Especiação química do cobre e concentração de nutrientes na Lagoa da Conceição, Florianópolis, SC

TCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Curso de Química.Nos dias 18 de dezembro de 1998 e dia 19 fevereiro de 1999 foram coletadas amostras de agua de superfície em 6 pontos da Lagoa da Conceição (area 19,2 km 2 ) e um no mar com o objetivo de caracterizar algumas das mais importantes formas do elemento cobre, além de identificar possíveis fontes de contaminação por esgotos através das análises de nitrato e fosfato. A estação Marina foi a que apresentou a maior concentração de cobre nas duas amostragens (23,4 nmo/L e dezembro e 8,1 nmol/L em fevereiro), podendo ser este oriundo das tintas utilizadas nos cascos dos barcos e dos esgotos domésticos. Em dezembro a estação Marina foi a que apresentou a menor concentração de clorofila-a (0,5 _ig/L) e maior concentração de cobre lábil (11,2 nmol/L), já em fevereiro houve um decréscimo na concentração de cobre (5,2 nmol/L) e um aumento na concentração de clorofila-a (5,5 1.ig/L) indicando que o excesso de cobre presente no local poderia estar prejudicando o desenvolvimento da comunidade fitoplanctônica da região. Cerca de 50% do cobre dissolvido nas Lagoas da Conceição e do Pen i encontra-se na forma de fortes complexos com a matéria orgânica, o que diminui sua toxicidade para a biota e ressalta a importância de se avaliar a especiação química para se avaliar a qualidade das aguas. A Lagoa do Pen, mesmo tendo uma concentração de material particulado menor que a Lagoa da Conceição, apresentou a maior fração de cobre lixiviável (37%) que pode ser proveniente dos organismos clorofilados. As concentragóes média de nitrato (0,43 ± 0,32 nmol/L) e fosfato (0,12 ± 0,11 nmol/L) encontradas são características de ambientes oligotróficos e meso-eutrófico, respectivamente. As concentrações de cobre encontradas na Lagoa da Conceição são bem inferiores ao maxima tolerável, na resolução do Conselho Nacional do Meio Ambiente n° 20 de 1986. As análises da agua do mar certi fi cada CRM-403 demonstraram que o método utilizado neste trabalho para a determinação de cobre tem boa exatidão e precisão. As faixas de concentrações para as diversas espécies de cobre em dezembro de 1998 foram: cobre lábil de 1,7 a 11,2 nmol/L, iv cobre dissolvido total de 3,0 a 23,3 nmol/L, cobre dissolvido mais particulado lixiviável de 3,7 a 25,7 nmol/L. Já na amostragem de fevereiro de 1999 os valores foram: cobre lábil de 1,0 a 5,2 nmol/L, cobre dissolvido total de 2,6 a 8,1 nmol/L e cobre dissolvido mais particulado lixiviável de 4,4 a 7,4 nmol/L. Neste trabalho utilizou-se a voltametria de redissolução catódica para avaliar as concentrações de cobre nas amostras. Sua principal vantagem é que a fração lábil do metal pode ser avaliada sem nenhum tratamento prévio das amostras, minimizando assim riscos de contaminação

Determination of biosorption mechanism in biomass of agave, using spectroscopic and microscopic techniques for the purification of contaminated water

[Abstract] Lead (Pb2+) and copper (Cu2+) are polluting metals due to their toxicity; however, the extraction of these metals is essential for economic development, so it is important to look for efficient and low-cost alternatives that can remove heavy metals from the various bodies of water. One of the alternatives used in this work is biosorption, for which an agroindustrial waste (epidermis from Agave atrovirens) was used to evaluate the affinity of removal of lead and copper in aqueous solutions; in addition, spectroscopy and microscopy techniques were used to elucidate and corroborate the removal and affinity capacity of the agave epidermis for both metals studied. The optimal pH value for the removal of both metals was 3. The adsorption isotherms yielded a qmax of 25.7 and 8.6 mg/g for lead and copper, respectively. Adjusting to the Langmuir-Freundlich model, the adsorption kinetics were pseudo-second order, and it was found that the equilibrium time was at 140 min. The spectroscopy and microscopy analyses corroborated the affinity between metals and functional groups of the agave, as well as with the elemental analysis, which reported 17.38% of lead and 4.25% of copper.[Resumen] El plomo (Pb2+) y el cobre (Cu2+) son metales contaminantes debido a su toxicidad; sin embargo, la extracción de estos metales es indispensable para el desarrollo económico, por lo que es importante buscar alternativas eficientes y de bajo costo que puedan remover metales pesados de los diversos cuerpos de agua. Una de las alternativas utilizadas en este trabajo es la biosorción, para la cual se utilizó un residuo agroindustrial (epidermis de Agave atrovirens), para evaluar la afinidad de remoción del plomo y cobre en soluciones acuosas; adicionalmente, se emplearon técnicas de espesctroscopía y microscopía que permitieron elucidar y corroborar la capacidad de remoción y afinidad que tuvo la epidermis de A. atrovirens para ambos metales estudiados. El valor óptimo de pH para la remoción de ambos metales fue 3. Las isotermas de adsorción arrojaron una qmax de 25.7 y 8.6 mg/g para el plomo y cobre, respectivamente. Ajustando al modelo de Langmuir-Freundlich, las cinéticas de adsorción resultaron de pseudo-segundo orden, se encontró que el tiempo de equilibrio es a los 140 min. El análisis espectroscópico y microscópico, corroboró la afinidad entre metales y grupos funcionales del agave, así como con el análisis elemental, el cual reportó 17.38% de plomo y 4.25% de cobre

