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Estudio computacional de la relación estructura-función en globinas

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Autores/as: Leonardo Boechi ; Darío A. Estrin

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Institución detectada Año de publicación Navegá Descargá Solicitá
No requiere 2011 Biblioteca Digital (FCEN-UBA) (SNRD) acceso abierto

Cobertura temática: Ciencias de la computación e información  

Las globinas son una familia de proteínas solubles, que poseen un grupo hemo unido generalmente de manera no covalente a la proteína. Sus representante má famosos son la hemoglobina y la mioglobina, responsables del transporte y almacenamiento de oxígeno en mamíferos Las globinas se clasifican en varias subfamilias, una de ellas se denominan hemoglobinas truncadas (trHb) y se las ha encontrado en plantas, hongos y bacterias. En muchos casos pertenecen a microorganismos patógenos para el hombre como M. tuberculosis, M. leprae, y C jejuni entre otros. Las globinas poseen la capacidad de reaccionar frente a ligandos diatómicos (O 2, NO, etc) que les permite actuar como reservorios de dichos ligandos, transporte o detección de los mismos o realizando reacciones de óxido reducción en procesos fundamentales para la supervivencia de los microorganismos patógenos en los organismos donde se alojan. Por esta razón, en la presente tesis se estudiaron los determinantes moleculares que regulan la reactividad de las globinas (fundamentalmente trHbs) frente a ligandos diatómicos, utilizando métodos de simulación computacional. Por un lado se realizaron estudios de los diferentes mecanismos mediante los cuales se regula la migración de los ligandos hacia el sitio activo. Y por el otro, los mecanismos de estabilización de los ligandos cuando se encuentran coordinados al grupo hemo, dentro de la proteína. El estudio de ambos procesos mencionados, resulta fundamental para comprender la función que estas proteínas desempeña en los organismos a los cuales pertenecen. Con el objeto de alcanzar una visión global de los fenómenos estudiados, se investigaron diferentes miembros de la misma sub familia, emparentados evolutivamente entre si. De esta forma se logró una comprensión más amplia de cada uno de los fenómenos. Las herramientas computacionales utilizadas están basadas principalmente en dos metodologías: aquellas basadas en la mecánica clásica para analizar procesos dinámicos de los sistemas, combinado con un novedoso esquema (teorema de Jarzynski) que permite obtener perfiles de energía libre de los procesos; y esquemas híbridos clásico/cuánticos (QM/MM) que permiten simular reactividad química en sistemas grandes como son las hemoproteínas. Dado que las simulaciones computacionales son herramientas muy poderosas cuando se las encuentran combinadas con resultados experimentales, se ha trabajado en colaboración con grupos experimentales para potenciar los alcances de las simulaciones, y a su vez validar los modelos utilizados. Los resultados de la presente tesis, permitieron comprender la estructura de canales internos que poseen las globinas; así como también, la dinámica del sitio activo que regula la afinidad y la reactividad en las mismas. En particular, se reconciliaron resultados aparentemente contradictorios, respecto de la relación entre la estructura de canales internos y las constantes cinéticas de asociación; se identificaron residuos críticos altamente conservados en esta familia, que resultan fundamentales para los procesos de migración de ligandos; se encontraron y caracterizaron fenómenos de hexacoordinación interna dual en una trHb de una bacteria antártica; se caracterizó la estabilización de diferentes ligandos (CO, O2 SH­, F­) en estas proteínas; y finalmente se encontró una relación muy importante entre la protonación de un residuo de histidina y la migración de O2 en la mioglobina.
tesis Acceso Abierto
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Estudio computacional de las propiedades ópticas de nanomateriales captadores de luz

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Autores/as: Candela Mansilla Wettstein ; Cristian Gabriel Sánchez ; Eduardo Andres Coronado ; Ezequiel Pedro Marcos Leiva ; Liliana B. Jimenez ; Darío Ariel Estrin

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Institución detectada Año de publicación Navegá Descargá Solicitá
No requiere 2019 Repositorio Digital Universitario (SNRD) acceso abierto

