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Simulação computacional de espectros Raman de líquidos iônicos; Molecular dynamics simulation of Raman spectra of ionic liquids

Cavalcante, Ary de Oliveira
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 11/08/2008 PT
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65.85%
Neste trabalho, conjuga-se teoria, experimento e simulação para o estudo de líquidos iônicos. As componentes observadas na região de freqüências baixas (compreendida entre 0 a 200 cm-1) nos espectros vibracionais são resultado da dinâmica roto-translacional e das interações intermoleculares. Dessa forma, as espectroscopias vibracionais são inseridas no contexto das técnicas adequadas para o estudo da dinâmica de líquidos. Na parte experimental deste trabalho, é discutida a dependência com a temperatura dos espectros Raman em freqüências baixas, como uma maneira para investigar os efeitos da vitrificação sobre a dinâmica dos líquidos iônicos. A simulação computacional pelo método da dinâmica molecular é utilizada de forma conjugada a modelos polarizáveis para descrever a evolução temporal da polarizabilidade, com o objetivo de simular os espectros Raman. A partir da comparação sistemática entre resultados obtidos de modelos distintos e da complementaridade das informações obtidas desses modelos, mostra-se um cenário geral para o estudo da relaxação da polarizabilidade em líquidos iônicos. O método da equalização da eletronegatividade (EEM) foi utilizado e um conjunto de parâmetros para os cátions do tipo 1-n-alquil-3- metil imidazólio é proposto para o cálculo da dinâmica das cargas atômicas parciais e da polarizabilidade no líquido resultante da interação das espécies polarizáveis com as vizinhas.; In this work...

Estudo da dinâmica molecular em copolímeros em bloco compostos de poli(metacrilato de metila), poli(ácido acrílico) e poli(acrilato de chumbo) por técnicas de ressonância magnética nuclear e análise térmica; Study of Molecular Dynamics in Copolymers of Poly (methyl methacrylate), poly (acrylic acid) and Poly (acrylate lead) by nuclear magnetic resonance and thermal analyses

Silva, André Luis Bonfim Bathista e
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 07/07/2009 PT
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65.93%
Esta tese envolveu o estudo da dinâmica molecular em copolímeros em bloco compostos de poli(metacrilato de metila) (PMMA), poli(ácido acrílico) (PAA) e Poli(acrilato de chumbo) (PAPb) por técnicas de Ressonância Magnética Nuclear e de análise térmica (DSC e DMTA). Estes copolímeros em bloco foram sintetizados visando a obtenção de compostos para serem utilizados, tanto como lentes oftálmicas com maiores índices de refração, como materiais dedicados à proteção radiológica, sendo estas duas propriedades de emprego individual ou integrado. Para o estudo destes materiais, as amostras foram confeccionadas com várias composições, incluindo aquelas nas formas puras contendo apenas um bloco, resultantes da combinação de dois blocos, e as triblocos, com diferentes quantidades relativas de PAPb, variando de 1 a 40%. Para o caso do PMMA, a dinâmica molecular é bem conhecida, sendo caracterizada por uma relaxação β, que envolve mais especificamente movimentos de seus ramos laterais e que ocorre dentro de um amplo intervalo de temperatura centrado em torno da ambiente, e pela transição vítrea, que envolve, predominantemente, movimentos da cadeia principal que ocorrem para temperaturas em torno de 100oC. Devido à extensão destes dois eventos em grandes intervalos de temperatura...

