegeneration. Thus, kojic acid is an important metabolite that has the property of inhibiting the tyrosinase enzyme in relation to the production of melanin. Thus, kojic acid is widely used in medicine, thus characterizing itself as important for certain types of treatments. Therefore, in this project we use molecular modeling approaches to analyze kojic acid derivatives, a molecular target against the tyrosinase enzyme, initially the optimization and parameterization were performed using the semi-empirical PM3 method. Subsequently, the methods were optimized by the TFD method, then using the MVD computer program, the energy calculations for the molecules were performed. Taking as a guide for the definition of structural parameters the Tropolone structure for computational analyzes targeting kojic acid and its derivatives. Thus, the results obtained in the simulations reached satisfaction. Based on the energy values obtained through the analysis, derivatives 2,3,8 and 9 are suggested as potential candidate molecules for tyrosine inhibitors. La tirosinasa es una enzima que participa en la biosíntesis de melanina. Por ello, se considera una enzima muy importante para algunos procesos fisiológicos, además, interviene desde el proceso de pardeamiento de algunas frutas hasta la neurodegeneración del Parkinson. Así, el ácido kójico es un metabolito importante que tiene la propiedad de inhibir la enzima tirosinasa en relación con la producción de melanina. Así, el ácido kójico es ampliamente utilizado en medicina, caracterizándose así como importante para cierto tipo de tratamientos. Por lo tanto, en este proyecto utilizamos enfoques de modelado molecular para el análisis de derivados del ácido kójico, un objetivo molecular contra la enzima tirosinasa, inicialmente la optimización y parametrización se realizaron utilizando el método semiempírico PM3. Posteriormente, los métodos fueron optimizados por el método TFD, luego, utilizando el programa informático MVD, se realizaron los cálculos de energía para las moléculas. Teniendo como guía para la definición de parámetros estructurales la estructura de la Tropolona para los análisis computacionales con vistas al ácido kójico y sus derivados. Así, los resultados obtenidos en las simulaciones alcanzaron la satisfacción. Con base en los valores de energía obtenidos a través de los análisis, los derivados 2,3,8 y 9 se sugieren como moléculas candidatas potenciales para inhibidores de tirosina. A tirosinase é uma enzima que participa da biossíntese da melanina. Logo, é considerada uma enzima muito importante para alguns processos fisiológicos, além disso, está envolvida desde o processo de escurecimento de algumas frutas até a neurodegeneração do Parkinson. Assim, o ácido kójico é um importante metabólito que possui a propriedade de inibição da enzima tirosinase em relação a produção de melanina. Com isso, o ácido kójico é muito utilizado na medicina, caracterizando-se dessa forma como importante para certos tipos de tratamentos. Sendo assim, neste projeto utilizamos abordagens de modelagem molecular para análises de derivados do ácido kójico, alvo molecular contra a enzima tirosinase, inicialmente a otimização e parametrização foram realizadas através do método semi-empírico PM3. Posteriormente os métodos foram otimizados pelo método TFD, em seguida utilizando o programa computacional MVD foi realizado os cálculos de energia para as moléculas. Tendo como guia para a definição de parâmetros estruturais a estrutura do Tropolone para as análises computacionais visando o ácido kójico e seus derivados. Dessa forma, os resultados obtidos nas simulações chegaram à satisfação. Baseado nos valores de energia obtidos através das análises, os derivados 2,3,8 e 9 são sugeridos como moléculas potenciais candidatos a inibidores da tirosina.

Submitted by Jakeline Ortega (jakortega@unoeste.br) on 2022-02-25T20:34:03Z No. of bitstreams: 2 Helen Brambila Jorge Pareja.pdf: 1931149 bytes, checksum: 94a92260c84a50fbfcfe9fa35120508b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Made available in DSpace on 2022-02-25T20:34:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Helen Brambila Jorge Pareja.pdf: 1931149 bytes, checksum: 94a92260c84a50fbfcfe9fa35120508b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2022-01-10 Background: Colorectal cancer new cases affects about 1.8 million worldwide and the conventional treatments are often resistant. There are several factors related to treatment failures, including the mutation of p53 enzyme, that is involved in 50% of cases, causing the loss of its functionality as a tumor suppressor. Objectives: this work aimed to search new inhibitors for the mutant p53. Methods: The molecular modeling methodology were employed: i) the virtual screening in Sistemat-X database, ii) the molecular docking to calculate the interaction energy between the compounds found and the enzyme. Results: The virtual screening using 6,7-dihydro[1,4]dioxino[2,3-f][1,3]benzothiazol-2-amine fragments as a template, resulted in 216 analogous compounds that were submitted to Lipink's rule, and 127 compounds were approved. These compounds were docked with the mutant p53 using the iGEMDOCK program and the 20 best results, with the best binding energies, were submitted to molecular dynamics. The results indicated that the molecules have a good binding capacity, the molecules 1 and 128 showed the greater stability in hydrogen bonds, hydrophobic and van der Waals interactions. The flavonoids-derived compounds position interacts similarly to the thiazole ring of 6,7-dihydro[1,4]dioxino[2,3-f][1,3]benzothiazol-2-amine. Conclusion: The docking energies and the dynamics studies indicated that the compounds found through the virtual search can bind to the active site of the mutant p53, as well as to other enzymes involved in carcinogenic processes, consequently, being potential CCR inhibitors. Antecedentes: O câncer colorretal atinge cerca de 1.8 milhões de novos casos no mundo e os tratamentos convencionais frequentemente apresentam resistências. São diversos os fatores relacionados aos insucessos no tratamento, dentre o qual a mutação da enzima p53, envolvida em 50% dos casos, ocasionando a perda de sua funcionalidade como supressora tumoral. Objetivo: este trabalho teve o intuito de pesquisar novos inibidores para a p53 mutante. Metodologia: As metodologias de modelagem molecular que foram empregadas: i) a busca virtual no banco de dados Sistemat-X ii) o acoplamento molecular para avaliar a energia de interação entre os compostos encontrados e a enzima. Resultados: A busca virtual utilizando fragmentos da 6,7-diidro[1,4]dioxino[2,3-f][1,3]benzotiazol-2-amina como molde, resultou em 216 compostos análogos que foram submetidos ao teste de Lipink´s, sendo aprovados 127 compostos. Estes foram ancorados com a p53 mutante com o emprego do programa iGEMDOCK e os 20 melhores resultados, com as melhores energias de ligação, foram submetidos aos cálculos de dinâmica molecular. Os resultados indicaram que as moléculas possuem boa capacidade de ligação, sendo que os ligantes 1 e 128 apresentaram maior estabilidade nas ligações de hidrogênio, interações hidrofóbicas e de van der Waals. A posição dos compostos derivados de flavonóides interagem similarmente ao anel tiazol do 6,7-diidro[1,4]dioxino[2,3-f][1,3]benzotiazol-2-amina. Conclusão: As energias do docking e os estudos de dinâmica indicaram que os compostos encontrados através da busca virtual podem se ligar ao sítio ativo da p53 mutante, bem como à outras enzimas envolvidas em processos carcinogênicos, consequentemente, podendo ser potenciais inibidores do CCR.

Agradecimentos: This work was financed by the São Paulo Research Foundation (FAPESP) (Grants 2017/09214-4 and 2018/09304-6). The authors thank the Food Chemistry Laboratory (FEA/UNICAMP) for chromatographic analysis (FAPESP multiuser equipment: grants 2018/03822-5 and 2018/23752-1). This research used facilities of the Brazilian Biosciences National Laboratory (LNBio), part of the Brazilian Centre for Research in Energy and Materials (CNPEM), a private non-profit organization under the supervision of the Brazilian Ministry for Science, Technology, and Innovations (MCTI). The Spectroscopy and Calorimetry facility staff is acknowledged for the assistance during DSC experiments (proposal LEC-28144). Also, this research used facilities of the Brazilian Biorenewables National Laboratory (LNBR), part of CNPEM as well. The Macromolecules facility staff is acknowledged for the assistance during CD experiments (proposal MAC-28004). Abstract: Whey proteins are versatile molecules with great nutritional value and multiple functionalities. One of these functionalities is the ability to bind and protect bioactive compounds. Lutein and folic acid (FA) are bioactive molecules with a remarkable relevance for developing functional foods. FA contributes in preventing the occurrence of neural tube defects during the early stages of life, while lutein is a macular pigment that contributes to the development of the retina. In this context, the aim of this work was to evaluate the ability of the main whey proteins, ß-lactoglobulin and a-lactalbumin, to simultaneously bind FA and lutein. The binding was evaluated through intrinsic fluorescence quenching and molecular docking, and the impact of the binding on the secondary structure and denaturation temperature of the proteins were also evaluated through circular dichroism and differential scanning calorimetry, respectively. Both proteins had similar behavior on the performed analyses. The multi-binding ability of ß-lactoglobulin and a-lactalbumin to FA and lutein was observed. The presence of the first ligand slightly reduced the association constant between the second one and the proteins; in particular for the binding of lutein in the presence of FA (reduction of around 36%–38% on the KSV values). Molecular docking indicated that both ligands interact, preferentially, on the same region of the studied protein structures. The secondary structure of the proteins, as well as their denaturation temperatures were inimally impacted by the presence of these ligands, themselves. Our results may contribute to the development of multi-functional protein-rich food products FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - FAPESP Fechado

Neglected tropical diseases (NTDs), which include leishmaniasis, Chagas disease, human African trypanosomiasis (HAT), and schistosomiasis, remain public health problems in developing countries, as highlighted in the 2021-2030 WHO Roadmap on NTDs. This agenda sets the challenges for the control and elimination of NTDs by 2030. Fortunately, NTD drug discovery has shifted from traditional to modern strategies combining medicinal chemistry, phenotypic and molecular assays, multiparameter optimization, structural biology, and omics approaches. Structure- and ligand-based drug design have fostered NTD drug discovery by enabling data-driven molecular optimization, expansion to previously inaccessible chemical spaces, and knowledge building from biological data. These efforts have integrated parasite biology and medicinal chemistry to advance drug discovery in this key area of global health.

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq Taking into account potential bioactive, photophysical and redox-active properties of N-heterocycles and of their N-oxides, a 40 inedit benzofuroxan- or 2,2-dimethyl-2H-benzimidazole-1,3-dioxide- bound 1,2,3-triazolyl-1,2,4-oxadiazoles library was prepared. Employing TBTU as a reagent and DBU as base resulted in a one-pot synthesis with satisfactory yields (49-93%) at room temperature, and in easy purification of the products, followed by characterization by means of 1H and 13C NMR, HRMS and X-ray diffraction. Two examples were reactive towards thiophenol, suggesting that interaction with thiols in biological medium is possible. In both situations, thiophenol was oxidized to its corresponding disulphide, the benzofuroxan derivative displaying selectivity for basic medium. One resulting ortho-dioxime was isolated and characterized, as well as a benzofurazan, its decomposition product. In silico studies at DFT level helped the understanding of benzofuroxan derivatives tautomerization, their geometry and their HOMO and LUMO orbitals. Molecular docking procedures estimated promising interactions between some compounds and the main protease of SARS-CoV-2. Moreover, antimicrobial, cytotoxicity and photophysical/ electrochemical properties of the compounds were carried out in collaboration with other research groups. Tendo em mente potenciais propriedades bioativas, fotofísicas e redox-ativas de N-heterociclos e de N-óxidos heterocíclicos, sintetizou-se uma biblioteca de 40 compostos inéditos derivados de 1,2,3-triazolil-1,2,4-oxadiazóis conectados a uma unidade benzofuroxano ou 1,3-dióxido de 2,2-dimetil-2H-benzimidazol. A utilização do reagente TBTU e da base DBU resultou em uma síntese one-pot com rendimentos satisfatórios (49 – 93 %) à temperatura ambiente, e de fácil purificação dos produtos, os quais foram caracterizados por RMN de 1H e de 13C, por HRMS e por difração de raios-X. Dois exemplos foram reativos frente ao tiofenol, sugerindo que uma interação com tióis em meio biológico é possível. Nos dois casos, houve oxidação do tiofenol ao respectivo dissulfeto, sendo que o derivado de benzofuroxano apresentou seletividade para reação em meio básico. Uma orto-dioxima resultante foi isolada e caracterizada, bem como um benzofurazano, seu produto de degradação. Estudos in silico a nível de DFT auxiliaram na compreensão da tautomerização dos derivados de benzofuroxano, de sua geometria e dos orbitais HOMO e LUMO dos compostos. Procedimentos de Ancoragem Molecular estimaram interações promissoras entre alguns compostos e a protease principal do SARS-CoV-2. Por fim, procedeu-se com a avaliação antimicrobiana, de citotoxicidade e de propriedades fotofísicas e eletroquímicas dos compostos em parceria com outros grupos de pesquisa.