Desenvolvimento de modelos de machine learning baseados em QSAR-3D para predição de novos candidatos a fármacos inibidores da proteina CCR-5, para o tratamento de HIV/AIDS

Orientador: Prof. Anderson AraMonografia (especialização) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Curso de Especialização em Data Science e Big DataInclui referênciasResumo: Introdução. C-C receptor quimiocina tipo 5 (CCR-5), é uma proteína encontrada na superfície das células de defesa (linfócitos e macrófagos). A CCR-5 é a estrutura à qual o vírus HIV (vírus da imunodeficiência humana) se liga para invadir a célula hospedeira causando o desenvolvimento da AIDS (síndrome da imunodeficiência adquirida). Neste estudo, foram desenvolvidos modelos de machine learning (ML) baseados em relação estrutura atividade quantitativa (QSAR) para predizer compostos com bioatividade inibitória contra a proteína CCR-5 para o tratamento de HIV.Material e métodos. Umconjunto de dados experimentais não reduntantes de 2929 compostos com valores de bioatividade inibitória (expressa em IC50) contra a proteína CCR-5 foram colectados na base de dados CHEMBL e empregados para desenvolver modelos de ML baseados em QSAR, visando predizer a sua bioatividade. Esses 2929 compostos foram descritos usando Pubchem fungreprint e 32 diferentes algorítmos de ML foramtreinados e testados. A avaliação do desempenho dos modelos foi feita utilizando as métricas R2,MSE, RMSE, MAE e tempo de treinamento. Cada umdos cinco melhores modelos de ML foi aplicado o método SHAP value visando identificar as features (descritores) mais importantes na predição da bioatividade dos compostos contra HIV. Resultados. Os cinco melhores modelos de ML que tiveram melhor desempenho na predição da bioatividade inibitória contra a proteína CCR-5 para o tratamento de HIV foram: Random Forest (RF), Histogram Gradient Boosting (HGBM), LGBM, Bagging e KNN, cujos valores de capaciadde preditiva (R2) variaram entre 82-87%. Conclusão. Neste estudo, foramdesenvolvido cinco modelos de ML (RF, HGBM, LGBM, Bagging e KNN) para predizer a bioatividade inibitória dos compostos contra a proteína CCR-5 para a descoberta de novos fármacos contra HIV. Esses modelos deML podem ser usados como um filtro de seleção de novas moléculas, que podem ser testadas nos experimentos in vitro e in vivo que visam a descoberta de novos fármacos inibidores da proteína CCR-5 para o tratamento potencial de HIVAbstract: Introduction. C-C chemokine receptor type 5 (CCR-5) is a protein found on the surface of defense cells (lymphocytes and macrophages). CCR-5 is the structure to which the HIV virus (human immunodeficiency virus) binds to invade the host cell causing the development of AIDS (acquired immunodeficiency syndrome). In this study, machine learning (ML) models based on quantitative structure activity relationship (QSAR) were developed to predict compounds with inhibitory bioactivity against the CCR-5 protein for the treatment of HIV. Material e métodos. A non-redundant experimental dataset of 2929 compounds with inhibitory bioactivity values (expressed in IC50) against the CCR-5 protein were collected from the CHEMBL database and used to develop QSAR-based ML models to predict their bioactivity. These 2929 compounds were described using PubChem fingerprint and 32 different ML algorithms were trained and tested. The evaluation of the performance of theML models was made using the metrics R2, MSE, RMSE, MAE and training time. Each of the five best ML models was applied the SHAP values method to identify the most important features (descriptors) in predicting the bioactivity of compounds against HIV. Results: The five best ML models that had the best performance in predicting the inhibitory bioactivity against the CCR-5 protein for the treatment of HIV were: Random Forest (RF), Histogram based Gradient Boosting (HGBM), LGBM, Bagging and KNN, whose predictive capacity values (R2) ranged between 82-87Results. The five best ML models that had the best performance in predicting the inhibitory bioactivity against the CCR-5 protein for the treatment of HIV were: Random Forest (RF), Histogram based Gradient Boosting (HGBM), LGBM, Bagging and KNN, whose predictive capacity values (R2) ranged between 82-87%. Conclusion. In this study, five ML models (RF, HGBM, LGBM, Bagging and KNN) were developed to predict the inhibitory bioactivity of compounds against the CCR-5 protein for the discovery of new drugs against HIV. These ML models can be used as a selection filter for new molecules, which can be tested in in vitro and in vivo experiments aimed at discovering new CCR-5 protein inhibitor drugs for the potential treatment of HIV

