Dinâmica não linear na análise de séries temporais resultantes do bloqueio na corrente iônica através do nanoporo individual da alfatoxina do Staphylococcus aureus

• Main Author: NEVES, Gesilda Florenço das
• Other Authors: NOGUEIRA, Romildo de Albuquerque
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal Rural de Pernambuco 2018
• Subjects: Staphylococcus aureus; Alfa-hemolisina; Sensoriamento estocástico; Alfatoxina; CIENCIAS AGRARIAS::MEDICINA VETERINARIA
• Online Access: http://www.tede2.ufrpe.br:8080/tede2/handle/tede2/7204

Submitted by Mario BC ([e-mail]) on 2018-04-20T12:24:13Z No. of bitstreams: 1 Gesilda Florenco das Neves.pdf: 2617368 bytes, checksum: 173578dfacb441e6db1e2b5fca6fbc1c (MD5) === Made available in DSpace on 2018-04-20T12:24:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gesilda Florenco das Neves.pdf: 2617368 bytes, checksum: 173578dfacb441e6db1e2b5fca6fbc1c (MD5) Previous issue date: 2017-06-28 === Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES === Statistical tools of nonlinear dynamics are widely used in the analysis and proper description of phenomena in the areas of chemistry, physics and biology. The increase in computational processing capacity, together with the development of programming languages and algorithms, enabled the availability of programs capable of simulation and prediction in phenomena that for some years would be impracticable. In this work, we used: Detrended Flutuation Analysis (DFA), Markov Modeling, Approximate Entropy (ApEn), Lempel Ziv Complexity (CLZ) and Recurrence Plot (RP) in the analysis of time series resulting from the blocking or unlocking in the chain Ionization through the individual nanopore of the alpha-hemolysin of Staphylococcus aureus (alpha-hemolysin), caused by the entry or translocation of monodisperse polyethylene glycol (PEG1294). All experiments were performed on lipid bilayers formed by diftanyl phosphatidylcholine at room temperature (25°C) and voltage clamping conditions employing a patch clamp amplifier. The aqueous solution was 4M KCl, pH 7.5, with the PEG at the concentrations of 400, 1000 or 2000M and the time series with a duration of at least 30 seconds were obtained for each of the PEG concentrations and in the potential transmembrane: 20, 40, 60, 80 and 100 mV. Each of the time series was segmented originating the series called TP's and TA's. The TP's and TA's series were composed respectively by the residence times or absence of PEG within the nanopore. . These events did not present correlation (αDFA = 0.5), followed a Markovian stochastic pattern, modeled by a two state process, presented high complexity (CLZ ~ 1 and ApEn ~ 2) and randomness as showed through RP (DET <100) and RQA. These theoretical results corroborate with the literature that affirm to be the kinetics of the analyte-nanopore interaction a stochastic phenomenon. === Ferramentas estatísticas de dinâmica não linear são amplamente empregadas na análise e descrição adequada de fenômenos nas áreas de química, física e biologia. O aumento na capacidade de processamento computacional, juntamente com o desenvolvimento de linguagens de programação e algoritmos possibilitaram a disponibilização de programas capazes de simulação e previsão em fenômenos que há alguns anos seriam inexequíveis. Neste trabalho empregaram-se: Análise de Flutuação Destendenciada (DFA), Modelagem de Markov, Entropia Aproximada (ApEn), Complexidade de Lempel Ziv (CLZ) e Gráfico de Recorrência (GR) na análise de séries temporais resultantes do bloqueio ou desbloqueio na corrente iônica através do nanoporo individual da alfa-hemolisina do Staphylococcus aureus (alfa-hemolisina), causado pela entrada ou translocação do polietilenoglicol (PEG1294) monodisperso. Todos os experimentos foram realizados em bicamadas lipídicas formadas por diftanoil fosfatidilcolina, a temperatura ambiente (25 °C) e condições de fixação de voltagem empregando um amplificador de patch clamp. A solução aquosa foi de KCl 4M, pH 7,5, com o PEG nas concentrações de 400, 1000 ou 2000 M e as séries temporais com duração de no mínimo 30 segundos foram obtidas para cada uma das concentrações de PEG e nos potenciais transmembrana: 20, 40, 60, 80 e 100 mV. Cada uma das séries temporais foi segmentada originando as séries denominadas TP’s e TA’s. As series TP’s e TA’s eram compostas respectivamente, pelos tempos de permanência ou ausência do PEG no interior do nanoporo. Esses eventos não apresentaram correlação de longo alcance (αDFA = , seguiram um padrão estocástico Markoviano, modelado por um processo de dois estados, apresentaram alta complexidade (CLZ e ApEn ) e se mostraram aleatório quando analisado através do GR (DET e do RQA. Os resultados teóricos corroboram com a literatura que afirma ser a cinética da interação analito-nanoporo um fenômeno estocástico.