Submitted by Pâmela CTC/E (pamela.flegr@uerj.br) on 2022-01-05T19:10:43Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO - CAIO DAFLON MARTINS - 2021 - COMPLETO PDF.pdf: 4504984 bytes, checksum: 2d474b2420811e8f6ab9be2430942164 (MD5) Made available in DSpace on 2022-01-05T19:10:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO - CAIO DAFLON MARTINS - 2021 - COMPLETO PDF.pdf: 4504984 bytes, checksum: 2d474b2420811e8f6ab9be2430942164 (MD5) Previous issue date: 2021-11-21 The market for polymeric materials has been increasingly promising, especially due to the wide variety of applications and low cost. However, as demand grows, so does the demand for environmentally friendly products from renewable sources. The objective of this Dissertation was to use molecular modeling, through the AM1 semi-empirical method, for a better theoretical understanding and validation of the experiments carried out in the works of Bezerra et al. (2013 a and b), Saboya (2014), Campbell (2016) and Da Costa et al. (2017 a and b). In these investigations, natural rubber (NR) and styrene-butadiene copolymer (SBR) were processed as pure gums (without the presence of filler) using a conventional vulcanization system, where stearic acid was replaced by vegetables oils (peanut oil, coconut oil and linseed oil) and beeswax. The data showed that coconut oil, rich in lauric acid, had the best performance as an activator of the vulcanization system. O mercado para os materiais poliméricos tem sido cada vez mais promissor, sobretudo pela grande variedade de aplicações e pelo baixo custo. No entanto, à medida que a demanda cresce, aumenta também a procura por produtos ambientalmente corretos e de origem renovável. O objetivo desta dissertação foi utilizar a modelagem molecular, através do método semiempírico AM1, para uma melhor compreensão teórica e validação dos experimentos conduzidos nos trabalhos de Bezerra et al. (2013 a e b), Saboya (2014), Campbell (2016) e Da Costa et al. (2017 a e b). Nestas investigações, a borracha natural (NR) e o copolímero de estireno-butadieno (SBR) foram processados na forma de gomas puras (sem a presença de carga) usando-se um sistema de vulcanização convencional, onde o ácido esteárico foi substituído por óleos vegetais (óleo de amendoim, óleo de coco e óleo de linhaça) e cera de abelha. Os dados apontaram que o óleo de coco, rico em ácido láurico, foi o de melhor desempenho como ativador do sistema de vulcanização.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq A tuberculose é um problema de saúde mundial provocado pelo Mycobacterium tuberculosis e agravado pelos mecanismos de resistência que essa bactéria desenvolve contra os fármacos utilizados no tratamento. Assim, torna-se crucial o desenvolvimento de fármacos capazes de eliminar as cepas multirresistentes, caracterizadas por aquelas que possuem resistência aos fármacos mais importantes: rifampicina e isoniazida. Desse modo, este trabalho tem o objetivo de realizar um estudo estrutural e energético das interações dos ligantes kanglemicina e rifampicina em complexo com a RNA Polimerase; e de BDM72201, BDM72719, BDM76060 e BDM76150 com repressor transcricional EthR2, como forma de potencializar a atuação da etionamida. Utilizando dados cristalográficos desses sistemas, foram realizados cálculos das interações de cada ligante com seus respectivos receptores dentro da abordagem da teoria do funcional da densidade, e a energia de ligação de cada molécula com os aminoácidos constituintes do sítio de ligação pôde ser obtida empregando o método de fracionamento molecular com capas conjugadas. Desse modo, os resultados demonstraram que a kanglemicina é capaz de se ligar à RNA polimerase da mesma forma da rifampicina, possuindo energia total de -63,61 Kcal/mol e -65,68 Kcal/mol, respectivamente, além de compartilharem 79 resíduos no sítio de ligação. Na presença da mutação S447L, frequentemente associada à resistência à rifampicina, a kanglemicina continua mantendo a forte interação com seu alvo, gerando uma energia global de -64,00 Kcal/mol. Os componentes BDM72201, BDM72719, BDM76060 e BDM76150 compartilham 68 resíduos do mesmo sítio de ligação. BDM72201 e BDM72719 se fixam de forma mais fraca ao sítio, apresentando energias de -19,56 Kcal/mol e - 21,56 Kcal/mol, respectivamente; enquanto que BDM76060 (-65,88 Kcal/mol) e BDM76150 (-66,13 Kcal/mol) produzem ligações mais fortes e possuem maior potencial para atuarem como inibidores de EthR2. Portanto, ficou evidenciado que a kanglemicina possui grande potencial para ser inserida na prática clínica como um substituinte da rifampicina e o ligante BDM76150 como potencializador da etionamida. Tuberculosis is a worldwide health problem caused by Mycobacterium tuberculosis and aggravated by the resistance mechanisms developed by this bacterium against the drugs used in its treatment. Thus, the development of drugs capable of eliminating multidrug-resistant strains, characterized by those that have resistance to the most important drugs - rifampicin and isoniazid - becomes crucial. Thereby, this work aims to perform a structural and energetic study of the kanglemycin and rifampicin interactions in complex with RNA Polymerase; also BDM72201, BDM72719, BDM76060 and BDM76150 with the transcriptional repressor EthR2, as a way to boost the action of ethionamide. Using crystallographic data from these systems, calculations of the interactions of each ligand with their respective receptors were performed within the density functional theory (DFT), and the binding energy of each molecule with the amino acid constituents of the binding site was obtained by applying the molecular fractionation with conjugate caps (MFCC). Thus, results showed that kanglemycin is able to bind to RNA polymerase in the same way as rifampicin, having -63.61 Kcal/mol and -65.68 Kcal/mol total energy, respectively, and sharing 79 residues at the binding site. In the presence of the S447L mutation, often associated with rifampicin resistance, kanglemycin maintains its strong interaction with its target, generating an overall energy of -64.00 Kcal/mol. BDM72201, BDM72719, BDM76060 and BDM76150 components share 68 residues of the same binding site. BDM72201 and BDM72719 attach to the site in a weaker way, showing energies of -19.56 Kcal/mol and -21.56 Kcal/mol, respectively; whereas BDM76060 (- 65.88 Kcal/mol) and BDM76150 (-66.13 Kcal/mol) produce stronger binding and have greater potential to act as EthR2 inhibitors. Therefore, it was evidenced that kanglemycin has great potential to be inserted into clinical practice as a rifampicin substitute and the BDM76150 as an ethionamide booster.

Submitted by Neusa Fagundes (neusa.fagundes@unioeste.br) on 2021-11-09T14:19:31Z No. of bitstreams: 2 Allana_Martins2021.pdf: 3215354 bytes, checksum: 6ae60b8076d22868214a2893b60cabc0 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Made available in DSpace on 2021-11-09T14:19:31Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Allana_Martins2021.pdf: 3215354 bytes, checksum: 6ae60b8076d22868214a2893b60cabc0 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2021-09-03 Serotonin (5-HT) receptors are part of a family, the 5HT2 subfamily is divided into 2A, 2B and 2C receptors. The 2A receptor has high affinity for the atypical antipsychotic drugs clozapine, risperidone, and olanzapine and is believed to play a role in the therapeutic activity of these drugs. Currently, new therapeutic strategies are needed that offer faster onset of action with fewer side effects and, therefore, greater efficacy in a greater proportion of patients with neuropsychological disorders. Autism spectrum disorder (ASD) is a neurodevelopmental disorder characterized by deficits in social interaction and communication, as well as the presence of restricted or repetitive behaviors and interests. Currently, several therapeutic targets have been described as associated with main or peripheral symptoms of this framework. However, so far, the few drug interventions aim to control certain associated symptoms, such as seizures, anxiety, irritation, lack of sleep, and others. In most cases, these are drugs commonly used in neuropsychiatry, such as anxiolytics, anticonvulsants, etc., used off-label, such as risperidone. Risperidone primarily targets the 5-HT2AR and D2R receptors, where it acts as an antagonist. However, this drug, although useful (or potentially useful), was originally and specifically developed for the treatment of autistic people. Thus, this work had as main objective to study a set of compounds selected from the literature, which were used in the identification of hit compounds possible candidates for antipsychotics that act as 5-HT2A receptor blockers. Based on these sets, computer-aided drug planning studies were carried out (molecular modeling, structure-activity relationship, pharmacophoric modeling and virtual screening), in addition to Molecular Dynamics simulation studies. The approach used led to the identification of compounds that were shown, in the DM simulations, to be stable at the binding site, capable of maintaining interactions with amino acid residues important for inhibition, similarly to risperidone. These results indicate a possibility that these compounds exhibit an antagonistic effect on the 5HT2A receptor. These compounds then become candidates for biological tests aiming at confirming the results obtained. Os receptores de serotonina (5-HT) fazem parte de uma família, a subfamília 5HT2 é dividida nos receptores 2A, 2B e 2C. O receptor 2A tem alta afinidade para os fármacos antipsicóticos atípicos clozapina, risperidona e olanzapina e acredita-se que tenha um papel na atividade terapêutica desses fármacos. Atualmente, são necessárias novas estratégias terapêuticas que ofereçam início de ação mais rápido com menos efeitos colaterais e, assim, maior eficácia em uma proporção maior de pacientes com distúrbios neuropsicológicos.O transtorno do espectro autista (TEA) é um distúrbio de neurodesenvolvimento caracterizado por déficits na interação social e comunicação, assim como a presença de comportamentos e interesses restritos ou repetitivos. Atualmente, vários alvos terapêuticos já foram descritos como associados a sintomas principais ou periféricos deste Quadro. Porém, até o momento, as poucas intervenções medicamentosas visam o controle de determinados sintomas associados, como convulsões, ansiedade, irritação, falta de sono, e outros. Na maioria dos casos, são medicamentos utilizados comumente na neuropsiquiatria, como ansiolíticos, anticonvulsivantes, etc, utilizados de modo off label, como a risperidona. A risperidona tem como alvos principais os receptores 5-HT2AR e D2R, locais onde age como antagonista. Porém, este fármaco, embora útil (ou potencialmente útil), foi originalmente e especificamente desenvolvido para o tratamento de pessoas autistas. Assim, este trabalho teve como objetivo principal estudar um conjunto de compostos selecionado da literatura, que foram empregados na identificação de compostos hits possíveis candidatos a antipsicóticos que atuam como bloqueadores do receptor 5-HT2A. A partir destes conjuntos, foram realizados estudos de planejamento de fármacos auxiliado com computador (modelagem molecular, relação estrutura atividade, modelagem farmacofórica e triagem virtual), além de estudos de simulação de Dinâmica Molecular (DM). A abordagem utilizada levou a identificação de compostos que se mostraram, nas simulações de DM, estáveis no sítio de ligação, capazes de manter as interações com os resíduos de aminoácidos importantes para a inibição, de modo similar a risperidona. Esses resultados indicam uma possibilidade desses compostos exibirem um efeito antagonista sobre o receptor 5HT2A. Estes compostos passam então a ser candidatos a ensaios biológicos visando a confirmação dos resultados obtidos.

O HIV é um vírus que afeta mais de 37 milhões de pessoas em todo o mundo, onde apenas 23,3 milhões recebiam tratamento retroviral em 2018, de acordo com a OMS, apenas 62% recebiam tratamento anti-HIV. Muitos grupos de pesquisa estão em busca de novos medicamentos para tratar e combater infecções crônicas causadas pelo vírus no corpo. Entre esses alvos estão três enzimas envolvidas no ciclo de vida do HIV: a transcriptase reversa, que é uma enzima responsável pela biossíntese do DNA viral do corpo. O RNA do vírus, a enzima protease responsável pela clivagem do DNA viral em unidades menores e funcionais, e a integrase, que é uma enzima responsável pela integração dessas unidades menores e funcionais no DNA dos linfócitos T CD4 +, dando a possibilidade de multiplicação retroviral e morte prematura. dessas células de defesa, cuja diminuição da concentração no organismo, deixa o infectado suscetível à doença oportunista devido à síndrome da imunodeficiência adquirida. Por conta disso, muitas pesquisas objetivam inibir uma dessas enzimas para tentar combater a progressão da AIDS, esta pesquisa teve como objetivo verificar através de técnicas in silico a possível atividade inibitória de um conjunto de derivados 2-aminotiofênicos contra essas três enzimas. , conceitos de planejamento racional de medicamentos, como triagem virtual e modelagem molecular, foram empregados, usando diferentes ferramentas computacionais como modelos de predição, taxa de absorção baseada na área topológica total, violação da regra de Lipinski, docking molecular e análise. de metabólitos hepáticos. Após todas as análises foi possível concluir que 07 compostos dos 180 inicialmente testados poderiam ter atividade potencial contra o HIV-1 com baixo efeito toxicológico. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES O HIV é um vírus que afeta mais de 37 milhões de pessoas em todo o mundo, onde apenas 23,3 milhões recebiam tratamento retroviral em 2018, de acordo com a OMS, apenas 62% recebiam tratamento anti-HIV. Muitos grupos de pesquisa estão em busca de novos medicamentos para tratar e combater infecções crônicas causadas pelo vírus no corpo. Entre esses alvos estão três enzimas envolvidas no ciclo de vida do HIV: a transcriptase reversa, que é uma enzima responsável pela biossíntese do DNA viral do corpo. O RNA do vírus, a enzima protease responsável pela clivagem do DNA viral em unidades menores e funcionais, e a integrase, que é uma enzima responsável pela integração dessas unidades menores e funcionais no DNA dos linfócitos T CD4 +, dando a possibilidade de multiplicação retroviral e morte prematura. dessas células de defesa, cuja diminuição da concentração no organismo, deixa o infectado suscetível à doença oportunista devido à síndrome da imunodeficiência adquirida. Por conta disso, muitas pesquisas objetivam inibir uma dessas enzimas para tentar combater a progressão da AIDS, esta pesquisa teve como objetivo verificar através de técnicas in silico a possível atividade inibitória de um conjunto de derivados 2-aminotiofênicos contra essas três enzimas. , conceitos de planejamento racional de medicamentos, como triagem virtual e modelagem molecular, foram empregados, usando diferentes ferramentas computacionais como modelos de predição, taxa de absorção baseada na área topológica total, violação da regra de Lipinski, docking molecular e análise. de metabólitos hepáticos. Após todas as análises foi possível concluir que 07 compostos dos 180 inicialmente testados poderiam ter atividade potencial contra o HIV-1 com baixo efeito toxicológico.

Orientador: Yuji Takahata, Antonia Tavares do Amaral Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica Doutorado

In silico prediction of ADMET is an important component of pharmaceutical R&D. Last year, the FDA approved 59 new molecular entities, with small molecules comprising 64% of the therapies approved in 2018. Estimation of pharmacokinetic properties in the early phases of drug discovery has been central to guiding hit-to-lead and lead-optimization efforts. Given the outstanding complexity of the current R&D model, drug discovery players have intensely pursued molecular modeling strategies to identify patterns in ADMET data and convert them into knowledge. The field has advanced alongside the progress of chemoinformatics, which has evolved from traditional chemometrics to advanced machine learning methods.