Cobertura temática: Ciencias físicas - Ciencias químicas  

Tesis (Doctora en Ciencias Químicas) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2019
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Estudio computacional de modelos de hielo de spin

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Autores/as: María Victoria Ferreyra ; Santiago Andrés Grigera

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Institución detectada Año de publicación Navegá Descargá Solicitá
No requiere 2017 SEDICI: Repositorio Institucional de la UNLP (SNRD) acceso abierto

Cobertura temática: Ciencias naturales - Ciencias físicas  

La variedad de fenómenos que presentan los sistemas magnéticos frustrados, acompañados de la transiciones de fase exóticas producidas por los efectos de campos magnéticos externos, despertó el interés en su estudio en los últimos años. En este trabajo, abordamos a partir de simulaciones computacionales el estudio de distintos sistemas frustrados utilizando, en particular, un método Monte Carlo reciente: el algoritmo de Wang-Landau. En la primera parte del trabajo, el énfasis se encuentra en el estudio del modelo clásico para hielos de spin con interacciones a primeros vecinos. Aprovechando las ventajas del algoritmo utilizado, exploramos las propiedades del modelo y su dinámica bajo la acción de un campo magnético aplicado en las direcciones [111] y [100]. Presentamos, además, un caso especial en el que el mismo modelo (spines tipo Ising sobre una red pirocloro) con interacciones antiferromagnéticas exhibe un comportamiento inusual: el fenómeno de orden por desorden. En una segunda parte, profundizamos las investigaciones realizadas con respecto a la entropı́a residual de modelos de hielo en redes con distintas geometrı́as. Estudiamos los efectos de tamaño finito y de superficie de los sistemas, constrastando nuestros resultados con los antecedentes en el tema. Por último, presentamos un sistema magnético frustrado bidimensional que puede ser considerado modelo de hielo. Estudiamos los efectos que la anisotropı́a de forma produce sobre la transición de fase que presenta, en particular, la conversión de una transición de Kasteleyn en una sucesión de transiciones de primer orden.
tesis Acceso Abierto
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Estudio computacional de reacciones químicas en entornos acuosos

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Autores/as: María Dolores Elola ; Daniel Laria

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Institución detectada Año de publicación Navegá Descargá Solicitá
No requiere 2002 Biblioteca Digital (FCEN-UBA) (SNRD) acceso abierto

Cobertura temática: Ingeniería química  

En este trabajo hemos estudiado aspectos dinámicos y de equilibrio relacionados con procesos reactivos que toman lugar en agregados acuosos, mediante técnicas de simulación de Dinámica Molecular. La metodología empleada consiste en un esquema mixto cuántico-clásico, que involucra un cálculo de estructura electrónica sobre una porción del sistema -aquella en la cual la densidad electrónica cambia sustancialmente durante la reacción- en conjunto con potenciales empíricos de campo medio para modelar el solvente. Investigamos en primer lugar la dinamica del desprendimiento electrónico en Ioduro producido por una excitación electrónica, en agregados acuosos, Iˉ(H2O)n, con N entre 6 y 100. Nuestro objetivo estuvo focalizada en el análisis de los efectos térmicos y de tamaño sobre los mecanismos microscópicos que gobiernan la reacción de desprendimiento. Nuestras simulaciones indican que la excitación electrónica genera estados electrónicos altamente difusos en los agregados más pequeños, favoreciendo la estabilización del solvente. Los tiempos característicos del proceso de relajación del solvente resultaron ser del orden de 0.05-0.1 p8. En segundo lugar estudiamos la reacción de disociación de ácido nítrico en agregados acuosos, HNO3(H20)n. Para ello utilizamos la metodología mixta, resolviendo el problema de estructura electrónica a través del formalismo de los Funcionales de la Densidad (DFT). Un aspecto importante de nuestra motivación fue saber el número mínimo de moléculas de agua necesarias para convertir la disociación del ácido en un proceso espontáneo. Al respecto, nuestras simulaciones muestran la existencia de un valor umbral por debajo del cual la disociación no ocurre, que se encuentra entre 3 ≤ N ≤ 10. Finalmente estudiamos la dinamica de la reacción de transferencia de protón entre ácido bromhídrico y el ion hidroxilo que toma lugar en agregados acuosos pequeños, con N = 2 y 6 moléculas de agua. En este último caso agregamos un ingrediente más en la modelización del solvente, incorporando explícitamente los efectos de polarización.
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Estudio computacional del efecto promocional del cobalto en agregados aislados de Mo y Co como modelo de catalizadores de hidrodesulfuración