Doença de Wilson e o metabolismo do cobre

Dissertação de mest., Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Univ. do Algarve, 2012A doença de Wilson é uma desordem genética rara que afeta o metabolismo do cobre. Esta doença é caracterizada pela acumulação de cobre no organismo e é causada por mutações no gene ATP7B que codifica uma Cu2+-ATPase, uma proteína transportadora de cobre, localizada no complexo de Golgi dos hepatócitos. Esta dissertação tem como objetivo analisar os sistemas envolvidos no metabolismo do cobre, bem como os mecanismos de ação dos fármacos usados na doença de Wilson, e sugerir possíveis novas abordagens terapêuticas para esta doença. No diagnóstico da doença de Wilson são analisados diversos parâmetros bioquímicos, nomeadamente: ceruloplasmina sérica, cobre sérico, excreção urinária de cobre e concentração hepática de cobre. É feita também a observação de anéis de Kayser – Fleischer e podem ser realizados estudos genéticos, de forma a complementar o diagnóstico que se torna muitas vezes difícil pois muitos sintomas e alterações nestes parâmetros podem estar associados a outras patologias. O metabolismo do cobre inclui canais de cobre, proteínas “chaperone”, proteínas que contêm cobre, Cu2+-ATPases e ainda proteínas que atuam como quelantes do metal. O mecanismo de transporte de Cu2+ associado à hidrólise de ATP pela Cu2+-ATPase, através de um mecanismo E1/E2, é semelhante ao da Ca2+-ATPase. Contudo estas ATPases apresentam algumas diferenças estruturais e funcionais. De cinco fármacos utilizados no tratamento da doença de Wilson, a maior parte (British Anti-lewisite, penicilamina, trientina e tetramolibdato) apresenta um mecanismo de ação através da terapia de quelação e apenas um, o zinco, atua intracelularmente aumentando proteínas quelantes de cobre, bloqueando assim os efeitos tóxicos deste

Copper Homeostasis in the Filamentous Ascomycete Aspergillus nidulans.

237 p.El objetivo de esta tesis doctoral ha sido el estudio de la homeostasis del cobre en el hongo filamentoso Aspergillus nidulans. El cobre es un oligoelemento necesario para la vida, pero en cantidades superiores a las necesarias tiene efectos nocivos. Debido a esta propiedad el cobre ha sido utilizado como antimicrobiano en la agricultura en cantidades inconmensurables generando un problema medioambiental. Los resultados de la tesis están divididos en tres capítulos: En el primero, por una parte se detallan los resultados de un experimento de RNA-seq que compara el transcriptoma del hongo en condiciones vegetativas y condiciones de toxicidad por cobre, y por la otra, se describe el sistema de internalización de cobre de alta afinidad que posee el organismo, las proteínas responsables de dicha internalización, su regulación y su sublocalización celular. El segundo capítulo se centra en el mecanismo de detoxificación que el hongo posee para evitar un exceso de cobre dentro de la célula. Se describe el método de detoxificación que posee el hongo, la proteína que lleva a cabo el proceso, su regulación, su localización subcelular y la regulación de todo el sistema mediante un factor de transcripción. En el último capítulo, se describe la metodología seguida para buscar posibles inhibidores de posibles ¿targets¿ del sistema de homeostasis del cobre para potenciar el efecto de fungicidas basados en cobre y así poder bajar las dosis de cobre

A Bayesian Approach for Decision Making on the Identification of Genes with Different Expression Levels: An Application to Escherichia coli Bacterium Data

A common interest in gene expression data analysis is to identify from a large pool of candidate genes the genes that present significant changes in expression levels between a treatment and a control biological condition. Usually, it is done using a statistic value and a cutoff value that are used to separate the genes differentially and nondifferentially expressed. In this paper, we propose a Bayesian approach to identify genes differentially expressed calculating sequentially credibility intervals from predictive densities which are constructed using the sampled mean treatment effect from all genes in study excluding the treatment effect of genes previously identified with statistical evidence for difference. We compare our Bayesian approach with the standard ones based on the use of the t-test and modified t-tests via a simulation study, using small sample sizes which are common in gene expression data analysis. Results obtained report evidence that the proposed approach performs better than standard ones, especially for cases with mean differences and increases in treatment variance in relation to control variance. We also apply the methodologies to a well-known publicly available data set on Escherichia coli bacterium