The insertion of irrigated perimeters and the intensive use of pesticides made the Baixo Jaguaribe region one of the most critical areas of agribusiness in Ceará. However, the excessive use of pesticides has been associated with increased cases of premature births, congenital malformations and mainly neoplasms, especially penile cancer. Objective: To characterize in silico the pesticides of the triazine group used in the Jaguaribe-Apodi Irrigated Perimeter in the Baixo Jaguaribe region to investigate the relationship between penile cancer associated with the use of pesticides. Methodology: It was given through molecular modeling using Classical Force Field (MMF94) to obtain more stable structures and physicochemical properties and molecular docking to elucidate the possible inhibition between ligand (triazine)-protein (p53). Results: The electronic and structural characterization established that the pesticides of the triazine group are soluble and have no rotation, their double bonds are derived from the heterocyclic ring in their conformations and the stability energies are relatively high. Conclusions: Regarding molecular docking, ametryn and atrazine are likely to initiate a carcinogenic response to workers in the Jaguaribe-Apodi Irrigated Perimeter, i.e., penile cancer, while cyromazine ligand shows no interactions with p53 protein; thus, it does not act with inhibitory potency. La inserción de perímetros irrigados y el uso intensivo de agrotóxicos hicieron de la región del Bajo Jaguaribe una de las áreas más críticas del agronegocio cearense. Sin embargo, el uso excesivo de agrotóxicos ha sido asociado al aumento de casos de partos prematuros, malformaciones congénitas y principalmente neoplasias, especialmente cáncer peniano. Objetivo: Caracterizar in silico los agrotóxicos del grupo triazina utilizados en el Perímetro Irrigado Jaguaribe-Apodi en la región del Bajo Jaguaribe para investigar la relación entre cáncer peniano asociado al uso de agrotóxicos. Metodología: Fue dado a través de modelado molecular utilizando el Campo de Fuerza Clásico (MMF94) para obtener estructuras más estables y propiedades fisicoquímicas y docking molecular para dilucidar la posible inhibición entre la proteína ligante (triazinas) (p53). Resultados: La caracterización electrónica y estructural estableció que los pesticidas del grupo triazina son solubles y no tienen rotación, sus enlaces dobles se derivan del anillo heterocíclico en sus conformaciones y las energías de estabilidad son relativamente altas. Conclusiones: En relación al acoplamiento molecular, la ametrina y la atrazina son susceptibles de iniciar una respuesta carcinogénica a los trabajadores en el perímetro irrigado de Jaguaribe-Apodi, es decir, cáncer peniano, mientras que el ligando de ciromazina no presenta interacciones con la proteína p53; así no actúa con potencia inhibitoria. A inserção de perímetros irrigados e o uso intensivo de agrotóxicos fizeram da região do Baixo Jaguaribe uma das áreas mais críticas do agronegócio cearense. No entanto, o uso excessivo de agrotóxicos tem sido associado ao aumento de casos de partos prematuros, malformações congênitas e principalmente neoplasias, especialmente câncer peniano. Objetivo: Caracterizar in silico os agrotóxicos do grupo triazina utilizados no Perímetro Irrigado Jaguaribe-Apodi na região do Baixo Jaguaribe para investigar a relação entre câncer peniano associado ao uso de agrotóxicos. Metodologia: Foi dado através de modelagem molecular utilizando o Campo de Força Clássico (MMF94) para obter estruturas mais estáveis e propriedades físico-químicas e docking molecular para elucidar a possível inibição entre a proteína-ligante (triazinas) (p53). Resultados: A caracterização eletrônica e estrutural estabeleceu que os pesticidas do grupo triazina são solúveis e não têm rotação, suas ligações duplas são derivadas do anel heterocíclico em suas conformações e as energias de estabilidade são relativamente altas. Conclusões: Em relação ao acoplamento molecular, a ametrina e a atrazina são susceptíveis de iniciar uma resposta carcinogênica aos trabalhadores no perímetro irrigado de Jaguaribe-Apodi, isto é, câncer peniano, enquanto o ligante de ciromazina não apresenta interações com a proteína p53; assim não atua com potência inibitória.

Orientador: Kleber Gomes Franchini Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A via de sinalização da Calcineurina (Cn), uma fosfatase dependente de cálcio, desempenha papel chave no desenvolvimento, na hipertrofia e no remodelamento patológico do coração. A Calcineurina é negativamente regulada pelas Calsarcinas (CS), uma família de proteínas específicas do músculo estriado, que interagem diretamente com Cn. No entanto, os mecanismos moleculares de inibição de Cn por CS permanecem obscuros. Compreender a estrutura do complexo Cn:CS é fundamental para desvendar esse mecanismo de regulação. Neste trabalho foram combinados ensaios bioquímicos, crosslinking químico acoplado à Espectrometria de Massas (experimentos de MS / MS), análise mutacional e uma estratégia de modelagem computacional para a caracterização estrutural do complexo CnA:CS1 (isto é, constituído pela subunidade A de Cn e a isoforma 1 de CS, ambas murinas). O complexo recombinante foi submetido a crosslinking químico, tripsinizado e analisado por LC-MS/MS. Os dados obtidos foram utilizados em um docking in silico dos modelos de ambos os polipeptídeos, gerando várias poses para o complexo. As poses de menor energia de ligação foram agrupadas de acordo com semelhança estrutural e submetidas à simulação de dinâmica molecular. A superfície de interação identificada em CnA abrangeu as ?-hélices 1, 3 e loops vizinhos, enquanto a superfície correspondente de CS1 compreendeu os loops carboxiterminais das regiões Leu179-Phe185, Phe195-Ser199 e Thr250-Leu264. Notavelmente, a superfície de interação de CnA situa-se muito próxima à folha-? 14, o principal sítio de ligação do motivo PxIxIT do fator de transcrição NFAT, importante efetor da Calcineurina. Experimentos realizados com vários mutantes de CnA (FLAG- CnA) e CS1 (myc -CS1 ) foram utilizados para validar o modelo estrutural do complexo CnA:CS1. Os resíduos Lys40 (CnA) e Glu254 (CS1) foram identificados como críticos para a estabilidade do complexo. O modelo gerado neste estudo apoia a hipótese de que CS1 interage com um sítio alostérico para inibir a atividade de CnA Abstract: Signaling by the calcium-dependent phosphatase calcineurin (Cn) plays key roles in regulating cardiac development, hypertrophy, and pathological remodeling. Cn binds to and is negatively regulated by calsarcins (CS), a family of muscle-specific proteins. However, the molecular mechanisms involved in the inhibition of Cn by CS remain unclear. Understanding the architecture and structure of Cn-CS complex is critical to unravel the regulation of Cn by CS. Here we combined biochemical assays, chemical crosslinking coupled to mass spectrometry experiments (MS/MS), mutational analysis and a modeling strategy for structural characterization of CnA-CS1 assembly. The MS/MS data obtained from the cross-linked peptides of both proteins were used to guide an in silico docking of their polypeptide models. The protein complex models with the smallest estimated binding energy were clustered according to structural similarity and submitted to molecular dynamics simulation. The interacting surface of CnA was mapped in a pocket between the 1st and 3rd ?-helixes and surrounding loops, while the corresponding surface of CS1 was mapped to the carboxyterminal loops within the Leu179-Phe185, Phe195-Ser199 and Thr250-Leu264 regions. Notably, the region of CnA that interacts with CS1 was found to be located in close proximity, but not coincident, to the ?-sheet 14, the main binding site for the PVIVIT sequence of NFAT. Experiments performed with several CnA (FLAG-CnA) and CS1 (myc-CS1) mutants were used to validate the structural model of the CnA-CS1 assembly. The Lys40 (CnA) and Glu254 (CS1) residues were identified as critical for the complex stability. The model that emerges from this study supports the notion that CS1 interacts with an allosteric site to inhibit the activity of CnA Doutorado Bioquímica Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Submitted by Samique Kyene de Carvalho Araujo Camargo (samique.kyene@unesp.br) on 2021-06-30T23:02:42Z No. of bitstreams: 1 Versaofinalautoarquivamento.pdf: 2815069 bytes, checksum: ce72412ef39176e9d1668bc2d3aaff5f (MD5) Approved for entry into archive by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br) on 2021-07-12T19:55:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 camargo_skca_dr_guara.pdf: 2815069 bytes, checksum: ce72412ef39176e9d1668bc2d3aaff5f (MD5) Made available in DSpace on 2021-07-12T19:55:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 camargo_skca_dr_guara.pdf: 2815069 bytes, checksum: ce72412ef39176e9d1668bc2d3aaff5f (MD5) Previous issue date: 2021-06-07 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Os combustíveis fósseis, além de serem recursos limitados na natureza, aumentam os níveis de dióxido de carbono e outros gases causadores do efeito estufa na atmosfera, neste aspecto os biocombustíveis surgem como uma alternativa sustentável. A produção de bioetanol a partir de materiais de origem renovável é uma proposta importante para o desenvolvimento econômico do país e desafia pesquisadores a buscar tecnologias mais eficientes que viabilizem esse processo. O objetivo deste trabalho foi otimizar o estágio de hidrólise ácida durante a produção do bioetanol a partir da madeira. Para obtenção do bioetanol foi necessário a hidrólise da celulose em monômeros de glicose, portanto, seguem as etapas para separação da matriz de celulose e lignina interligadas pelas hemiceluloses: pré-tratamento ácido para remoção das hemiceluloses, seguida de tratamento alcalino para remoção da lignina e, por fim a hidrólise ácida das ligações glicosídicas do tipo -(1→4) entre os carbonos C1-C4 da celulose liberando os monômeros de -D-glicose a serem fermentados em bioetanol. Com o intuito de avaliar a reatividade das estruturas presentes no processo foi também realizado o cálculo de estrutura eletrônica IFCA (Índice de Fukui condensados aos átomos) partindo de modelos pré definidos para simulação, visando verificar também sua interação com os reagentes utilizados. Também foi necessária uma abordagem PCM (Polarizable Continuum Model) para avaliar a influência do solvente na reatividade das estruturas. Com os cálculos de IFCA pode-se comprovar que a parte amorfa da celulose tem maior susceptibilidade no pré-tratamento e na hidrólise ácida e, que os monômeros de glicose presentes na etapa de hidrólise podem sofrer oxidação e, causar a formação de hidroximetilfurfural (HMF), ácido acético, ácido fórmico e ácido levulínico. Também foi observada a mesma reatividade elucidada na literatura com relação às hidroxilas do C2, C3 e C6 e hidrólise por despolimerização do grupo terminal, no entanto, quando se realiza o cálculo de interação entre orbitais das estruturas com os reagentes do processo nota-se que não há interação, ou seja, a hidrólise, pode estar relacionada a outro tipo de interação que não a maciez química. Com isso, foi necessário verificar a influência da constante dielétrica na reatividade das estruturas, aumentando ou diminuindo seu valor em relação à da água, nota-se rotações que aumentam a reatividade da estrutura, principalmente no oxigênio da ligação glicosídica β1-4 tanto das extremidades quanto do centro da estrutura, vantagem para o processo de hidrólise ácida. Após as análises experimentais realizadas pode-se observar que na hidrólise ácida o tratamento de 70 mL e 80 mL não diferem estatisticamente com relação à produção de glicose, mas aumentando o volume de ácido sulfúrico para 90 mL, houve um aumento na produção de açúcares fermentescíveis à bioetanol, 63,7%, decrescendo em seguida, pois o excesso de ácido também causou a degradação dos açúcares em HMF, sendo que no tratamento de 100 mL houve maior produção de HMF e menor produção de glicose e bioetanol. A fermentação se mostrou uma etapa complexa, devido a variabilidade obtida em seus resultados, mas em todas as bateladas de análises de fermentação maior produção de bioetanol foi obtida com o tratamento de 90 mL, também pode-se observar um aumento na produção de ácido acético conforme maior produção de bioetanol nos tratamentos, no entanto, a produção do mesmo através de reações secundárias devem ser evitadas, pois os açúcares que poderiam ser convertidas em bioetanol estão sendo consumidos na produção de ácido acético, e isto ocorreu devido a fatores externos que causaram a oxigenação durante esta etapa sensível. Fossil fuels, in addition to being limited resources in nature, increase the levels of carbon dioxide and other gases that cause the greenhouse effect in the atmosphere, in this respect biofuels appear as a sustainable alternative. The production of bioethanol from materials of renewable origin is an important proposal for the country's economic development and challenges researchers to seek more efficient technologies that make this process feasible. The objective of this work was to optimize the acid hydrolysis stage during the production of bioethanol from wood. To obtain ethanol, it was necessary to separate the glucose monomers from the wood cellulose chain, therefore, follow the steps for separating the cellulose matrix and hemicelluloses interconnected by lignin: acid pre-treatment to remove the hemicelluloses, followed by alkaline treatment for removal of lignin and, finally, acid hydrolysis separating glucose monomers from cellulose to be fermented in bioethanol. In order to evaluate the reactivity of the structures present in the process, the calculation of the IFCA electronic structure (Fukui index condensed to atoms) was also carried out, starting from predefined models for simulation, in order to also verify their interaction with the reagents used. A PCM (Polarizable Continuum Model) approach was also needed to assess the influence of the solvent on the reactivity of the structures. With the IFCA calculations, it is possible to verify that the amorphous part of the cellulose is more susceptible in the pre-treatment and in the acid hydrolysis and that the glucose monomers present in the hydrolysis stage can suffer degradation and cause the formation of HMF, acetic acid, formic acid and levulinic acid. The same reactivity elucidated in the literature was also observed in relation to the hydroxyls of C2, C3 and C6 and hydrolysis by depolymerization of the terminal group, however, when calculating the interaction between the orbitals of the structures with the process reagents, it is noted that there is no interaction, that is, hydrolysis, may be related to another type of interaction other than chemical softness. With that, it was necessary to verify the influence of the dielectric constant on the reactivity of the structures, increasing or decreasing its value in relation to that of water, it is possible to notice rotations that increase the reactivity of the structure, mainly in the β1-4 bond both at the ends and at the center structure, advantage for the hydrolysis process. After the experimental analyzes carried out, it can be seen that in acid hydrolysis, the treatment of 70mL and 80mL does not differ statistically with respect to glucose production, but increasing the volume of sulfuric acid to 90mL, there was an increase in the production of bioethanol fermentable sugars, 63.7%, then decreasing, since the excess of acid also caused the degradation of sugars in HMF, and in the treatment of 100mL there was greater production of HMF and less production of glucose and bioethanol. Fermentation proved to be a complex step, due to the variability obtained in its results, but in all batches of fermentation analyzes greater bioethanol production was obtained with the 90mL treatment, an increase in acetic acid production can also be observed as greater bioethanol production in the treatments, however, the production of it through secondary reactions should be avoided, because the sugars that could be converted into bioethanol are being consumed in the production of acetic acid, and this occurred due to external factors that caused the oxygenation during this sensitive stage. Capes - 001