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Autores/as: Julián del Plá ; Reinaldo Pis Diez

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Institución detectada Año de publicación Navegá Descargá Solicitá
No requiere 2019 SEDICI: Repositorio Institucional de la UNLP (SNRD) acceso abierto

Cobertura temática: Ciencias químicas  

Estudio computacional de clusters pequeños de Mo y Co como modelos de catalizadores de hidrodesulfuración.En este trabajo se construyeron modelos simples del sitio activo del catalizador más común en la reacción de hidrodesulfuración (HDS) a partir de cluster bimetalicos de Mo y Co. Se hizo interactuar a los mismos con una molécula de prueba, el tiofeno, para determinar que tipos de cambio se producen en el sistema y, así, tratar de estimar el efecto catalítico de la interacción. En los casos donde los efectos catalíticos son mas importantes, se estudiaron las características electrónicas para determinar el rol de los átomos de Co en la interacción.Los modelos desarrollados, si bien presentan algunas falencias, permiten reproducir el efecto catalítico observado en la reacción real.
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Estudio computacional del efecto promocional del Cobalto en agregados aislados de Mo y Co como modelo de catalizadores de hidrodesulfurización

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Autores/as: Julian del Pla ; Reinaldo Pis Diez

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Institución detectada Año de publicación Navegá Descargá Solicitá
No requiere 2019 CONICET Digital (SNRD) acceso abierto

Cobertura temática: Ciencias químicas  

Estudio computacional de clusters pequeños de Mo y Co como modelos de catalizadores de hidrodesulfuración.En este trabajo se construyeron modelos simples del sitio activo del catalizador más común en la reacción de hidrodesulfuración (HDS) a partir de cluster bimetalicos de Mo y Co. Se hizo interactuar a los mismos con una molécula de prueba, el tiofeno, para determinar que tipos de cambio se producen en el sistema y, así, tratar de estimar el efecto catalítico de la interacción. En los casos donde los efectos catalíticos son mas importantes, se estudiaron las características electrónicas para determinar el rol de los átomos de Co en la interacción.Los modelos desarrollados, si bien presentan algunas falencias, permiten reproducir el efecto catalítico observado en la reacción real.
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Estudio computacional del receptor GABAA α1β2γ2 y su interacción con moléculas de interés biológico en el sitio de unión de benzodiazepinas

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Autores/as: María Julia Amundarain ; Marcelo Daniel Costabel

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No requiere 2019 CONICET Digital (SNRD) acceso abierto

Cobertura temática: Ciencias físicas  

Los receptores GABAA son canales iónicos activados por ligandos y funcionan como los principales mediadores de la inhibición en el sistema nervioso central de mamíferos. Están formados por cinco subunidades dispuestas alrededor de un poro central conductor de iones. Cada combinación de subunidades presenta una función y localización determinada, de las cuales el subtipo α1β2γ2 es el más abundante en el ser humano. Los receptores GABAA intervienen en una miríada de procesos neurológicos y su desregulación genera las denominadas canalopatías. Por lo cual, el estudio de estos sistemas es indispensable para el desarrollo de fármacos y de tratamientos para mejorar la calidad de vida. En este trabajo de tesis se propone el estudio in silico del receptor GABAA α1β2γ2 mediante el empleo de técnicas de bioinformática y biofísica computacional, que incluyen simulaciones de docking molecular, dinámica molecular y técnicas de muestreo avanzado. Se desarrolló un modelo por homologia del receptor empleando el receptor GABAA homopentámero de subunidades β3. El modelo fue validado a través de un cuidadoso análisis de su estereoquímica y su estabilidad mediante simulaciones de dinámica molecular. A continuación, se realizó un exhaustivo análisis de la unión de compuestos a dos sitios de unión en el dominio extracelular del modelo: el sitio ortostérico (donde se unen los ligandos que actúan directamente sobre la activación del canal) y el sitio de unión de gran afinidad de las benzodiazepinas (moduladores alostéricos). Los modos de unión encontrados fueron contrastados con información experimental disponible y se halló muy buena concordancia. El trabajo finalizó con el primer estudio computacional sobre la interacción putativa entre este receptor y la proteína DBI y fragmentos peptídicos derivados de su digestión. Este análisis permitió elaborar, por primera vez, una hipótesis respecto a los residuos involucrados en la interacción.
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Estudio conductométrico de la velocidad de la reacción EtOOC_COO- + OH- > -OOC_COO- + EtOH