Estudo espectroscópico da dinâmica molecular e empacotamento em semicondutores orgânicos; Spectroscopic study of molecular dynamics and packing in organic semiconductors

Bernardinelli, Oigres Daniel
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 22/07/2011 PT
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65.86%
Neste trabalho estudamos a dinâmica molecular e o empacotamento em semicondutores orgânicos com diferentes tamanhos de cadeias conjugada usando uma estratégia de multi-técnicas, em particular Ressonância Magnética Nuclear (RMN), espalhamento de Raios-X de alto ângulo (WAXS), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), espectroscopia Raman e espectroscopias Ópticas de absorção UV-Vis e fluorescência. Nestes estudos utilizamos oligômeros de fluorenos, com 3, 5 e 7 unidades repetitivas e copolímeros multibloco conjugados/não-conjugados com as unidades conjugadas constituídas por unidades de fenileno de vinileno (PV) e as não-conjugadas formadas por unidades metilênicas. No estudo com oligômeros, foi mostrado que a capacidade e a forma de ordenamento das cadeias dependem do número de unidades repetitivas, com o Pentâmero possuindo uma tendência muito maior de cristalização. Essa conclusão foi suportada por cálculos teóricos ab-initio, que mostraram que a conformação de menor energia do pentâmero favorece as interações intercadeias e, portanto, o ordenamento de longo alcance. Os resultados referentes aos estudos de dinâmica molecular corroboraram essas características e mostraram que a ativação dos movimentos moleculares nas fases amorfas dos oligômeros são predominantemente dependentes dos comprimentos das cadeias oligoméricas...

Estudos por modelagem e dinâmica molecular integradas a técnicas físicas para biomoléculas em solução - interação de receptores nucleares a elementos responsivos no DNA e dinâmica inter-domínios da celobiohidrolase I; Integrated experimental biophysics and molecular dynamics simulations of biomolecules in solution - the interaction of nuclear receptors with DNA response elements and the inter-domain dynamics of Cellobiohydrolase I

Lima, Leonardo Henrique França de
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 26/09/2011 PT
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65.89%
Movimentos coletivos prestam um papel fundamental na dinâmica e energética de biomoléculas em solução. Estes movimentos permitem o acoplamento de regiões significativamente distantes, apresentando considerável influência, por exemplo, no alosterismo para a formação de complexos macromoleculares e no funcionamento integrado de proteínas multidomínios como "máquinas moleculares". Neste trabalho de doutoramento, serão apresentados os resultados referentes à aplicação conjunta de técnicas experimentais biofísicas, de modelagem estrutural e de dinâmica molecular no estudo de dois sistemas para os quais estes movimentos coletivos demonstram considerável importância funcional. Para a interação do receptor nuclear do ácido 9-cis-retinóico com seu elemento responsivo específico no DNA (HRE), a comparação de estudos de dinâmica molecular com ensaios de afinidade por anisotropia de fluorescência sugere que a resistência inicial para a associação do monômero, seguida da acentuada colaboratividade na associação do dímero é regida por um impedimento da associação do domínio de ligação ao DNA (DBD) para o primeiro à sequência responsiva devido, em última análise, a uma não complementaridade dos modos coletivos mútuos. Este impedimento para a associação monomérica inicial é mais acentuado para o monômero 5' (para o qual a menor especificidade de ligação à seqüência específica já é bem documentada)...

Mobilidade da hélice 12 de receptores nucleares: comparação entre simulações de dinâmica molecular e experimentos de anisotropia de fluorescência; Nucler receptor's helix 12 mobility: comparison between molecular dynamics simulations and fluorescence anisotropy experiments

Batista, Mariana Raquel Bunoro
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 15/02/2013 PT
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65.83%
Receptores nucleares formam uma superfamília de proteínas responsáveis pela regulação da expressão de genes. Estruturalmente, são formados por três domínios: um domínio N-terminal bastante variável, um domínio altamente conservado de ligação com o DNA e um domínio C-terminal, menos conservado, denominado domínio de ligação com o ligante (LDB). Diversos experimentos mostram que a interação com o ligante afeta a estrutura e a mobilidade da hélice C-terminal dos receptores nucleares (hélice 12 do domínio de ligação com o ligante), sendo o principal mecanismo de ativação e repressão da transcrição. As primeiras estruturas de LBDs de receptores nucleares revelaram importantes diferenças entre estruturas contendo ligantes (holo) e estruturas apo, principalmente no que diz respeito a posição da hélice 12: em estruturas apo, foi observada a H12 em uma conformação aberta, expondo o sítio de ligação com o ligante, enquanto que em estruturas holo, foi observada a H12 em uma conformação fechada, dobrada sobre o corpo do LBD e envolvendo completamente o ligante. Essa diferença sugeriu um mecanismo para a entrada e saída de ligantes do sítio de ligação denominado modelo da ratoeira, entretanto, esse modelo apresenta diversas inconsistências e tem sido desacreditado. Estudos experimentais e teóricos recentes mostram que a hélice 12 é mais móvel na ausência de ligantes...