Dengue is an emerging disease with a major impact on public health, with millions of viral infections occurring annually, for which there is still no effective therapy. The present study aims to predict the physicochemical, pharmacokinetic and toxicological properties of candidates for drugs against dengue. 17 candidates for anti-dengue drugs were developed on the PubChem Sketcher V. 2.4® platform. The physical-chemical parameters were quantified on the Molinspiration® platform. Subsequently, the pharmacokinetic parameters were measured using the SwissADME® tool. Finally, the OSIRIS Property Explorer® platform was used to determine the toxicological effect of anti-dengue candidates. Compounds 8 and 14 did not violate any of the rules instituted by Lipinski. All other compounds showed more than one violation, with compounds 5, 7 and 9-11 showing up to 3 violations. As for the pharmacokinetic evaluation, of the compounds designed here only compounds 13 and 14 showed high gastrointestinal absorption. Compounds 2, 15 and 17 have at least a high-risk score for one of the toxicity factors for mutagenesis, tumorigenesis, irritating and reproductive effects. Compounds 1-4 have at least an intermediate risk score for one of the toxicity factors. All other compounds have low risk scores for one of the toxicity factors. The in silico prediction made in that study indicated that compounds 13 and 14 are the most promising for being possible anti-dengue candidates and useful for future screening in tests performed on cells and animals. El dengue es una enfermedad emergente con un gran impacto en la salud pública, con millones de infecciones virales que ocurren anualmente, para las cuales aún no existe una terapia efectiva. Este estudio tiene como objetivo predecir las propiedades fisicoquímicas, farmacocinéticas y toxicológicas de candidatos a fármacos contra el dengue. Se desarrollaron 17 candidatos para medicamentos contra el dengue en la plataforma PubChem Sketcher V.2.4®. Los parámetros físico-químicos se cuantificaron en la plataforma Molinspiration®. Posteriormente, se midieron los parámetros farmacocinéticos utilizando la herramienta SwissADME®. Finalmente, se utilizó la plataforma OSIRIS Property Explorer® para determinar el efecto toxicológico de los candidatos anti-dengue. Los compuestos 8 y 14 no violaron ninguna de las reglas instituidas por Lipinski. Todos los demás compuestos mostraron más de una violación, y los compuestos 5, 7 y 9-11 mostraron hasta 3 violaciones. En cuanto a la evaluación farmacocinética, de los compuestos aquí diseñados, solo los compuestos 13 y 14 mostraron una alta absorción gastrointestinal. Los compuestos 2, 15 y 17 tienen al menos una puntuación de riesgo alta para uno de los factores de toxicidad para mutagénesis, tumorigénesis, efectos irritantes y reproductivos. Los compuestos 1-4 tienen al menos una puntuación de riesgo intermedia para uno de los factores de toxicidad. Todos los demás compuestos tienen una puntuación de riesgo baja para uno de los factores de toxicidad. La predicción in silico realizada en este estudio indicó que los compuestos 13 y 14 son los más prometedores por ser posibles candidatos anti-dengue y útiles para futuros cribados en pruebas realizadas en células y animales. A dengue é uma doença emergente com grande impacto na saúde pública, com milhões de infecções virais ocorrendo anualmente, para a qual ainda não existe uma terapia eficaz. O presente estudo tem como objetivo realizar a predição das propriedades físico-químicas, farmacocinéticas e toxicológicas de candidatos a medicamentos contra dengue. 17 candidatos a fármacos anti-dengue foram desenvolvidos na plataforma PubChem Sketcher V.2.4®. Os parâmetros físico-químicos foram quantificados na plataforma Molinspiration®. Posteriormente, os parâmetros farmacocinéticos foram medidos usando a ferramenta SwissADME®. Finalmente, a plataforma OSIRIS Property Explorer® foi usada para determinar o efeito toxicológico dos candidatos anti-dengue. Os compostos 8 e 14 não violaram nenhuma das regras instituídas por Lipinski. Todos os outros compostos mostraram mais de uma violação, com os compostos 5, 7 e 9-11 apresentando até 3 violações. Quanto à avaliação farmacocinética, dos compostos aqui desenhados apenas os compostos 13 e 14 apresentaram elevada absorção gastrointestinal. Os compostos 2, 15 e 17 têm pelo menos uma pontuação de alto risco para um dos fatores de toxicidade para mutagênese, tumorigênese, efeitos irritantes e reprodutivos. Os compostos 1-4 têm pelo menos uma pontuação de risco intermediária para um dos fatores de toxicidade. Todos os outros compostos têm pontuação de baixo risco para um os fatores de toxicidade. A previsão in silico realizada nesse estudo indicou que os compostos 13 e 14 são as mais promissoras para serem possíveis candidatas anti-dengue e úteis para futuras triagens em testes realizados em células e animais.

Orientadores: Laura Maria Mariscal Ottoboni, Renato Hohl Orsi Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Micro-organismos acidófilos utilizados no processo de biolixiviação, como Acidithiobacillus ferrooxidans, possuem o crescimento inibido quando expostos ao íon cloreto. Em alguns locais onde são executados os processos de biolixiviação, a disponibilidade de água com baixas concentrações de sal é limitada, gerando um alto custo na implementação do projeto de extração mineral, podendo torná-lo inviável. Desta forma, esse trabalho teve como objetivo (i) a identificação e caracterização de genes envolvidos na tolerância ao NaCl em bactérias, por meio de análises de bioinformática em genomas anotados; (ii) a análise de expressão destes genes, por PCR em tempo real, em A. ferrooxidansLR, cultivada na presença de NaCl e (iii) modelagem da estrutura terciária das proteínas codificadas pelos genes que apresentarem maior expressão na presença de NaCl. A linhagem LR de A. ferrooxidans foi escolhida como organismo modelo para experimentos de análise da expressão de genespor se tratar de uma linhagem brasileira apropriada para biolixiviação. Utilizando o genoma da linhagem de A. ferrooxidans ATCC 23270 como referência, os genes de interesse foram selecionados utilizandoModelos Ocultos de Markov (HMM). Os modelos HMM foram construídos a partir de sequências de proteínas homólogas que foram selecionadas do banco de dados do SwissProt. Além da construção dos modelos, alguns HMM foram retirados do banco de família de proteínas Pfam (http://pfam.xfam.org/). Foram utilizados, no total, 74 modelos HMM e, a partir dos resultados obtidos, 10 genes foram selecionados para a análise de expressão na presença de 100 mM de NaCl. Também foram selecionados cinco genes que codificam fatores de regulação da transcrição sigma (?). A análise da expressão dos genes dos fatores sigmas, por PCR em tempo real, mostrou que o fator ?32 foi o mais expresso durante o crescimento da bactéria na presença de NaCl, seguido pelos fatores ?24, ?54 e ?38, enquanto o fator ?70 se mostrou inalterado. A análise da expressão dos genes selecionados a partir dos modelos HMM mostrou que os genes AFE_0461 (proteína hipotética), AFE_1782 (aminoácido permease), AFE_1856 (colina desidrogenase), AFE_3241 (OsmC), AFE_2991(permease transportadora de peptídeo), AFE_2205 (NhaA- antiportador Na+/H+), AFE_2232 (KdpAtransportador de K+) e AFE_0154 (proteína intrínseca de canal de membrana ¿ MIP) apresentaram expressão significativamente maior na presença de NaCl. O modelo da estrutura molecular da proteína codificada pelo gene AFE_0461foi gerado e denominado neste trabalho de YceI_Afe, pois esta proteína possui um domínio da família de proteínas YceI, contendo 23 resíduosde aminoácidos(His48, Val51, Phe53, Ile55, His57, Phe67, Thr75, Phe76, Asp84, Arg85, Val86, Ile88, Ile90, Leu106, Ile120, Phe122, Phe152, Phe176, Ile182, Arg184, Ile193, Val207 e Val210). A predição da estrutura da proteína mostrou que ela apresenta estrutura em barril beta e que, provavelmente, se liga ao 2-octaprenil 6-hidroxifenol (8PP), um dos precursores da síntese de ubiquinona. Recentemente, uma das funções da ubiquinona foi associada à estabilidade da membrana celular em E. coli sob condição de estresse salino causado por NaCl. Dessa forma, é possível que a proteína YceI possa estar envolvida na resposta ao estresse salino em A. ferrooxidans através da biossíntese da ubiquinona Abstract: Acidophilic microorganisms, such as Acidithiobacillus ferrooxidans, used in the bioleaching process have their growth inhibited by chloride ions. In some bioleaching operations the availability of water with low salt concentration is limited which can elevate the price of the mining operation making it infeasible. Thus, this study aimed to (i) identify and characterize genes involved in NaCl tolerance in bacteria through bioinformatics analysis of annotated genomes; (ii) analyze gene expression by real-time PCR in A. ferrooxidansLR grown in the presence of NaCl and (iii) tertiary structure prediction of proteins encoded by genes up-regulated in the presence of NaCl. A. ferrooxidansstrain LR was chosen as model organism for gene expression analysis since it is a Brazilian strain appropriate for bioleaching. Using the genome of A. ferrooxidans ATCC 23270 as a reference, the genes of interest were selected using Hidden Markov Models (HMM). The HMM models were made from homologous protein sequences selected from the SwissProt database. In the construction of models, some HMM were obtained from the protein family database Pfam (http://pfam.xfam.org/). A total of 74 HMM models were used and based on the results, 10 genes were selected for expression analysis in response to 100 mM NaCl. In addition, five genes encoding the transcription factors sigma (?) were selected. Gene expression analysis of the sigma factor genes, by real-time PCR, showed that?32 was the most expressed during growth in the presence of NaCl, followed by?24, ?54 and ?38, while the expression of the ?70 gene remained unchanged. Expression analysis of the genes selected from the HMM models showed that AFE_0461, AFE_1782, AFE_1856, AFE_3241, AFE_2991, AFE_2205, AFE_2232 and AFE_0154 were up-regulated in the presence of NaCl. The model of the molecular structure of the protein encoded by AFE_0461 gene was generated and named YceI_Afe in this work, because this protein has a domain family of proteins YceI containing 23 amino acid residues (His48, Val51, Phe53, Ile55, His57, Phe67, Thr75, Phe76, Asp84, Arg85, Val86, Ile88, Ile90, Leu106, Ile120, Phe122, Phe152, Phe176, Ile182, Arg184, Ile193, Val207 e Val210). The prediction of protein structure showed that it has ?-barrel structure and probably binds to octaprenil 2-6-hydroxyphenol (8PP), one of the precursors of ubiquinone synthesis. Recently, ubiquinone has been associated with cell membrane stability in E. coli cells submitted to salt stress by NaCl. Thus, it is possible that the YceI protein may be involved in the salt stress response in A. ferrooxidans through ubiquinone biosynthesis Mestrado Genética de Microorganismos Mestra em Genética e Biologia Molecular CAPES CNPQ

Orientador: Paula Regina Kuser Falcão Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A capacidade de Gluconacetobacter diazotrophicus produzir ácidos orgânicos representa uma das suas potenciais aplicações biotecnológicas. Entretanto, a via metabólica do gluconato é bastante complexa e, muitas vezes, inviável economicamente. Este estudo tem como objetivo buscar uma maneira de otimizar a síntese do produto de interesse. A opção sugerida é alterar as enzimas envolvidas na conversão de gluconato em cetogluconatos, visando aumentar a concentração de ácido glicônico. A mutagênese dirigida é uma técnica utilizada neste tipo de estudo, entretanto, realizar e avaliar diversos tipos de mutações exige grande demanda de tempo e recursos financeiros. A biologia computacional pode ajudar a encurtar o caminho dos processos experimentais, por isto foi utilizada neste estudo. Após uma busca no genoma de G. diazotrophicus, foram selecionadas oito ORFs relacionadas com a produção de ácido glicônico. Como nenhuma delas possui uma estrutura resolvida experimentalmente, foi utilizada uma técnica de predição, a modelagem por homologia, com o objetivo de inferir a respeito do funcionamento de cada proteína. Uma estratégia de substituição de resíduos selecionados por alaninas aliada à modelagem molecular foi utilizada para avaliar o impacto dessa mutação. Um estudo da via metabólica do gluconato em diversos organismos forneceu dados suficientes para eleger os dois melhores alvos para a mutagênese, uma gluconato 5-desidrogenase e uma putativa gluconato quinase, ambas relacionadas com a conversão de ácido glicônico em cetogluconatos. A partir de um estudo do mecanismo catalítico das enzimas, foi possível selecionar os possíveis resíduos críticos para a atividade enzimática. Estes foram substituídos, in silico, por alaninas, e as consequências das alterações foram analisadas. As mutações que acusaram um impacto no funcionamento da enzima foram Arginina 106 e Serina 152 na gluconato 5-desidrogenase, e Histidina 133 na gluconato quinase. Espera-se que, ao substituirmos estes resíduos, o potencial catalítico seja minimizado ou até mesmo inativado, diminuindo a quantidade de gluconato convertido em outros produtos. Estes resultados serão testados experimentalmente por colaboradores. Abstract: The ability of Gluconacetobacter diazotrophicus to produce organic acids represents one of its potential biotechnological applications. However, the metabolic pathway of gluconate is quite complex and often impracticable economically. This study aims to find a way to optimize the synthesis product of interest. The suggested option is to alter the enzymes involved in the conversion of gluconate into cetogluconates, to increase the concentration of gluconic acid. Site directed mutagenesis is a technique used in this type of study, however, implement and evaluate various types of mutations requires a great deal of time and financial resources. The computational biology can help shorten the path of experimental processes, so it was used in this study. After a search in the genome of G. diazotrophicus, eight ORFs were selected related to the production of gluconic acid. As there is little physical or structural information available for this enzyme, we used a technique of prediction, homology modeling, in order to infer about the function of each protein. A molecular modeling approach with an amino acid replacement by alanines strategy was employed to assess the impact of this mutation. A study of the metabolic pathway of gluconate in several organisms has provided sufficient data to choose the two best targets for mutagenesis, a gluconate 5-dehydrogenase and a putative gluconate kinase, both related to the conversion of gluconic acid in cetogluconates. From a study of the catalytic mechanism of enzymes, it was possible to select any residues critical for enzymatic activity. These were replaced in silico by alanines, and the consequences of changes were analyzed. Detailed analysis of the modeled structures reveals that the mutations that may cause an impact on the functioning of the enzyme were Arginine 106 and Serine 152 in gluconate 5- dehydrogenase, and Histidine 133 in gluconate kinase. It is expected that, in replacing these residues, the catalytic potential is minimized or even inactivated, reducing the amount of gluconate converted into other products. These results will be experimentally tested by collaborators, and once proved right our findings may be applicable in the use of this bacteria in biotechnological processes Mestrado Bioinformática Mestre em Genética e Biologia Molecular

