Ressonância paramagnética eletrônica de onda contínua e pulsada em sistemas de interesse biológico

Este trabalho relaciona-se à aplicação das técnicas de Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) de onda contínua e pulsada em sistemas de interesse biológico e ambiental, bem como técnicas computacionais de análise espectral. No estudo realizado em uma amostra padrão de ácido húmico, revimos técnicas de onda contínua e analisamos os limites de validade dessas técnicas, comparando os resultados com técnicas pulsadas e simulações. Ainda nesse estudo, determinamos a presença de metais como Fe(lII) e Cu(II), e, para este último, a presença de ligantes \' 14 ANTPOT.N\' e \'16 ANTPOT. 0\'. Utilizando um birradical sintético, verificamos os limites teóricos de aplicação das técnicas de Coerência de Duplo Quantum (CDQ ou C2Q), demonstrando que mesmo em presença de interação de troca forte, particularmente, pode-se determinar distàncias através da interação elétron-elétron. Os resultados são corroborados por experimentos de RPE de onda contínua, através da determinação do parâmetro de desdobramento de campo zero, D, assim como simulações moleculares. No estudo de uma proteína da família das septinas, cuja estrutura cristalográfica não se encontra disponível até o momento, demonstramos mudanças conformacionais induzidas por exposição à temperatura de \'37 GRAUS\'C e pela presença de uréia. Essas mudanças relacionam-se à formação de fibras e agregados, cujo papel no desenvolvimento de doenças neurodegenerativas tem sido apontado e estudado.A teoria e aspectos numéricos do Método da Diagonalização Filtrada (FDM), desenvolvido recentemente para análise espectral de alta resolução de sinais temporais, são revistas. Algumas aplicações do método são discutidas e detalhadas, entre elas uma recente aplicação do FDM que consiste no cálculo computacional dos campos de ressonância associados à ressonância eletrônica de varredura de campo em freqüência constante

This work is concerned with the application of the continuous and pulsed wave Electron Paramagnetic Resonance (EPR) in systems of biological and environmental interest, as well as with the development of computational techniques for spectral analysis. In the study of a standard humic acid sample, we reviewed the continuous wave techniques to establish their validity limits, comparing their results with those of the pulsed ones. With this sample, we also determined the presence of metais, Fe(III) and Cu(II), and the existence of 14N e 160, as ligands to the Cu. By means of a synthetic biradical, we verified the theoretical application limits of the Double Quantum Coherence (DQC) techniques, demonstrating that even in the presence of unresolved hyperfine interactions and strong exchange coupling, distances can be determined from the electron-electron interaction. Results are in agreement with the determination of the zero-field splitting parameter, D, by continuous wave EPR measurements and molecular simulations. In the study of a protein of the family of septins, whose crystallographic structure is not available at present, we observed conformational changes induced by temperature exposition at 37°C and by the presence of urea. These changes relate with the formation of fibers and agzregates, whose role in development of cancer and neurodegenerative diseases has been pointed out and studied. The theory and numerical aspects of the recently developed Filter Diagonalization Method (FDM) for high-resolution spectral analysis of transiel signals are reviewed. Some applications of the FDM to 1D time signals are discussed and detailed, one of them consisting of the application of the FDM in the computation of the eigenfields associated to the field-swept fixed-frequency resonance