Caracterização estrutural e dinâmica de sistemas CdxPb1-xF2: um estudo por dinâmica molecular; Dynamical and structural characterization of CdxPb1-xF2 systems: a molecular dynamics study

Picinin, Adalberto
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 21/12/2007 PT
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65.82%
Estudos experimentais de sistemas mistos contendo os fluoretos PbF2 e CdF2 vêm revelando o importante potencial tecnológico desses materiais. No entanto, o comportamento tanto estrutural quanto dinâmico desses materiais ainda não é completamente compreendido. A proposta desta tese é a contribuição no entendimento amplo desses sistemas utilizando uma simulação atomística feita por Dinâmica Molecular. Com uso de um potencial efetivo de pares promissor foi possível descrever as propriedades estruturais, dinâmicas e térmicas destes sistemas avaliando-se também a dependência da composição nestas propriedades. As simulações foram realizadas no ensemble NPT (número de partículas, pressão e temperatura constantes) permitindo acompanhar as variações de energia e volume do sistema durante os processos de aquecimento e resfriamento. Foram observadas as descontinuidades nas transições sólido-líquido e líquido-sólido durante estes processos. Esse ensemble aproxima a simulação da realidade experimental uma vez que em geral experimentos são realizados a pressão atmosférica. Na primeira parte dos resultados foram criadas soluções sólidas ideais construídas a partir da rede perfeita do PbF2 onde são escolhidos alguns dos íons de Pb que são substituídos aleatoriamente por íons de Cd. Os resultados da caracterização estrutural destes sistemas foram comparados com medidas de EXAFS mostrando excelente acordo e validando o potencial proposto. Uma vez que o potencial mostrou-se coerente na descrição das interações destes três íons...

Molecular Dynamics simulations of track formation at different ensembles

Moreira, Pedro A.F.P.; Guedes, Sandro; Tello Saenz, Carlos; Hadler, Julio C.
Fonte: Universidade Estadual Paulista Publicador: Universidade Estadual Paulista
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: 68-72
ENG
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65.82%
A series of Molecular Dynamics simulations of thermal spikes has been run in zircon. For two different ensembles: microcanonical one and a combination of microcanonical one acting on the simulation core with Langevin one on the side walls of simulation. Depending on the used ensemble, different track-formation threshold energies were found. When the combined ensemble is carried out, the total energy of the simulations varies with the temperature which can influence how annealing fission-track models should deal with the lattice recovery. A fission-track annealing model is tested with the simulation results. © 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Assembling a xylanase-lichenase chimera through all-atom molecular dynamics simulations