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior FAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais RQMG - Rede Mineira de Química O desenvolvimento de métodos de diagnóstico diferencial das flaviroses Dengue e Zika, que superem as limitações de reatividade cruzada, é um desafio que encontra nos imunossensores uma alternativa promissora pela sua maior seletividade e especificidade. Neste trabalho, métodos de modelagem molecular foram utilizados para compreender e elucidar, in silico, as interações moleculares específicas de complexos formados pela proteína não-estrutural 1 (NS1) e um anticorpo anti-NS1 requeridas por esses dispositivos. As simulações de dinâmica molecular sugeriram a estabilidade energética e estrutural do anticorpo anti-NS1 e das proteínas NS1, mesmo na ausência de glicosilações, além de possibilitarem a amostragem estatística de suas estruturas representativas em meio aquoso com boa qualidade estereoquímica. As estruturas das proteínas NS1 e do anticorpo foram submetidas ao protocolo de Docking Molecular para a predição da estrutura 3D de complexos com caráter nativo. O protocolo proposto combina Docking Molecular de corpo rígido com diferentes métodos de busca, critérios de avaliação CAPRI, busca por resíduos de aminoácidos pertencentes a epítopos descritos na literatura e cálculos quânticos semi-empíricos, e apresentou melhor desempenho para sistemas estudados com arquivos input cristalográficos do receptor e ligante. A partir da sua aplicação, os modelos mais representativos de cada um dos sistemas estudados foram preditos pelo webserver ClusPro e selecionados considerando o maior número de resíduos pertencentes a epítopos conservados nas PPIs caracterizadas por um maior número de ligações de hidrogênio, hidrofóbicas e interações específicas p-p intermoleculares. Portanto, esses foram descritos como mais representativos da interação específica entre antígeno e anticorpo. Os domínios distintos wing e b-ladder foram, respectivamente, as regiões de interação preferencial do anticorpo com as proteínas NS1-DENV2 e NS1-ZIKV. Ademais, valores de energia livre de ligação na faixa de -6,5 a -13,0 kcal mol-1, característica de complexos dessa natureza, e constantes de dissociação (kd) em ordens de grandeza diferentes (10-8 a 10-10 M) sugerem seletividade e especificidade para os sistemas estudados, com potencial aplicabilidade em dispositivos de sensoriamento, em particular os sensores do tipo AFM, no diagnóstico diferencial e precoce de Dengue e Zika. The development of differential diagnosis methods between Dengue and Zika Flaviviruses, which overcome cross-reactivity, is a challenge that finds in imunosensors a promising alternative due to its greater selectivity and specificity. In this work, molecular modelling methods were used to understand and elucidate, in silico, specific molecular interactions of nonstructural 1 protein (NS1) and antibody anti-NS1 complexes, required by these devices. The MD simulations suggested energetic and structural stability of the anti-NS1 antibody and the NS1 protein, even in the absence of glycosylation, and allowed the statistical sampling of their representative structures in aqueous environment with good stereochemical quality. The NS1 proteins and antibody structures were submitted to the Molecular Docking protocol to predict 3D structure of near-native complexes. The proposed protocol combines rigid body Molecular Docking with different pose prediction methods, CAPRI evaluation criteria, search for epitope amino acids residues and semiempirical approach, and presented better performance for systems studied with crystallographic ligand and receptor input files. From its application, the most representative models of each studied system were predicted by ClusPro webserver and selected considering the higher number of conserved epitopes residues in the PPIs characterized by a higher number of hydrogen bonds, hydrophobic and p-p intermolecular specific interactions. Therefore, these models were described as the most representative models of antigen-antibody specific interaction. The wing and b-leader domains were, respectively, the preferential interaction region of the antibody with NS1-DENV2 and NS1-ZIKV proteins. Furthermore, binding free energy values ranges from -6.5 to -13.0 kcal mol-1, which is usual for this kind of complexes, and dissociation constants (Kd) in different magnitude orders (10-8 to 10-10 M) suggested selectivity and specificity for the studied systems, with potential application in sensoring devices, in particular AFM-type sensors, for differential and early diagnosis of Dengue and Zika. Tese (Doutorado)

Made available in DSpace on 2021-06-25T10:22:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2021-04-01 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Infrastruktura PL-Grid Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) Narodowym Centrum Nauki Human serum albumin (HSA) is the primary drug carrier protein in the blood plasma. To perform this task, it has two cavities (sites I and II) where the pharmaceutical drugs can be bound. Dansyl amino acids are fluorescent markers widely used to identify the binding sites of new drugs. Here, we found intriguing differences between site I and site II for dansyl amino acids. These findings might open new perspectives for the studies of the interaction of drugs with albumin. In a comprehensive experimental and theoretical approach, six dansyl amino acids that are supposed to be specifically bound either to site I or site II were characterized. The interactions were evaluated by fluorescence quantum yield, fluorescence lifetime, anisotropy, association constant, induced circular dichroism, and isothermal titration calorimetry. All these techniques showed that dansyl amino acids of site II are significantly better ligands compared to the ones of site I. Oppositely, the binding free energies obtained by the molecular dynamics-based approaches suggested that dansyl amino acids bind stronger to site I. These results, contradictory at first glance, were clarified by calculating the Potential of Mean Force corresponding to ligand unbinding. These data suggested that the ligands could easier access site II than site I, explaining the experimental data. In conclusion, the access of a potential ligand of albumin to its binding site might be crucial for their interactions and in the design of new practical applicability as a drug-albumin. Department of Chemistry Faculty of Sciences UNESP - São Paulo State University Faculty of Chemistry University of Gdańsk, Wita Stwosza 63 Department of Chemistry Faculty of Philosophy Sciences and Letters at Ribeirão Preto University of São Paulo Department of Chemistry Faculty of Sciences UNESP - São Paulo State University FAPESP: 2016/22014-1 FAPESP: 2019/18445-5 Narodowym Centrum Nauki: UMO-2018/30/E/ST4/00037

Corrosion is a global problem that has a great economic impact, due to direct and indirect costs, affecting developed and/or developing countries. Various methods are used in the industry to avoid and reduce the rate of deterioration of metallic materials. Corrosion inhibitors are added to corrosive media to mitigate the deterioration of the metal against solutions to which they are exposed; as is well known, they are organic compounds that contain in their molecular structure polar groups such as nitrogen, sulfur and/or oxygen atoms; heterocyclic compounds with polar functional groups and double bonds. To improve the anticorrosive process, new materials have been investigated experimentally and through theoretical calculations. The study of the corrosion mechanism and the action of corrosion inhibitors, as well as the factors that influence the effectiveness of the inhibition, has been the subject of numerous theoretical studies. Among them, studies based on density functional theory have received great attention. The aim of this article is to present a brief review of the use of theoretical calculations, focusing the Density Functional Theory (DFT) method as a tool in the analysis of the properties of organic molecules with possible applications as corrosion inhibitors. This review presents the most important electronic properties and reactivity indexes related to the efficiency of organic corrosion inhibitors such as: the energies of the frontier molecular orbitals and the energy of the gap (HOMO/LUMO), dipole moment, electronegativity, chemical potential, hardness, softness, fraction of electrons transferred, global electrophilicity index. In addition, local quantum chemical descriptors such as charge, Fukui function and softness has also been explored. As conclusion, it can be considered that DFT calculations provide strong evidence to complement experimental investigations or even to safely predict some experimentally unknown properties related to corrosion inhibitors. La corrosión es un problema global que promueve un gran impacto económico, por costos directos e indirectos, que afecta a países desarrollados y/o en vías de desarrollo. Se utilizan varios métodos en la industria para evitar y reducir la tasa de deterioro de los materiales metálicos. Los inhibidores de corrosión son agregados a medios corrosivos para mitigar el deterioro del metal frente a soluciones a las cuales están expuestos; como es bien sabido son compuestos orgánicos que contienen en su estructura molecular grupos polares como átomos de nitrógeno, sulfuro y/o oxigeno; compuestos heterocíclicos con grupos funcionales polares y dobles enlaces. Para la mejora del proceso anticorrosivo, se han investigado nuevos materiales de forma experimental y mediante cálculos teóricos. El estudio del mecanismo de corrosión y la acción de los inhibidores de corrosión, así como los factores que influyen en la eficacia de la inhibición, ha sido objeto de numerosos estudios teóricos. Entre ellos, los estudios basados en la teoría funcional de la densidad han recibido gran atención. El objetivo de este artículo es presentar una breve revisión del uso de cálculos teóricos, destacando el método de la teoría de funcionales de la densidad (DFT) como herramienta en el análisis de las propiedades de moléculas orgánicas con posibles aplicaciones como inhibidores de corrosión. Esta revisión presenta las propiedades electrónicas e índices de reactividad más importantes relacionados con la eficiencia de los inhibidores de corrosión orgánicos tales como: las energías de los orbitales moleculares de frontera y la energía del gap (HOMO / LUMO), momento dipolar, electronegatividad, potencial químico, dureza, suavidad, fracción de electrones transferidos, índice de electrofilicidad global. Además, también se han explorado descriptores químicos cuánticos locales como la carga, la función de Fukui y la suavidad. Como conclusión, se puede considerar que los cálculos de DFT proporcionan una fuerte evidencia para complementar las investigaciones experimentales o incluso para predecir con seguridad algunas propiedades experimentalmente desconocidas relacionadas con los inhibidores de corrosión. A corrosão é um problema mundial que promove um grande impacto econômico, devido aos custos diretos e indiretos, afetando tanto países desenvolvidos quanto os países em desenvolvimento. Diversos métodos são usados na indústria com intuito de evitar e/ou reduzir a taxa de deterioração de materiais metálicos. Os inibidores de corrosão têm sido amplamente utilizados como agentes de tratamento. Inibidores de corrosão são adicionados a meios corrosivos para mitigar a deterioração do metal versus soluções às quais estão expostos; como é sabido, eles são compostos orgânicos contendo grupos polares, como átomos de nitrogênio em sua estrutura molecular, enxofre e/ou oxigênio; compostos heterocíclicos com grupos funcionais polares e ligações duplas. Para o aperfeiçoamento do processo anticorrosivo, novos materiais têm sido investigados experimentalmente e através de cálculos teóricos. O estudo do mecanismo de atuação dos inibidores de corrosão assim como os fatores que influenciam a eficiência de inibição tem sido o alvo de muitos trabalhos teóricos. Entre eles, destacam-se os estudos com baseados na a teoria do funcional da densidade (TFD). O objetivo deste artigo é apresentar uma breve revisão da utilização de cálculos teóricos, destacando o método da Teoria do Funcional de Densidade (TFD) como ferramenta na análise de propriedades das moléculas orgânicas com possíveis aplicações como inibidores de corrosão. Esta revisão apresenta as propriedades eletrônicas e índices de reatividade mais importantes relacionados à eficiência de inibidores de corrosão orgânicos, tais como: as energias dos orbitais de fronteira, diferença de energia (HOMO/LUMO), momento de dipolo, eletronegatividade, potencial químico, dureza, maciez, fração de elétrons transferidos, índice global de eletrofilicidade Além disso, descritores químicos quânticos locais, como carga, função de Fukui e suavidade, também foram explorados. Como conclusão, pode-se considerar que os cálculos DFT fornecem fortes evidências para complementar as investigações experimentais ou mesmo para prever com segurança algumas propriedades experimentalmente desconhecidas relacionadas aos inibidores de corrosão.

In this investigation, experimental data of natural rubber (NR) and styrene-butadiene copolymer (SBR) rubber vulcanization with vegetable oils, peanut, coconut and linseed, in addition to beeswax, were validated through the molecular modeling of the main reactions of the process. Semi-empirical method AM1 (Austin Model 1) showed that the reduction in hardness, associated with solubility in the elastomeric matrix, is the factor that allows unsaturated fatty acids of 12 or more carbon atoms to act as activators in association with zinc oxide. However, steric impediment makes lignoceric acid, present in beeswax, a low performance activator. For the 18-carbon unsaturated fatty acids present in peanut and linseed oils, unsaturation increases the reactivity of the species generated during vulcanization. However, such a change in nature has an adverse effect, because probably induces side reactions that compromise the activating role of oils. Nesta investigação, os dados experimentais para a vulcanização da borracha natural (NR) e do copolímero de estireno-butadieno (SBR) com óleos vegetais de amendoim, coco e linhaça, além da cera de abelha, foram validados através da modelagem molecular das principais reações do processo. O método semiempírico AM1 (Austin Model 1) permitiu comprovar que a redução da dureza, associada à solubilidade na matriz elastomérica, é o fator que permite que ácidos graxos insaturados de 12 ou mais átomos de carbono ajam como ativadores em associação com o óxido de zinco. Porém, o impedimento estérico torna o ácido lignocérico, presente na cera de abelha, um ativador de baixo desempenho. Para os ácidos graxos insaturados de 18 carbonos, presentes nos óleos de amendoim e linhaça, as insaturações aumentam a reatividade das espécies geradas na vulcanização. No entanto, tal alteração de natureza produz efeito adverso, pois provavelmente induz reações laterais que comprometem o papel ativador dos óleos.

