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May 16
5 PM
(Brasilia time)
Fotônica não-linear: pulsos ultracurtos no desenvolvimento de novas tecnologias
Cleber Renato Mendonça (IFSC - USP)
A Fotônica não-linear, embora ainda seja uma área em pleno desenvolvimento, vêem recebendo enorme atenção devido ao seu potencial tanto para a geração de novas tecnologias, quanto para o entendimento de aspectos fundamentais da interação da luz com a matéria no regime de altas intensidades. Esta área tem sido impulsionada pelo desenvolvimento de lasers com pulsos de ultracurtos, os quais apresentam altas intensidades de pico e larga banda espectral. O impacto tecnológico da Fotônica se faz presente desde dispositivos para comunicações ópticas até aplicações em medicina, tendo ainda relevante repercussão econômica em nível mundial.
Nesta palestra, serão apresentados os esforços que vem sendo realizados no Grupo de Fotônica do IFSC/USP no desenvolvimento de novos materiais fotônicos, assim como na produção de estruturas fotônicas com pulsos de femtossegundos, desde a fabricação de estruturas 3D para fotônica integrada, incluindo micro-lasers e guias não lineares, até o desenvolvimento de plataformas para Biofotônica, visando aplicações em sensores, testes de fármacos e estudos de aspectos fundamentais do desenvolvimento de céculas e bactérias em micro-ambientes.
July 11
5 PM
(Brasilia time)
Singlets, doublets, and triplets in a protein: A study of a biological electron transfer reaction
Judy Kim
Biological systems have evolved to optimize electron transfer (ET) and proton transfer (PT) reactions in proteins. While most redox centers utilize metal cofactors, a small and important class of ET reactions utilize amino acid radical intermediates. This seminar focuses on tryptophan as a redox-active amino acid that undergoes proton-coupled ET (PCET) in a model protein azurin. The spectroscopic data reveal the role of the excited states in the photoinduced generation of the tryptophan radical in azurin and shed light on the PT pathway. These results will be discussed in the context of multi-step ET reactions in more complex biological systems.
September 26
5 PM
(Brasilia time)
Amostragem conformacional de moléculas em solução com método Monte Carlo
Henrique Musseli Cezar
(Hylleraas Centre for Quantum Molecular Sciences, University of Oslo)
Simulações moleculares com campos de força clássicos são uma ferramenta frequentemente utilizada para a amostragem de propriedades termodinâmicas, determinação de estruturas, e para fornecer uma visão atomística de experimentos. O método mais amplamente utilizado para esse tipo de simulação é sem dúvida a dinâmica molecular (MD). Entretanto, métodos de Monte Carlo (MC) também podem ser utilizados. Ambos os métodos são a princípio equivalentes quando o objetivo é a amostragem configuracional, tendo a MD a vantagem de permitir a análise da dinâmica e evolução temporal, e o MC a vantagem de poder gerar configurações de forma probabilística, sem a necessidade de seguir um caminho sobre a superfície de energia potencial, o que pode resultar em uma amostragem mais eficiente. Contudo, não há ainda uma metodologia de MC que possa ser considerada eficiente e bem estabelecida para a amostragem dos graus de liberdade internos de moléculas com complexidade arbitrária.
Neste seminário irei mostrar como o método Configurational Bias Monte Carlo (CBMC) utilizado com um esquema de fragmentos pode ser eficiente para a amostragem conformacional de moléculas em solução. No método que será apresentado, fragmentos de complexidade arbitrária podem ser conectados com o movimento CBMC, produzindo uma amostragem eficiente mesmo em casos onde as barreiras conformacionais são intransponíveis para a MD convencional. O método apresentado está disponível em uma nova versão do software DICE que também conta com melhorias gerais como paralelização, lista de vizinhos e modernização do código.
November 21
5 PM
(Brasilia time)
Bacterial Outer Membrane Simulations: Why Atomistic Models Remain Useful?
Thereza A. Soares (USP)
YouTube link : https://youtu.be/YzjfibHzlzI
In the last decades, computational simulations of large and chemically complex systems within meaningful time scales have become possible due to significant advances in theory, software, and hardware. These advances significantly expanded the capabilities and accuracies of computational techniques for the investigation of chemical, biological, and physical processes. One class of chemically complex systems is exemplified by the cell wall of Gram-negative bacteria. The outer membrane in this multi-layered cell structure is predominantly composed of lipopolysaccharides (LPS), a highly charged, highly flexible and highly hydrated molecules. Furthermore, the bacterial outer membrane is quite responsive to environmental conditions, which prompt structural and chemical modifications of the membrane and enhances the organism ability to evade the host immune defense. For this reason, LPS exhibits physical chemical properties that differ from conventional phospholipids and require the development of new molecular models and approaches that account for such differences. In this presentation, I will provide an overview of the last decade efforts towards a more accurate representation and quantification of structural properties of bacterial outer membrane simulations. I will discuss the developments and applications of classical MD simulations to investigate the effect of hydration, cations and peptides on the polymorphism of different LPS chemotypes, the main challenges of coarsening atomistic models of LPS and briefly introduce our software SuAVE (https://www.biomatsite.net/software) for computation of curvature-dependent structural properties for interfaces.
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