Cota, Junio; Oliveira, Leandro C.; Damásio, André R.L.; Citadini, Ana P.; Hoffmam, Zaira B.; Alvarez, Thabata M.; Codima, Carla A.; Leite, Vitor B.P.; Pastore, Glaucia; De Oliveira-Neto, Mario; Murakami, Mario T.; Ruller, Roberto; Squina, Fabio M.
Fonte: Universidade Estadual Paulista Publicador: Universidade Estadual Paulista
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: 1492-1500
ENG
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65.83%
Multifunctional enzyme engineering can improve enzyme cocktails for emerging biofuel technology. Molecular dynamics through structure-based models (SB) is an effective tool for assessing the tridimensional arrangement of chimeric enzymes as well as for inferring the functional practicability before experimental validation. This study describes the computational design of a bifunctional xylanase-lichenase chimera (XylLich) using the xynA and bglS genes from Bacillus subtilis. In silico analysis of the average solvent accessible surface area (SAS) and the root mean square fluctuation (RMSF) predicted a fully functional chimera, with minor fluctuations and variations along the polypeptide chains. Afterwards, the chimeric enzyme was built by fusing the xynA and bglS genes. XylLich was evaluated through small-angle X-ray scattering (SAXS) experiments, resulting in scattering curves with a very accurate fit to the theoretical protein model. The chimera preserved the biochemical characteristics of the parental enzymes, with the exception of a slight variation in the temperature of operation and the catalytic efficiency (k cat/Km). The absence of substantial shifts in the catalytic mode of operation was also verified. Furthermore, the production of chimeric enzymes could be more profitable than producing a single enzyme separately...

Dinamica molecular de articaina em membranas POPC; Molecular dynamics of articaine in POPC membranes

Erica Teixeira Prates
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 03/08/2009 PT
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65.86%
Neste trabalho foi feito o estudo das interações da articaína, um anestésico local de ampla aplicação médico-odontológica, com membranas modelo de POPC (palmitoil-oleil-fosfatidilcolina) em condições próximas às biologicamente relevan- tes empregando-se simulações computacionais de dinâmica molecular. Em uma primeira etapa, empregamos métodos quânticos para modelar a articaína com base no campo de força CHARMM. Das simulações de equilíbrio da articaína em POPC, foi possível obter informações como o seu comportamento conformacional e sua posi- ção transversal na bicamada, assim como suas interações especícas com os lipídios. Os estudos foram realizados para os estados neutro e protonado da articaína, consi- derando também seus isômeros ópticos. Estas análises, em conjunto com resultados experimentais de H-RMN realizados pela Prof. Eneida de Paula (IB-UNICAMP) e pelo Prof. Leonardo F. Fraceto (Dpto. de Eng. Ambiental - UNESP, Sorocaba - SP), demonstram que a articaína, em sua forma neutra, posiciona-se preferencial- mente na interface membrana/água, onde interage frequentemente com os lipídios através de ligações de hidrogênio. Através de ferramentas como perfil de densidade eletrônica do sistema...

Dinâmica molecular de zeólitos com matriz flexível; Molecular dynamics of zeolites with flexible framework

Tatiana Mello da Costa Faro
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 21/02/2011 PT
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65.83%
Zeólitos são aluminossilicatos cuja estrutura consiste em tetraedros TO4 (com T=Si,Al) que compartilham todos os seus vértices com os tetraedros vizinhos, formando uma rede tridimensional altamente porosa e de baixa densidade. A substituição de Si por Al na matriz zeolítica leva à formação de uma carga total negativa, contrabalanceada pela presença de cátions trocáveis no material. Os zeólitos são objetos de estudo importantes por serem muito usados na indústria como peneiras moleculares, trocadores iônicos e catalisadores. A localização dos cátions trocáveis nos sítios cristalográficos de um zeólito e a identidade desses cátions são fatores que governam a adsorção de gases e outras moléculas pequenas no zeólito e o comportamento catalítico dos zeólitos. Embora várias técnicas experimentais sejam usadas para caracterizar tais cátions, é comum ocorrerem situações nas quais alguns dos cátions trocáveis não conseguem ser localizados com exatidão pelos métodos experimentais; nesses casos, estudos computacionais por simulações de Dinâmica Molecular (DM) são bastante úteis para ajudar a elucidar o posicionamento dos cátions trocáveis na estrutura zeolítica e as suas respectivas mobilidades. Neste trabalho...