Submitted by Neusa Fagundes (neusa.fagundes@unioeste.br) on 2021-11-29T13:24:25Z No. of bitstreams: 2 Cristiane_Daniel2020.pdf: 2213192 bytes, checksum: 2b1e9b6eb88084c9f779a967fe641759 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Made available in DSpace on 2021-11-29T13:24:25Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Cristiane_Daniel2020.pdf: 2213192 bytes, checksum: 2b1e9b6eb88084c9f779a967fe641759 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2020-12-01 Hospital infection is a serious public health problem, as it increases the time and costs of hospitalizations and leads to increased rates of morbidity and mortality in patients. Antibiotics, which are less and less potentially active, limit the treatment options for these infections, with the increasing need for the development of new drugs and new classes of antibiotics. Infections caused by P. aeruginosa are classified as the third most frequent pathogen to resistance and finding an effective treatment against them is a challenge, since the concentrations capable of inhibiting resistance and becoming active against the bacteria are incompatible with human exposure. In this context, using alternatives that circumvent the resistance of this bacterium has been a good option to eradicate the infection, the inactivation of enzymes that have the capacity to confer such resistance would be one of them. Thus, molecular modeling has proven to be one of the most important tools in the discovery of these new drugs, as it has the potential to achieve intrinsic properties that favor specific interactions. The objective of this project was to carry out QSAR studies for a set of compounds derived from benzamidobenzoic acid that showed the ability to inhibit the PqsD activity of P. aeruginosa in vitro, and from this set to define a pharmacophoric model, to use as a screening tool in the identification of new compounds with potential for antimicrobial activity. Materials and methods: a data set formed by structures containing benzamidobenzoic acid as an essential pharmacophore, previously described in the literature, using molecular modeling tools, thermodynamically stable geometries were defined and used to obtain a series of molecular descriptors, these used for 2D-QSAR studies. These same structures were also used as a basis for pharmacophoric modeling for virtual screening. The model obtained in the QSAR was validated as currently recommended by the literature. Molecular anchorage studied, in silico toxicology were used as part of the study aiming to find new potentially successful compounds as a starting point for the development of new antibiotics for the treatment of infections caused by the bacteria under study. This work obtained 12 compounds, of which 10 are promising compound-prototypes for the planning of new P. aeruginosa PqsD inhibitors, an initial step for the development of new antibiotic agents. A infecção hospitalar, é um grave problema de saúde pública, pois aumenta o tempo e custos de internações e leva ao aumento das taxas de morbidade e mortalidade de pacientes. Os antibióticos cada vez menos potencialmente ativos, limitam as opções de tratamento para essas infecções, com isso a crescente necessidade de desenvolvimento de novos fármacos e novas classes de antibióticos. Infecções causadas pela P. aeruginosa são classificadas como o terceiro patógeno com maior frequência à resistência e encontrar um tratamento efetivo contra elas é um desafio, as concentrações capazes de inibir a resistência e tornar-se ativas contra a bactéria são incompatíveis à exposição humana. Neste contexto, utilizar alternativas que contornem a resistência desta bactéria tem sido uma boa opção para erradicação da infecção, a inativação de enzimas que tem capacidade de conferir tal resistência seria uma delas. Com isso a modelagem molecular tem se mostrado uma das ferramentas mais importantes na descoberta desses novos fármacos, pois possui potencial para alcançar propriedades intrínsecas que favoreçam as interações específicas. O objetivo deste projeto foi realizar estudos de Quantitative tructure-activity relationship (QSAR) para um conjunto de compostos derivados de ácido benzamidobenzóico que apresentaram capacidade de inibição in vitro da atividade da 2- heptyl-4(1H)-quinolone synthase (PqsD) de P. aeruginosa, e a partir deste conjunto definir um modelo farmacofórico, para utilizar como ferramenta de triagem virtual na identificação de novos compostos com potencial para atividade antimicrobiana. Materiais e métodos: foi utilizado um conjunto de dados formado por estruturas contendo o ácido benzamidobenzóico como farmacóforo essencial, previamente descritas na literatura, utilizando ferramentas de modelagem molecular com geometrias termodinamicamente estáveis foram definidas e utilizadas na obtenção de uma série de descritores moleculares, estes utilizados para estudos 2D-QSAR. Estas mesmas estruturas também foram utilizadas como base para modelagem farmacofórica para triagem virtual. O modelo obtido no QSAR foi validado conforme atualmente recomendado pela literatura. Estudos de ancoramento molecular e toxicologia in silico foram utilizados como parte do estudo visando encontrar novos compostos hits potencialmente úteis como ponto de partida para o desenvolvimento de novos antibióticos para o tratamento de infecções proporcionadas pela bactéria em estudo. Este trabalho obteve 12 compostos, dos quais 10 se mostram promissores compostos-protótipos para o planejamento de novos inibidores da PqsD de P. aeruginosa, passo inicial para o desenvolvimento de novos agentes antibióticos.

O Nipah (NiV) é um vírus zoonótico emergente pertencente à família Paramyxoviridae, envolvido em doenças respiratórias e neurológicas fatais em humanos. Recentemente, a Organização Mundial da Saúde (OMS) declarou o NiV como um patógeno prioritário para pesquisa e desenvolvimento de estratégias de diagnóstico, prevenção e tratamento. Devido à falta de medicamentos antivirais eficazes e a transmissibilidade em múltiplos hospedeiros, NiV representa um grande desafio para a saúde pública com o risco potencial de proliferação pandêmica ou aplicação como agente de bioterrorismo. No presente estudo, os epítopos virais foram preditos e selecionados de acordo com parâmetros físico-químicos, seletividade e afinidade a diferentes variantes do complexo principal de histocompatibilidade (MHC) classes I e II. Em seguida, esses peptídeos foram conectados usando ligantes de resíduos. β-defensinas também foram adicionadas (como adjuvantes) aos modelos estruturais para aumentar a imunogenicidade. A antigenicidade, imunogenicidade, alergenicidade, bem como as propriedades físico-químicas das estruturas de proteínas multi-epítopo projetadas também foram avaliadas usando métodos computacionais. Simulações de docagem molecular e de dinâmica molecular foram realizadas entre os modelos projetados com quatro receptores tolllike humanos, para explorar o modo de ligação e a estabilidade do complexo antígeno-TLR. Também foram analisadas as interações entre cada epítopo predito e estruturas de MHC-I e MHC-II, usando modelagem molecular. Finalmente, a adaptação de códons das sequências de cDNA projetadas e análises de expressão in silico usando sistemas bacterianos (Escherichia coli) foram realizadas para permitir um melhor desempenho para a expressão heteróloga das proteínas imunogênicas. Os modelos de proteínas propostos se mostraram como potencialmente antigênicos e não alergênicos; e contêm epítopos imunodominantes provenientes de todas as proteínas virais antigênicas. Ambos os modelos moleculares demonstraram ter afinidade e seletividade satisfatórias com o TLR3. Os epítopos conservados e não tóxicos selecionados mostraram um alto potencial para formar interação molecular estável com várias moléculas de MHC que cobrem mais de 98,0% da população humana em todo o mundo. Além disso, a análise das sequências de cDNA de ambos os modelos foi predita com expressão adequada em linhagens hospedeiras bacterianas, o que poderia facilitar ainda mais sua expressão heteróloga. Em conjunto, as análises computacionais forneceram insights sobre proteínas multi-epítopos biologicamente viáveis para vacinas candidatas contra o NiV que fornecem uma compreensão importante sobre a imunogenicidade das proteínas virais, constituindo-se como modelos com propriedades otimizadas para o desenvolvimento de vacinas de próxima geração. Nipah (NiV) is an emerging zoonotic virus belonging to the Paramyxoviridae family, involved with fatal respiratory and neurological diseases in humans. Recently, the World Health Organization (WHO) declared NiV as a priority pathogen for research and development of diagnostic, prevention, and treatment strategies. Due to the lack of effective antivirals drugs and its potential transmissibility in humans, NiV represents a great public health challenge with the potential risk of pandemic proliferation or application as bioterrorism agent. In the present study, using immunoinformatics and molecular modeling approaches, we designed multiepitope proteins recognized by T and B cell lymphocytes using epitopes conserved among known strains of NiV. The predicted epitopes were selected according to physicochemical parameters, selectivity, and affinity binding to major histocompatibility complex (MHC) classes I and II. Then, these polypeptide chains were bonded using residues linkers. β-defensin adjuvants were also added to the structural models to increase immunogenicity. The antigenicity, immunogenicity, allergenicity, as well as, the physicochemical properties of the designed multi-epitope proteins structures were also evaluated using computational methods. Molecular docagem and molecular dynamics simulations were performed between models designed with four human toll-like receptors, to explore the binding mode and stability of the TLR antigen complex. The interactions between each predicted epitope and MHC-I and MHCII structures were also analyzed, using molecular modeling. Finally, the codon adaptation of the projected cDNA sequences and in silico expression analyzes using bacterial systems (Escherichia coli) were performed to allow a better performance for the heterologous expression of the immunogenic proteins. The proposed protein models were shown to be potentially antigenic and non-allergenic; and contain immunodominant epitopes from all antigenic viral proteins. Both molecular models have demonstrated satisfactory affinity and selectivity with TLR3. The selected conserved and non-toxic epitopes showed a high potential to form stable molecular interaction with various MHC molecules that cover more than 98.0% of the human population worldwide. In addition, the analysis of the cDNA sequences of both models was predicted with adequate expression in bacterial host lines, which could further facilitate their heterologous expression. Together, the computer analysis provided insights into biologically viable multiepitope proteins for candidate NiV vaccines that provide an important understanding of the immunogenicity of viral proteins, constituting models with properties optimized for the development of next generation vaccines.

Submitted by Jakeline Ortega (jakortega@unoeste.br) on 2021-04-12T15:33:13Z No. of bitstreams: 2 Fernanda Mello Tavares .pdf: 12084367 bytes, checksum: ca24e5b86f86f8bdd324e72861deaa31 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Made available in DSpace on 2021-04-12T15:33:13Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Fernanda Mello Tavares .pdf: 12084367 bytes, checksum: ca24e5b86f86f8bdd324e72861deaa31 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2020-07-23 Gastrointestinal stromal tumors (GIST) are the most common mesenchymal neoplasms of the gastrointestinal tract, and the standard diagnosis is the expression of CD117 (c-kit). Inoperable or metastatic tumors are treated with imatinib mesylate (Glivec®), a drug with a molecular target that acts as a multiple competitive tyrosine kinase inhibitor. Cellular mutations make the drugs ineffective through resistance mechanisms, and, therefore, new drugs or new molecular targets must be researched. Computational tools applied to medicinal chemistry, such as, the Development of New Computer-Aided Drugs, are strategies for the expansion of alternatives to established therapies. In this paper, a research was performed in the Sistemat-X database, in order to find new compounds that structurally resemble the drugs currently used. The 169 structures obtained were submitted to the Docking process, against the tyrosine kinase enzyme (Code PDB: 3G0E), using the program iGEMDOCK v 2.0. The results indicated that 17 compounds act on the same active site as sunitinib and showed the lowest interaction energies, 139 compounds act on another binding site, close to the one of sunitinib, but with higher energies, and 13 compounds act on other protein sites, and did not have their binding energies calculated. The 10 best docking results were subjected to molecular dynamics calculations using the GROMACS 5.0 program. The results indicated that all compounds are stable at the active site, as well as sunitinib. The calculation of ADMET properties indicated that only compound 121 has the desirable properties of a drug. Os tumores do estroma gastrintestinal (GIST) são as neoplasias mesenquimais mais comuns do trato gastrointestinal, sendo que o padrão para o diagnóstico é a expressão de CD117 (c-kit). Tumores inoperáveis ou metastáticos, são tratados com o mesilato de imatinibe (Glivec®), uma droga com alvo molecular que atua como inibidor competitivo múltiplo da tirosina quinase. Mutações celulares fazem com que os medicamentos acabem se tornando ineficazes através de mecanismos de resistência, e, por isso, novos medicamentos ou novos alvos moleculares devem ser pesquisados. As ferramentas computacionais aplicadas à química medicinal, como, por exemplo, o Desenvolvimento de novas Drogas Auxiliadas por Computador, são estratégias para o desenvolvimento de alternativas às terapias já estabelecidas. Neste trabalho foi realizada uma busca no banco de dados do Sistemat-X para a procura de novos compostos que se assemelhem estruturalmente aos medicamentos atualmente utilizados. As 169 estruturas obtidas foram submetidas ao processo de Docking, contra a enzima tirosina quinase (Codigo PDB: 3G0E) com a utilização do programa iGEMDOCK v 2.0. Os resultados indicaram que 17 compostos atuam no mesmo sítio ativo do sunitinibe e são os que apresentaram as menores energias de interação, 139 compostos atuam em outro sítio de ligação, próximo a este do sunitinibe, mas com energias maiores, e 13 compostos atuam em outros locais da proteína e não tiveram as suas energias de ligação calculadas. Os 10 melhores resultados do docking foram submetidos à cálculos de dinâmica molecular com o emprego do programa GROMACS 5.0. Os resultados indicaram que todos os compostos são estáveis no sítio ativo, assim como o sunitinibe. O cálculo das propriedades ADMET indicaram que apenas um composto, o 121, possui as propriedades desejáveis de um fármaco.

Background: Triple-negative BC is the most aggressive type of breast cancer and its lack of responsiveness to conventional therapies requires screening of new chemical entities. Anti-migratory compounds are promising to treat metastatic cancer since they inhibit one of the main steps of the metastatic cascade. Spirocyclic compounds are non-conventional structures used as building blocks for the synthesis of biologically active molecules and considered interesting structures in the search for new targets in cancer research. Objective: Here we evaluated the potential of eight synthetic spirocyclohexadienones as cell migration inhibitors. Methods: The anti-migratory ability of compounds was tested by wound healing and Boyden chamber approaches. Experiments in tubulin were performed by fluorescence and tubulin polymerization techniques. Finally, compounds were submitted to cell proliferation inhibition and flow cytometry assays to explore the mechanism by which they inhibit cell migration. Results: Four compounds inhibited cell migration significantly. Analogs containing the 3,4,5-trimethoxyphenil ring at R1 position were the most potent and, thus, selected for additional experiments. Tubulin polymerization and fluorescence assays highlighted a possible binding of spirocyclohexadienones in the colchicine binding site; however, these compounds did not affect the cell cycle to the same extent as colchicine. Cell proliferation was affected and, notably, the most potent analogs induced apoptosis of tumor cells, suggesting a different mechanism by which they inhibit cell migration. Conclusion: We presented, for the first time, a series of eight synthetic spirocyclohexadienones with the ability to inhibit TNBC cell migration. These compounds represent a new category to be explored as anticancer agents.