Resistencia a la pudricion y estabilidad dimensional de madera juvenil de Pinus radiata D.Don impregnada con complejo tanino-cobre

91 p.La presente tesis muestra el comportamiento preliminar de un complejo químico compuesto por taninos de corteza de Pinus radiata y el elemento químico cobre en forma de cloruro de cobre (CuC12), cuyas soluciones fueron impregnadas, en dos etapas, a madera juvenil de pino radiata a fin de observar su efecto en la resistencia a la pudrición y estabilidad dimensional, en idénticas condiciones de tratamiento. En el ensayo de estabilidad dimensional se impregno la madera con taninos naturales y CuC12 a contenidos de humedad inicial de la madera de 15 y 20%, no observando ninguna disminución significativa en la contracción de la madera para las condiciones de ensayo probadas. Por su parte, en el ensayo de resistencia a la pudrición se probaron taninos naturales y taninos sulfatados en complejo con cobre, exponiendo la madera impregnada al ataque del hongo Coriolus versicolor. Se logró controlar la acción de esta a una retención menor a 1,35 Kg/m3 de cobre correspondiente a la más baja concentración probada en este ensayo. La formación del quelato entre tanino y cobre contribuye a controlar la lixiviación del cobre, registrándose un 24,8% de lixiviación para la menor retención eficaz

Propriedades espectroscópicas, térmicas e eletroquímicas de complexos de cobre com poli(2-vinilpiridina)

TCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Curso de Química.O trabalho consiste no estudo dos espectros vibracionais na região do infravermelho, das curvas de termogravimetria e calorimetria exploratória diferencial para os complexos formados entre poli(2-vinilpiridina) (P2VP) e os sais de cobre: cloreto de cobre(II) e sulfato de cobre(II). Os resultados indicam que a complexação com o cloreto de cobre(II) ocorre pela formação de ligação entre o íon Cu(II) e os átomos de nitrogênio dos anéis piridínicos, e que a presença e concentração dos íons Cu(II) afetam decisivamente as propriedades térmicas do polímero para este caso. Para os complexos formados entre o polímero poli(2-vinilpiridina) e sulfato de cobre(II), a complexação também se dá através de formação de ligação entre o íon Cu(II) e os átomos de nitrogênio dos anéis piridínicos. Uma interpretação mais detalhada dos espectros vibracionais na região do infravermelho na região que caracteriza o tipo de coordenação do sulfato fica prejudicada devido a sobreposição de bandas com o polímero puro. Através das análises térmicas de calorimetria exploratória diferencial e termogravimetria pôde-se observar mudanças nas propriedades térmicas do polímero e que essas mudanças são dependentes da concentração dos íons Cu(II). Ambos os complexos apresentam uma antecipação na temperatura de degradação e um valor de Tg maior quando comparados ao do polímero puro, sendo observada uma maior variação do valor de Tg para os complexos formados com sulfato de cobre. A voltametria cíclica realizada no sistema eletrodo de cobre e soluções 0,1 mol.L-1 de P2VP e KSCN mostrou que o polímero poli(2-vinilpiridina) apresenta uma boa potencialidade como inibidor de corrosão para o cobre e, que o filme responsável por tal comportamento deva ser um complexo envolvendo Cu(I), P2VP e ânions tiocianato

Efeito da adição da parte aérea de plantas de cobertura na fitotoxidade de cobre em solo cultivado com videira.

A calda bordalesa é um fungicida cúprico utilizado para prevenção do Míldio que, quando utilizado em excesso, eleva os teores de cobre no solo e, assim, podendo se tornar tóxico às plantas. As plantas de cobertura durante o processo de decomposição liberam substâncias que podem se ligar ao cobre e mitigar o efeito fitotóxico. O objetivo deste trabalho foi analisar a influência da adição da parte aérea de diferentes plantas de cobertura no comportamento produtivo da videira crescendo sob ação de alta concentração de cobre no solo. O experimento foi realizado em casa de vegetação. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com três repetições, combinando as gramíneas aveia e azevém, a leguminosa ervilhaca, e nabo forrageiro com duas doses de cobre e modo de distribuição das plantas de cobertura. Avaliou-se o crescimento do ramo das plantas. Os resultados demonstram que o cobre em excesso limitou o crescimento das mudas de videira e as plantas de cobertura ao longo do tempo, vão perdendo a influência no crescimento das mudas. O excesso de cobre no solo diminuiu a altura das mudas de videira. A localização das plantas no solo não interfere no crescimento das plantas. As plantas de cobertura perderam a influência no crescimento da videira com o passar do tempo.Resumo expandido