Simulações de dinâmica molecular do receptor ativado de proliferadores de peroxissomos isoforma y; Molecular dynamics simulations of the peroxisome proliferator-activated receptor isoform y

Rodrigo Leandro Silveira
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 30/07/2010 PT
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O Receptor Ativado de Proliferadores de Peroxissomos Isoforma g (PPARg ) é uma proteína pertencente à superfamília dos Receptores Nucleares. Através da ligação de pequenas moléculas, o PPARg controla a transcrição de genes ligados à diferenciação de adipócitos e ao metabolismo de glicose e de lipídeos. O PPARg tem uma enorme cavidade de ligação que permite a ligação de várias moléculas estruturalmente distintas que geram respostas fisiológicas também distintas. O PPARg é o receptor de uma classe de drogas antidiabéticas cujo principal representante é a rosiglitazona. Além disso, diversos ligantes naturais ativam o receptor e, recentemente, foi descoberto que ácidos graxos de cadeia média podem se ligar e ativar o PPARg . A estrutura cristalográfica do PPARg na presença de ácido nonanóico mostrou que havia 3 ligantes simultaneamente ligados ao receptor. Neste trabalho, utilizamos simulações de dinâmica molecular para investigar a dinâmica do PPARg ligado à rosiglitazona e aos ácidos nonanóico, cáprico e láurico. Observamos que a rosiglitazona não ocupa todo o sítio de ligação, havendo uma complementaridade entre o ligante e o receptor na base do domínio de ligação. Os ácidos graxos, por outro lado...

Dinâmica molecular e peridynamics aplicadas a nanotecnologia : um estudo sobre filmes finos e nanofios metálicos; Molecular dynamics and peridynamics applied to nanotechnology : a study of thin films and metallic nanowires

Zenner Silva Pereira
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 11/10/2013 PT
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65.9%
Nas últimas décadas uma geração de nanodispositivos foi desenvolvida. Estes dispositivos nanoeletrônicos são fabricados por novas técnicas fundamentadas em física, química e engenharia. Muitos desses nanomateriais têm suas propriedades físicas alteradas pelo efeito de tamanho, por causa desses novos efeitos é importante entender como estes dispositivos trabalham propriamente a fim de encontrarmos formas de obter novas aplicações baseadas nestes novos efeitos. Nanofios metálicos estão sendo largamente estudados tanto teoricamente como experimentalmente. Recentemente uma nova possibilidade de soldagem foi mostrada experimentalmente entre nanofios de ouro em temperatura ambiente, sem necessidade de aplicação de calor adicional e com baixa pressão, chamada de solda fria (cold welding). Usando Dinâmica Molecular (MD) com potenciais efetivos, nós simulamos o processo de soldagem fria em nanofios de ouro, prata e ouro-prata com diâmetros de 4.3nm em 300 K. Nós mostramos que a soldagem fria é um processo possível até mesmo quando os nanofios sofrem fortes deformações e defeitos antes do processo de soldagem. Durante o processo de soldagem os nanofios resultaram com poucos defeitos. Pequenas pressões foram necessárias para que a soldagem fosse atingida. Nós também realizamos cálculos de Dinâmica Molecular com embedded-atom-method para modelar o crescimento de filmes-finos de paládio depositados em um substrato de ouro para um sistema de aproximadamente 100 mil átomos. Nós mostramos que o filmes-finos de paládio cresceu sob stress sobre o substrato de ouro. Após a deposição de 9 monocamadas o stress armazenado no filmes de paládio relaxou formando defeitos na estrutura do cristal. Defeitos do tipo falhas de empilhamento surgiram nos filmes de paládio formando um padrão de deformação no mesmo. Para quantificar o stress nós também calculamos a evolução do tensor de stress durante o crescimento. Existem fenômenos físicos como fraturas em materiais que são caracterizados pela quebra das ligações atômicas que levam a efeitos macroscópicos. Para estudarmos este tipo de problema...