VMAT2 are glycoproteins capable of carrying monoamines from presynaptic vesicles to synaptic clefts during neuronal firing. Present in many species of animals including, mammals, reptiles and birds, this protein has been studied extensively, however, little is known about its physical-chemical characteristics and mode of interaction with native ligands or not. In order to better characterize human VMAT2, the present study was developed in order to explore various physical-chemical, biochemical and structural parameters related to this neurotransporter through in silico tools. In this work, new and relevant ideas about the structure and its mechanism of interaction with 5-HT are presented. VMAT2 son glicoproteínas capaces de transportar monoaminas desde vesículas presinápticas a hendiduras sinápticas durante la activación neuronal. Presente en muchas especies de animales, incluidos mamíferos, reptiles y aves, esta proteína se ha estudiado ampliamente, sin embargo, se sabe poco sobre sus características fisicoquímicas y el modo de interacción con ligandos nativos o no. Para caracterizar mejor el VMAT2 humano, el presente estudio se desarrolló para explorar diversos parámetros físico-químicos, bioquímicos y estructurales relacionados con este neurotransportador a través de herramientas in silico. En este trabajo, se presentan ideas nuevas y relevantes sobre la estructura y su mecanismo de interacción con 5-HT. As VMAT2 são glicoproteínas capazes de carrear monoaminas a partir de vesículas pré-sinápticas para as fendas sinápticas durante disparos neuronais. Presentes em muitas espécies de animais incluindo, mamíferos, répteis e aves, esta proteína tem sido estudada extensivamente, porém, pouco se sabe sobre suas características físico-químicas e modo de interação com ligantes nativos ou não. Com o intuito de melhor caracterizar a VMAT2 humana, o presente estudo foi desenvolvido a fim de explorar vários parâmetros físico-químicos, bioquímicos e estruturais relacionados a esse neurotransportador por meio de ferramentas in silico. Neste trabalho, são apresentadas ideias novas e relevantes sobre a estrutura e o seu mecanismo de interação com a 5-HT.

Background Schistosomiasis chemotherapy is largely based on praziquantel (PZQ). Although PZQ is very safe and tolerable, it does not prevent reinfection and emerging resistance is a primary concern. Recent studies have shown that the targeting of epigenetic machinery in Schistosoma mansoni may result in severe alterations in parasite development, leading to death. This new route for drug discovery in schistosomiasis has focused on classes of histone deacetylases (HDACs) and histone acetyltransferases (HATs) as epigenetic drug targets. Schistosoma histone demethylases also seem to be important in the transition of cercariae into schistosomula, as well as sexual differentiation in adult worms. Methods The Target-Pathogen database and molecular docking assays were used to prioritize the druggability of S. mansoni histone demethylases. The transcription profile of Smp_03400 was re-analyzed using available databases. The effect of GSK-J4 inhibitor in schistosomula and adult worms’ motility/viability/oviposition was assessed by in vitro assays. Ultrastructural analysis was performed on adult worms exposed to GSK-J4 by scanning electron microscopy, while internal structures and muscle fiber integrity was investigated by confocal microscopy after Langeronʼs carmine or phalloidin staining. Results The present evaluation of the potential druggability of 14 annotated S. mansoni demethylase enzymes identified the S. mansoni ortholog of human KDM6A/UTX (Smp_034000) as the most suitable druggable target. In silico analysis and molecular modeling indicated the potential for cofactor displacement by the chemical probe GSK-J4. Our re-analysis of transcriptomic data revealed that Smp_034000 expression peaks at 24 h in newly transformed schistosomula and 5-week-old adult worms. Moreover, this gene was highly expressed in the testes of mature male worms compared to the rest of the parasite body. In in vitro schistosome cultures, treatment with GSK-J4 produced striking effects on schistosomula mortality and adult worm motility and mortality, as well as egg oviposition, in a dose- and time-dependent manner. Unexpectedly, western blot assays did not demonstrate overall modulation of H3K27me3 levels in response to GSK-J4. Confocal and scanning electron microscopy revealed the loss of original features in muscle fibers and alterations in cell-cell contact following GSK-J4 treatment. Conclusions GSK-J4 presents promising potential for antischistosomal control; however, the underlying mechanisms warrant further investigation.

A física computacional surgiu no contexto geral de física como uma nova maneira de pensar e construir modelos sobre a natureza, que toma seu lugar não como parte, mas sim ao lado das já tradicionais física teórica e física experimental. Esse “terceiro caminho” tem avançado de maneira surpreendente nas últimas décadas, devido ao avanço da computação e das tecnologias a ela associadas. É cada vez mais comum o uso de técnicas não convencionais em física (geralmente advindas de computação ou matemática) no desenvolvimento de metodologias para física computacional. Geralmente, a ideia por trás dessas técnicas é resolver os problemas usando técnicas tradicionais adaptadas para arquiteturas que visam alto desempenho (como clusters ou placas de vídeo). Porém, tem surgido pouco a pouco espaço para que outras técnicas sejam usadas no tratamento de sistemas físicos, técnicas tais como os algoritmos bioinspirados ou a modelagem via sistemas dinâmicos. Nessa tese, vamos rever algumas das mais tradicionais técnicas em física computacional e introduzir algumas outras relativamente novas nessa área. Revisaremos os conceitos de modelagem molecular e de sistemas micromagnéticos, depois partiremos para o estudo dos sistemas dinâmicos e de alguns algoritmos de optimização bioinspirada. Apresentada a metodologia, introduziremos alguns dos vários trabalhos realizados em paralelo a elaboração desta tese, que ilustram a aplicação destas técnicas em sistemas dentro e fora do escopo comum em física computacional. Computational physics emerged in the general context of physics as a new way of thinking and building models about nature, which takes its place not as a part, but alongside the already traditional theoretical and experimental physics. This third way has surprisingly advanced in recent decades, due to the developments of computing and the technologies associated with it. Nowadays, the use of alternative methods in physics (frequently the ones coming from computation or mathematics) in the development of methodologies for computational physics is getting common. The most common idea behind these methods is solving problems using traditional techniques adapted for high-performance architectures (such as clusters or video cards). However, space has gradually emerged for other techniques to be used in the treatment of physical systems, techniques such as bioinspired algorithms or modeling via dynamic systems. In this thesis, we will review some of the more traditional techniques in computational physics and introduce some relatively new ones. We will review the concepts of molecular modeling and micromagnetic systems, then move on to the study of dynamic systems and some bioinspired optimization algorithms. After the methodology, we will introduce some of the several works carried out in parallel to the writing of this thesis. They demonstrate the applicability of our proposed methods inside and outside the normal scope of computational physics.

This work presents the NO release from compound [Ru(biq)2(H2O)(NO)](PF6)3 (biq = 2,2’-biquinoline) with visible light irradiation (λirrad = 660 nm), assisted by the low-absorbing photosensitizer [Ru(biq)2Cl2]. The structure of both compounds were characterized by means of ESI-MS (electrospray ionization mass spectrometry). The NO+ stretching, ν(NO) = 1995 cm-1, is atypically shifted to higher energy. This observation, along with the E1/2 = 0.49 V (vs. Ag/AgCl) assigned to the Ru2+/3+ redox pair observed for compound [Ru(biq)2Cl2] and its photoreactivity in solution suggest that the RuII ion, when coordinated to two biquinolines, behaves as a hard Pearson acid. Molecular modelling results confirmed the typical geometry distortion of ruthenium-polypyridine complexes bearing sterically hindered ligands. They also suggest the formation of a supramolecular dimer, assembled by weak interaction between biquinoline ligands from each compound, that is claimed to be responsible for the high efficiency of the NO photorelease bimolecular sensitization.

Orientadora: Profa. Dra. Ana Ligia Scott Coorientador: Prof. Dr. Eric Allison Philot Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia da Informação, Santo André, 2020. Neste trabalho investigou-se a aplicação de um novo protocolo para amostrar o espaço conformacional de estruturas protéicas por meio da perturbação local de ângulos diedrais (definidos entre C) e utilizando de janelas deslizantes ao longo da sequência da macromolécula. Esse tipo de protocolo pode ser útil no estudo de estabilidade de proteínas e no estudo de processos de mudança conformacional. O protocolo é inspirado na MDeNM (Molecular Dynamics with excited Normal Modes), na qual a excitação é calculada a partir dos ângulos diedrais ao invés de modos normais. As duas etapas fundamentais são: i) excitação por meio de perturbação dos diedros e ii) a perturbação é feita através do método de janelas deslizantes. A primeira etapa está relacionada com varredura local do espaço conformacional, e a segunda está associada com uma maior contribuição dos primeiros vizinhos para estabilidade local. Para validação do protocolo, aplicamos a nova metodologia no domínio SH3 por ser amplamente utilizadas na validação de novas metodologias e por possuir suas propriedades estruturais e termodinâmicas bem caracterizadas. A análise dos dados da simulação e a comparação com dados experimentais indicam que o protocolo foi eficiente para amostrar estruturas transientes entre o estado nativo e o estado de intermediário segundo alguns parâmetros utilizados como: número de contatos nativos, RMSF, ligações de hidrogênio, e contatos HP. A análise dos resultados também permite supor que esse protocolo foi mais eficiente que a dinâmica molecular livre na perturbação das estruturas. In this work, we investigated the application of a new protocol to sample the conformational space of protein structures through the local disturbance of dihedral angles (defined between C) and using sliding windows along the sequence of the macromolecule. This type of protocol can be useful in the study of protein stability and in the study of processes of conformational change. The protocol is inspired by MDeNM (Molecular Dynamics with excited Normal Modes), in which the excitation is calculated from the dihedral angles instead of normal modes. The two fundamental steps are: i) excitation through the dihedral disturbance and ii) the disturbance is done through the sliding window method. The first step is related to local scanning of the conformational space, and the second is associated with a greater contribution of the first neighbors to local stability. To evaluate the protocol, applied new methodology in SH3 domain by be widely used in the validation of new methodologies because they have their structural and thermodynamic properties well characterized. The analysis of the simulation data and the comparison with experimental data indicate that the protocol was efficient to sample transient structures between the native state and the intermediate state according to some parameters used such as: number of native contacts, RMSF, hydrogen bonds, and contacts HP. The analysis of the results also allows to suppose that this protocol was more efficient than the free molecular dynamics to disturb the structures.

We have studied prop-2-en-1-imine (1), prop-2-enal (2), ethane-1,2-diimine (3), ethanedial (4), and 2-iminoacetaldehyde (5) to investigate the influence of the negative hyperconjugation in π-π* interaction with the substitution of =CH2 by =NH and/or =O in trans-buta-1,3-diene (6). The analyzes of the π-π* interaction performed from evaluation of the π molecular orbital diagrams and electron localization function method demonstrated, that compared to 6, the substituted compounds 1-5 presented lower electron conjugation, especially in the structures bearing =O. The geometric parameters, natural bond orders, and topological analysis realized by quantum theory of atoms in molecules method indicated a predominant C-C and C=C character for the simple and double C-C bonds in the substituted compounds, 1-5, as compared to 6. Compound 4 had the highest enthalpy of formation, which reflected the lowest π-π* interaction, maintained by the two =O conjugated groups. The natural bond orbital (NBO) and natural resonance theory (NRT) methods revealed that the π-π* electron delocalization in substituted compounds, 1-5, is lower than in 6 from, firstly, of the less favorable interactions: π(X=C) ➔ π*(C=C) and π(X=C) ➔ π*(C=X), despite of the larger π(C=C) ➔ π*(C=X) conjugation, with X = N and/or O, of 1-5 than π(C=C) ➔ π*(C=C) of 6. But, most importantly, the weight of the interaction: nπ(O) ➔ σ*(C-C), was determined from NBO and NRT methods as proportional to the π-π* conjugation and thus demonstrating be decisive to establish the level of π electronic delocalization.

Atualmente, existe uma grande necessidade de analisar e identificar compostos orgânicos no âmbito da pesquisa científica para obter resultados confiáveis. Uma técnica poderosa usada para determinar a estrutura, organização e configuração tridimensional é a ressonância magnética nuclear. A química computacional tem surgimento para auxiliar nos cálculos de deslocamento químico. Os cálculos de deslocamento químico ajudam a desvendar e desmiuçar as estruturas moleculares, sendo útil na obtenção de calculos precisos para estudos. Os sesquiterpenos são moléculas orgânicas que vem sendo usadas no âmbito da medicina para sintetizar novos fármacos. O objetivo dessa dissertação é avaliar 10 funcionais híbridos, junto com três pares de bases usando programas computacionais para se averiguar quais são mais fidedignos com o resultado experimental para se analisar posteriormente a melhor metodologia computacional para se estudar compostos orgânicos. Os resultados foram comparados entre o MAD e RMS das moléculas após terem sido realizados as regressões lineares, sendo que o menor número padrão entre o calculado e o experimental foi tido como o melhor resultado. Depois das análises feitas, concluiu-se que o funcional PBEO nas pares de bases 6-31G e 6-31(g,d) foram os melhores para utilização em sesquiterpenos. Currently, there is a great need to analyze and value organic compounds within scientific research to obtain reliable results on them. A powerful technique used to determine three-dimensional structure, organization and configuration is nuclear magnetic resonance. Computational chemistry has emerged to assist in the calculations of chemical displacement. Chemical displacement calculations help unravel and degrade molecular structures and are useful in obtaining accurate calculations for studies. Sesquiterpenes are organic molecules that have been used in medicine to obtain new drugs. The objective of this dissertation is to evaluate 10 hybrid functionalities, along with three base pairs using computational programs to find out which ones are more reliable with the experimental result to later analyze the best computational methodology to study organic compounds. The results were compared between the MAD and RMS of the molecules, and the smallest number between calculated and experimental was the best result.