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Autores/as: Angélica R. Daró ; Heberto A. Puente

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Institución detectada Año de publicación Navegá Descargá Solicitá
No requiere 1947 Biblioteca Digital (FCEN-UBA) (SNRD) acceso abierto
a) Hemos determinado mediante una técnica conductométrica la velocidad de la reacción COOˉ COOˉ | + HOˉ | EtOH COOEt COOˉ en soluciones acuosas a una temperatura de 25,00 ± 0,0l°C. El valor más probable es: m COOK m | = HONa - 0,0025 k = 23,8 ± 1,0 molˉ¹ 1 minˉ¹ COOEt b) Hemos verificado que el método gráfico adoptado para el cálculo de K de esta reacción es adecuado. c) Empleamos en el puente de conductividad un oscilador Transitron y un circuito indicador de equilibrio del puente que se funda en el empleo de un "ojo eléctrico". d) Hemos comprobado la eficacia del dispositivo de vidrio utilizado para la reacción (mezclador) con el que se pueden realizar las siguientes operaciones dentro del baño termostato: termostatización de las soluciones de los reactivos, mezcla de las mismas de manera que en un momento dado los caudales escurridos sean iguales, pasaje a la célula de conductividad donde tiene lugar la reacción.
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Estudio conductométrico de la velocidad de la reacción representada por la ecuación (Co (NH3)5 Cl)++ + OH- = (Co(NH3)5OH)++ + Cl- en solución acuosa

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Autores/as: Alberto L. M. Lelong ; Heberto A. Puente

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Institución detectada Año de publicación Navegá Descargá Solicitá
No requiere 1942 Biblioteca Digital (FCEN-UBA) (SNRD) acceso abierto
Fil:Lelong, Alberto L. M.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.
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Estudio conformacional de compuestos organofosforados y sus mecanismos de acción tóxica

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Autores/as: Guido Enrique Mastrantonio Garrido ; Carlos Omar Della Védova ; Héctor Di Loreto ; Adolfo Marcelo Iribarren ; Gerardo D. Castro

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Institución detectada Año de publicación Navegá Descargá Solicitá
No requiere 2003 SEDICI: Repositorio Institucional de la UNLP (SNRD) acceso abierto

Cobertura temática: Medicina clínica  

Estudios espectroscópicos de pequeños organofosforados (OPs) dan cuenta de la existencia de terceros confórmeros a temperatura ambiente. Estos constituyen los primeros resultados experimentales que evidencian un comportamiento multiconformacional ya predicho mediante resultados teóricos. En el análisis de este fenómeno se asocia el efecto sobre la flexibilidad molecular, que decrece en el sentido del aumento del peso del calcógeno unido por doble enlace al átomo de fósforo. A partir de estos resultados, y por extensión al comportamiento biológico de los OPs, se han encontrado relaciones fundamentales entre las diferencias de libertad conformacional y los mecanismos de acción tóxica asociados a OP pequeños determinados por la inhibición de la acetilcolinesterasa, de manera que el comportamiento conformacional puede ser suficiente para explicar ciertos aspectos de la interacción de estos organofosforados con el sitio activo de esta enzima. Estos resultados se obtienen aplicando metodologías QSAR (Quantitative Structure Activity Relationships) junto con el desarrollo de distintos Descriptores Conformacionales.