Bases moleculares da diminuição da capacidade funcional do receptor de androgênio mutado estudadas por simulações de dinâmica molecular; Molecular basis of functional impairment of androgen receptor mutants studied by molecular dynamics simulations

Julio Cesar Araujo da Silva
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 14/12/2012 PT
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65.83%
Receptores de androgênio (AR) são membros da superfamília de receptores nucleares que incluem os receptores de esteroides, entre outros. O AR liga os esteroides sexuais endógenos diidrotestosterona e testosterona. O desenvolvimento normal do fenótipo masculino e do sistema reprodutivo necessita de ações pré- e pósnatais promovidas pela interação do AR com esses hormônios. Mutações no gene do receptor de androgênio podem levar a várias doenças como o câncer de próstata e a síndrome de insensibilidade ao androgênio (AIS). Substituições diferentes no mesmo resíduo de aminoácido podem resultar em impactos variáveis na atividade do receptor levando a diferentes graus de AIS. Um grande número de mutações tem sido reportado para o AR envolvendo AIS e células tumorais de câncer de próstata e sua localização e função podem ajudar a entender como essas doenças devem ser tratadas. Entretanto, pouco se sabe sobre como as mutações mudam a estrutura e a dinâmica do AR, uma vez que apenas poucas estruturas cristalográficas de mutantes foram obtidas. Neste trabalho, apresentamos estudos de simulação de dinâmica molecular de algumas estruturas do AR humano com mutações localizadas no domínio de ligação do ligante (LBD) em comparação com a estrutura nativa complexadas com o ligante sintético metiltrienolona (R1881). Nosso objetivo é investigar as bases moleculares das mudanças sutis no receptor causadas pelas mutações que afetam sua afinidade pelo ligante R1881. Embora nenhum dos resíduos mutados deste estudo interajam diretamente com o ligante...

Simulações de dinamica molecular dos receptores do hormonio tireoidiano; Molecular dynamics simulations of thyroid hormone receptors

Leandro Martinez
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 29/03/2007 PT
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65.85%
Receptores nucleares (NRs) formam uma superfamília de fatores de transcrição. Os receptores de hormônios mais conhecidos são os receptores do ácido retinóico, do estrógeno, da progesterona, os dos glucocorticóides e os receptores do hormônio tireoideano (TRs). Os NRs são formados por três domínios: um domínio N-terminal que contém um fator de transcrição, um domínio de ligação com o DNA e um domínio ao qual os hormônios se ligam (LBD). O domínio de ligação com os hormônios é o maior dos três, sendo formado por cerca de 260 resíduos, 12 a-hélices e poucas e pequenas folhas-b. Aqui apresentamos estudos da dinâmica dos LBDs dos TRs. Os TRs são responsáveis pelo controle do metabolismo basal, pelo consumo de gorduras e ácidos graxos, e pelo controle da atividade cardíaca. Há fundamentalmente duas isoformas de TRs: TRa e TRb. Ligantes seletivos para uma das isoformas têm um grande valor farmacológico. As estruturas cristalográficas dos LBDs, no entanto, têm permitido apenas uma apreciação parcial das relações entre a estrutura e a função dos TRs. Aspectos dinâmicos dos LBDs parecem ter uma importância fundamental em vários mecanismos fisiológicos. Neste trabalho, apresentamos estudos de vários aspectos da dinâmica molecular dos LBDs dos receptores do hormônio tireoideano. Técnicas não-convencionais de simulações de dinâmica molecular são usadas...

Molecular dynamics calculation of mean square displacement in alkali metals and rare gas solids and comparison with lattice dynamics

Heiser, Gernot A.
Fonte: Brock University Publicador: Brock University
Tipo: Electronic Thesis or Dissertation
ENG
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65.9%
Molec ul ar dynamics calculations of the mean sq ua re displacement have been carried out for the alkali metals Na, K and Cs and for an fcc nearest neighbour Lennard-Jones model applicable to rare gas solids. The computations for the alkalis were done for several temperatures for temperature vol ume a swell as for the the ze r 0 pressure ze ro zero pressure volume corresponding to each temperature. In the fcc case, results were obtained for a wide range of both the temperature and density. Lattice dynamics calculations of the harmonic and the lowe s t order anharmonic (cubic and quartic) contributions to the mean square displacement were performed for the same potential models as in the molecular dynamics calculations. The Brillouin zone sums arising in the harmonic and the quartic terms were computed for very large numbers of points in q-space, and were extrapolated to obtain results ful converged with respect to the number of points in the Brillouin zone.An excellent agreement between the lattice dynamics results was observed molecular dynamics and in the case of all the alkali metals, e~ept for the zero pressure case of CSt where the difference is about 15 % near the melting temperature. It was concluded that for the alkalis...