Submitted by Bruna Fonseca Mazzeu (bruna.mazzeu@unesp.br) on 2019-10-28T19:00:44Z No. of bitstreams: 1 Tese_BrunaMazzeu_18_outubro_2019.pdf: 4423536 bytes, checksum: 4f2e3183cb8516fac72d87f213564949 (MD5) Approved for entry into archive by Valeria Aparecida Moreira Novelli (valeria.novelli@unesp.br) on 2019-10-31T23:29:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 mazzeu_bf_dr_araiq_par.pdf: 1986023 bytes, checksum: ad2bcf65f8e4c4dccfeaf3e2795b7839 (MD5) Made available in DSpace on 2019-10-31T23:29:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 mazzeu_bf_dr_araiq_par.pdf: 1986023 bytes, checksum: ad2bcf65f8e4c4dccfeaf3e2795b7839 (MD5) Previous issue date: 2019-10-18 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) A engenharia metabólica tem ajudado a melhorar ou redirecionar as vias metabólicas, fazendo modificações genéticas, como, a deleção ou superexpressão de genes e desta forma alterando a atividade de reações enzimáticas específicas. Friedelina é um triterpeno pentacíclico encontrado nas folhas das espécies de Celastraceae, que demonstrou inúmeras atividades biológicas e é precursor dos triterpenos quinonemetideos, promissor antitumoral. É biossintetizada a partir da ciclização do 2,3-oxidosqualeno e envolve o número máximo de rearranjos para a formação de uma cetona por desprotonação do intermediário hidroxilado sem o auxílio de uma enzima oxidoredutase. O estudo das enzimas responsáveis pela produção de metabólitos secundários é importante na busca de novas alternativas sustentáveis para a produção dos mesmos. Nessas condições, friedelina sintase de Maytenus ilicifolia foi clonada e expressa em Saccharomyces cerevisiae e Escherichia coli, levando a sua obtenção em um sistema heterólogo. A obtenção da fração enriquecida com friedelina sintase, foi realizada em duas etapas cromatográficas: cromatografia por afinidade, utilizando uma coluna com resina Ni–NTA (ácido nitrilotriacético) e cromatografia de troca iônica com resina de troca aniônica. A presença e pureza de MiFRS foi avaliada por meio de eletroforese em gel desnaturante de poliacrilamida (SDS-PAGE) revelado com Coomassie e comparado com o perfil em Western Blot. As etapas de purificação removeram uma grande parte das proteínas contaminantes. Os estudos de mutação sitio dirigida in vivo foram realizados com quatro mutações: a troca de um resíduo de cisteína, na posição 369 por um resíduo de prolina (C369P), a troca de uma fenilalanina, na posição 473 por um triptofano (F473W), a troca de um resíduo de metionina, na posição 549 por um resíduo de serina (M549S) e a troca de uma leucina por uma fenilalanina, na posição 552 (L552F). As mutações C369P e F473W levaram a perda de função, além de não produzir qualquer outro triterpeno. Os mutantes M549S e L552F conservaram a atividade da enzima, produzindo friedelina e foram capazes de produzir β-amirina e α-amirina. Metabolic engineering has helped to improve or redirect metabolic pathways, making genetic modifications such as deletion or overexpression of genes and thus altering the activity of specific enzyme reactions. Friedelin is a pentacyclic triterpene found in the leaves of Celastraceae species, which has demonstrated numerous biological activities and is a precursor of quinonemethide, promising antitumoral. It is biosynthesized from 2,3-oxidosqualene cyclization and involves the maximum number of rearrangements for ketone formation by deprotonation of the hydroxylated intermediate without the aid of an oxidoreductase enzyme. The study of the enzymes responsible for the production of secondary metabolites is important in the search for new sustainable alternatives for their production. Under these conditions, friedelin synthase from Maytenus ilicifolia was cloned and expressed in Saccharomyces cerevisiae and Escherichia coli, leading to its obtention in a heterologous system. Enriched fraction with friedelin synthase was obtained in two chromatographic steps: affinity chromatography using a column with Ni–NTA resin (nitrilotriacetic acid) and ion exchange chromatography with anion exchange resin. The presence and purity of MiFRS was evaluated by polyacrylamide denaturing gel electrophoresis (SDS-PAGE) developed with Coomassie and compared to the Western Blot profile. The purification steps removed a large portion of the contaminating proteins. Site-directed mutation studies were performed with four mutations: exchanging a cysteine residue at position 369 for a proline residue (C369P), exchanging a phenylalanine residue at position 473 for a tryptophan residue (F473W), exchanging a methionine residue at position 549 for a serine residue (M549S) and exchanging a leucine residue for a phenylalanine residue at position 552 (L552F). Mutations C369P and F473W led to loss of function and produced no other triterpene. Mutants M549S and L552F retained enzyme activity, producing friedelin and were capable of producing β-amyrin and α-amyrin.

Submitted by Edineia Teixeira (edineia.teixeira@unioeste.br) on 2019-12-11T19:26:43Z No. of bitstreams: 2 Jorge_Bittencourt_2019.pdf: 1930756 bytes, checksum: c7e02b9c117d6466313a5fcc52644de0 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Made available in DSpace on 2019-12-11T19:26:43Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Jorge_Bittencourt_2019.pdf: 1930756 bytes, checksum: c7e02b9c117d6466313a5fcc52644de0 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2019-08-16 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Trabalho não financiado por agência de fomento, ou autofinanciado Os pesticidas são um dos grupos mais representativos de poluentes no ambiente devido ao seu grande uso na agricultura. No Brasil, o mercado de pesticidas agrícolas cresceu aproximadamente 176% na última década sendo quatro vezes maior que a média mundial, se tornando um dos líderes mundiais no consumo de agrotóxicos. Carbaril e carbofurano são pesticidas do grupo dos cabamatos. O carbofurano (PubChem CID 2566) de fórmula molecular C12H15NO3 é um éster carbamato que é utilizado como inseticida, cupinicida, acaricida e nematicida. O carbaril (PubChem CID 6129) de fórmula molecular C12H11NO2 é usado principalmente como inseticida. São derivados de ésteres do ácido carbâmico (CH3NO2) que é uma substância altamente instável. No presente trabalho, foram feitos estudos teóricos a partir de modelagem molecular dos pesticidas carbofurano e carbaril visando obter as propriedades estruturais e vibracionais destes compostos. Todos os cálculos foram realizados utilizando-se a Teoria do Funcional da Densidade (DFT), através do funcional híbrido Becke, Lee-Young-Par (B3LYP) e o conjunto de base 6-311+G(d,p). Primeiramente, foi realizado Scan Relaxado na Superfície de Energia Potencial (RPESS) e, em seguinda, os conformeros de mais baixa energia foram reotimizados. Finalmente, foram obtidos os modos normais de vibração e realizado os assinalamentos. Carbofurano e carbaril apresentaram um e dois conformeros de mais baixa energia, respectiviamente. Os espectros infravermelho e Raman dos conformeros do carbaril apresentaram resultados muito semelhantes Pesticides are one of the most representative groups of environmental pollutants due to their widespread use in agriculture. In Brazil, the agricultural pesticide market has grown approximately 176% in the last decade, being four times larger than the world average, becoming one of the world leaders in pesticide consumption. Carbaryl and carbofuran are pesticides from the cabamate group. Carbofuran (PubChem CID 2566) of molecular formula C12H15NO3 is a carbamate ester which is used as an insecticide, cupinicide, acaricide and nematicide. Carbaryl (PubChem CID 6129) of molecular formula C12H11NO2 is mainly used as an insecticide. They are derived from esters of carbamic acid CH3NO2 which is a highly unstable substance. In the present work, theoretical studies were made from molecular modeling of carbofuran and carbaryl pesticides aiming to obtain the structural and vibrational properties of these compounds. All calculations were performed using the Density Functional Theory (DFT), using the Becke hybrid functional Lee-Young-Par (B3LYP) and the 6-311+G(d,p) base set. Firstly, a Relaxed Scan on Potential Energy Surface (RPESS) was performed and then the lowest energy conformer was reoptimized. Finally, the normal modes of vibration were obtained and the notes made. Carbofuran and carbaryl presented one and two lower energy conformer, respectively. The infrared and Raman spectra of the carbine conformer presented very similar results

A problemática da multirresistência cruzada a diferentes classes de antibiótico MDR (Resistência a múltiplos fármacos) tem se tornado um acontecimento rotineiro na medicina atual, implicando em falha terapêutica. As bombas de efluxo colaboram de forma considerável para essa resistência aos agentes antibacterianos, a expressão desses mecanismos é controlada por reguladores transcricionais. TtgR é um regulador de ligação multidrogas da bomba TtgABC, presente em P. putida, ele apresenta uma forte similaridade com QacR, uma proteína de ligação de múltiplos fármacos de S. aureus. Expomos aqui três estruturas cristalográficas de TtgR, estirpe DOT-T1E, em complexo com o flavonoide Quercetina (QUE) e com os antibióticos Tetraciclina (TAC) e Cloranfenicol (CLM). Através de dados com estruturas cristalinas e simulações computacionais foi possível analisar as contribuições energéticas desses efetores ao sítio de ligação geral de TtgR utilizando a Teoria Funcional da Densidade (DFT) e do Método de Fracionamento Molecular com Capas Conjugadas (MFCC). Os resultados mostraram os valores energéticos de cada resíduo de aminoácido constituinte do bolso de interação com os ligantes em análise. Essa avaliação se deu em um raio de até 13,0 Å de distância dos fármacos. Esses efetores se acoplam a proteína TtgR de forma semelhante, compartilhando um core hidrofóbico, como: LEU93, LEU92, ILE141, VAL171 e VAL96. Foi constatado algumas interações específicas com aminoácidos polares, como ARG176, que se fez importante para os complexos TtgR-QUE e TtgR-TAC e a HIS70 para os complexos TtgR-TAC e TtgR-CLM. Essa caracterização energética nos fornecem informações relevantes para compreensão da resistência MDR, concomitante a novas possibilidades no planejamento de drogas frente a esse mecanismo de resistência. The problem of cross-resistance to different classes of MDR (multidrug resistance) antibiotic has become a routine event in current medicine, implying therapeutic failure. Efflux pumps collaborate considerably for this resistance to antibacterial agents, the expression of such mechanisms is controlled by transcriptional regulators. TtgR is a multidrug binding regulator of the TtgABC pump, present in P. putida, it exhibits strong similarity to QacR, a multiple drug binding protein of S. aureus. We show here three crystallographic structures of TtgR, DOT strain T1E, in complex with the flavonoid Quercetin (QUE) and with the antibiotics Tetracycline (TAC) and Chloramphenicol (CLM). Through data with crystalline structures and computational simulations, it was possible to analyze the energetic contributions of these effectors to the general bonding site of TtgR using the Functional Density Theory (DFT) and the Molecular Fractionation Method with Conjugated Layers (MFCC). The results showed the energetic values of each amino acid residue constituting the interaction pocket with the ligands under analysis. This evaluation occurred within a radius of up to 13.0 Å away from the drugs. These effectors couple to the TtgR protein in a similar way, sharing a hydrophobic core, such as: LEU93, LEU92, ILE141, VAL171 and VAL96. It was observed some specific interactions with polar amino acids, such as ARG176, which became important for the TtgRQUE and TtgR-TAC complexes and HIS70 for the TtgR-TAC and TtgR-CLM complexes. This energetic characterization provides us with information relevant to understanding MDR resistance, concomitant with new possibilities in drug planning versus this mechanism of resistance.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES As nanopartículas de ouro (AuNPs) fazem parte de um universo nanométrico biocompatível em que suas propriedades mecânicas, elétricas, magnéticas e opticas as tornam interessantes para aplicações biológicas. Essas convertem eficientemente a luz em calor, propriedade que as tornam altamente importante para detecções biológicas e terapêuticas. O interesse com as interações entre AuNPs e proteínas vêm crescendo continuamente na comunidade cientifica. Sua alta biocompatibilidade faz com que criem interações com moléculas biológicas contidas no plasma sanguíneo, formando uma coroa em sua superfície chamada de efeito corona, quando esse efeito possui predominância de proteínas, dá-se o nome de proteína corona (PC). Os efeitos imprevisíveis relacionados à PC afetam criticamente as respostas terapêuticas, nas quais as AuNPs têm como finalidade. Neste trabalho fizemos uma investigação via modelagem molecular clássica do efeito corona em nanopartículas de ouro (PC@AuNP) utilizando duas proteínas mais comuns no plasma sanguíneo, a lisozima humana (do inglês, lyzozyme, LYZ, PDB 2nwd) e a albumina humana (do inglês, human serum albumin, HSA, PDB 4k2c), com quatro tamanhos de AuNPs esféricas de 2, 4, 6 e 8 de diâmetro. As AuNPs, tiveram suas energias e geometrias otimizadas, e as proteínas tiveram suas energias e átomos leves otimizados, todas via modelagem clássica utilizando o campo de força Universal. Após otimizações, as AuNPs foram colocadas para interagir com cada proteína separadamente, realizando varreduras afim de obter os potenciais de energias de interação. Os resultados mostram a relação entre o potencial de energia de interação com a distância entre os centroides das AuNPs com as proteínas. As maiores energias potenciais são visualizadas e indicam as regiões preferenciais de interação das proteínas com cada AuNP. Os resultados das interações da lisozima com as AuNPs (LYS@AuNPs), sugerem que o aumento do tamanho das AuNPs é proporcional ao potencial de energia, e além disso essas possuem três regiões preferenciais de estabilização. Os resultados obtidos entre a albumina e as AuNPs (HSA@AuNPs), não apresentam uma direta proporção entre o aumento da AuNPs com o aumento do potencial de energia, mas também apresentaram três regiões preferenciais de interação Gold nanoparticles (AuNPs) are part of a biocompatible nanometric universe in which their mechanical, electrical, magnetic and optical properties make them interesting for biological applications. These efficiently convert light into heat, a property that makes them highly important for biological and therapeutic sensations. Interest in the interactions between AuNPs and proteins has been growing steadily in the scientific community. Its high biocompatibility causes them to create interactions with biological molecules contained in the blood plasma, forming a crown on its surface called the corona effect, when this effect has a predominance of proteins, it is called corona protein (PC). The unpredictable effects related to CP affect critically the therapeutic responses, in which the AuNPs have as purpose. In this work, we performed an investigation using classical molecular modeling of the corona effect in gold nanoparticles (PC @ AuNP) using two proteins most common in blood plasma, human lysozyme (lyzozyme, LYZ, PDB 2nwd) and human albumin English, human serum albumin, HSA, PDB 4k2c), with four spherical AuNPs of 2,4,6 and 8 nm in diameter. The AuNPs had their energies and geometries optimized, and the proteins had their energies and light atoms optimized, all via classical modeling using the Universal force field. After optimizations, the AuNPs were placed to interact with each protein separately, performing scans in order to obtain the potentials of interaction energies. The results show the relationship between the energy potential of interaction with the distance between the centroids of the AuNPs with the proteins. The highest potential energies are visualized and indicate the preferred regions of interaction of the proteins with each AuNP. The results of the interactions of lysozyme with AuNPs (LYS @ AuNPs), suggest that the increase of AuNPs size is proportional to the energy potential, and in addition these have three preferential stabilization regions. The results obtained between albumin and AuNPs (HSA @ AuNPs) do not present a direct proportion between the increase of AuNPs with increased energy potential, but also presented three preferential regions of interaction