Modeling Flexibility of Protein-DNA and Protein-Ligand Complexes using Molecular Dynamics; Modellierung der Flexibilität von Protein-DNA und Protein-Ligand Komplexen mit Hilfe von Molekulardynamischen Simulationen

Fischer, Nina M.
Fonte: Universidade de Tubinga Publicador: Universidade de Tubinga
Tipo: Dissertação
EN
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65.86%
Molecular dynamics simulations provide valuable insights into the inherent flexibility of biomolecules and complement the static structures obtained from X-ray crystallography. Structural dynamics of proteins and alterations at protein-DNA and protein-ligand binding interfaces can thus be investigated. Regulation of gene expression plays a pivotal role in cellular processes and is modulated by special proteins binding to specific DNA sequences. WRKY proteins represent a large protein family in plants and are involved in the regulation of developmental processes, such as leaf senescence, as well as in the response to abiotic and biotic stress situations. The highly conserved WRKY DNA-binding domain recognizes predominantly the ‘TTGACC’ W-box consensus sequence. Since all WRKY proteins prefer this DNA sequence motif, it remains unclear so far how stimulus-specific responses are mediated. The W-box sequence might be more degenerate and yet undetected differences at the protein-DNA binding interface might exist. With molecular modeling and molecular dynamics simulations we constructed a first three-dimensional WRKY-DNA complex at atomic detail. Our modeling approach facilitates the investigation of structural differences and similarities of WRKY DNA-binding domains in complex with DNA while accounting for flexibility. Complexes of N- and C-terminal DNA-binding domains of AtWRKY33 with DNA and in silico binding free energy predictions gave a first indication that the N-terminal domain interacts with DNA in a similar way as the C-terminal domain. Additionally...

Elementary steps in aqueous proton transfer reactions : a first principles molecular dynamics study

Thomas, Vibin
Fonte: Université de Montréal Publicador: Université de Montréal
Tipo: Thèse ou Mémoire numérique / Electronic Thesis or Dissertation
EN
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65.84%
La nature des acides dans un environnement aqueux est primordiale dans de nombreux aspects de la chimie et de la biologie. La caractéristique principale d'un acide est sa capacité à transférer un proton vers une molécule d'eau ou vers n'importe quelle base, mais ce procédé n'est pas aussi simple qu'il y paraît. Il peut au contraire être extrêmement complexe et dépendre de manière cruciale de la solvatation des différents intermédiaires de réaction impliqués. Cette thèse décrit les études computationnelles basées sur des simulations de dynamique moléculaire ab initio qui ont pour but d'obtenir une description à l'échelle moléculaire des divers procédés de transferts de proton entre acide et bases dans un milieu aqueux. Pour cela, nous avons étudié une serie de système, dont l'acide hydrofluorique aqueux, l'acide trifluoroacétique aqueux, et un système modèle constitué d'un phénol et d'une entité carboxylate reliés entre eux par une molécule d'eau en solution aqueuse. Deux états intermédiaires ont été identifiés pour le transfert d'un proton depuis un acide. Ces intermédiaires apparaissent stabilisés par un motif local de solvatation via des ponts H. Leurs signatures spectroscopiques ont été caractérisées au moyen de la spectroscopie infrarouge...

Simulação por dinâmica molecular de sistemas envolvendo o receptor ativador da proliferação de peroxissomo; Molecular dynamics simulations of the peroxisome proliferator-activated receptors

Clarisse Gravina Ricci
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 06/10/2014 PT
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65.9%
Simulação por dinâmica molecular de sistemas envolvendo o Receptor Ativador da Proliferação de Peroxissomo. O Receptor Nuclear conhecido como PPAR possui um papel central na regulação do metabolismo da glicose e dos ácidos graxos, e, por esta razão, está intimamente relacionado às chamadas ‘doenças modernas’ – tais como obesidade e diabetes tipo II. Este trabalho de doutorado teve como objetivo usar a dinâmica molecular, entre outras ferramentas computacionais, para estudar em nível molecular aspectos estruturais e dinâmicos dos PPARs, que possam fornecer informações relevantes para a compreensão dos seus mecanismos de ação. Neste contexto, foram abordados quatro problemas específicos: 1) Estudo dos movimentos correlacionados e da dinâmica essencial descrita pelo heterodímero intacto PPAR/RXR ancorado ao DNA, cuja estrutura foi apenas recentemente publicada. Este estudo revelou a existência de correlações mecânicas entre regiões distantes do complexo, que ajudam a explicar comunicações alostéricas demonstradas experimentalmente. 2) Estudo comparativo do efeito do estado oligomérico para a dinâmica do LBD do PPAR e para os caminhos de dissociação do ligante. Neste trabalho, mostramos que o estado complexado afeta a formação de pontes salinas importantes para o processo de dissociação do ligante. 3) Estudo da importância da ocupação do -pocket no PPAR subtipo...

Experimental measurement and molecular dynamics simulation of diffusivities in supercritical mixtures; Medição experimental e simulação de dinâmica molecular de difusividades em misturas supercríticas

Vaz, Graça Raquel Veiga
Fonte: Universidade de Aveiro Publicador: Universidade de Aveiro
Tipo: Tese de Doutorado
ENG
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65.84%
This work focuses diffusivities due to their importance in the design and simulation of rate-controlled processes. Three approaches are followed: phenomenological modeling through the development of predictive macroscopic models, molecular dynamics simulations, and experimental measurement by the chromatographic peak broadening technique. Self-diffusion coefficients of model and real fluids were firstly studied using entropy based scaling laws. Rosenfeld, Dzugutov and Bretonnet expressions were tested using a large database previously compiled, involving 1727 data points. It was shown that they fail in the entire range of density and temperature, and that diffusivity depends not only on residual entropy but also on the size/geometry of the molecule (through a chain size parameter). For these reasons, a new universal correlation using artificial neural networks was proposed, which relates self-diffusivities with residual entropy and chain size parameter. It is valid for both model and real fluids, whether spherical or asymmetrical, polar or non-polar (global AARD = 9.13%). Moreover, a simple analytical expression was devised for spherical systems, and provides only 4.61% of error based uniquely on residual entropy. Three modified hydrodynamic expressions were proposed to accurately estimate tracer diffusivities (D12) in supercritical carbon dioxide (SC-CO2)...

Event-driven molecular dynamics simulations of protein mixtures

Cyran, Marek
Fonte: Rochester Instituto de Tecnologia Publicador: Rochester Instituto de Tecnologia
Tipo: Tese de Doutorado
EN_US
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65.85%
The structure of liquids is central to their thermodynamic properties and is described in a probabilistic manner. The structure is a consequence of the forces between the molecules and may be investigated with the use of many techniques. One of these techniques is the use of computer simulation, and in particular the techniques are called Monte Carlo Statistical Thermodynamic simulation, and Molecular Dynamics. In this thesis we construct a program that is capable of carrying out Event-Driven Molecular Dynamics simulation of mixtures of particles that have stepwise constant pair potential energies. We have implemented our simulation for the case of square-well particles that have a hard impenetrable core surrounded by a attractive potential well. Such mixtures are important for understanding the behavior of biological macromolecules at the high concentrations that occur in living cells. To test our implementation we have compared the resulting pair correlation functions with those that result from Monte Carlo simulations. While these pair correlation functions are in rather close agreement there remain discrepancies that remain to be resolved.