Relatorio 2004

Relatório de atividades
Michel Loos
08/02-07/04
1
Atividades administrativas
A minha principal atividade durante esse periodo se insera no meu trablaho como membro da Comissao de Informática do IQ-USP até Abril
de 2004. Nessa condição eu atuei como Analista de Sistemas - Senior
do STI, cuidando dos problemas da rede do IQ e planejando os novos
sistemas implementados durante esse tempo no STI[15]. Um dos meus
objetivos principais era de formar os analistas do STI para eles poderem
ficar independentes no fim desse periodo marcado pela implementação
definitiva da rede 1GB/s no IQ. Esse objetivo foi atingido com um exito razoavel no inicio de 2004 e por isso apresentei minha demissão da CINFO
para poder cuidar de novo de minhas atividades de pesquisa.
2
2.1
2.1.1
Atividades de pesquisa
Produção de software
Projeto Simul
O projeto "simul" e constituido dos dois programas, anteriormente independentes, GEOMOP e THOR-H. Essa nova organização permite usar
uma biblioteca dinamica comum aos dois programas e assim facilita a
manutenção desses.
Como proposto no nosso ultimo projeto de pesquisa deviamos implementar um jeito efficiente de otimizar geometrias de estados excitados de
moleculas de grande tamanho. Por isso, usamos a nossa definição da
energia de um estado excitado baseado na combinação de dois metodos
semi-empiricos:
Eexc = EAM1 + ∆EINDO/SCIS
(1)
1
Implementamos o calculo numerico em paralello das derivadas da energia de excitação INDO/S CIS o que nos permitiu testar essa definição
da energia sobre moleculas maiores como o cromoforo da PYP.
Essa definição da energia tinha se mostrado adequada para testes em
moleculas simples [1] mas infelizmente não foi adequado no teste real.
Uma analíse dos problemas encontrados mostra que quando o calculo
SCF converge mal para o estado fundamental com o hamiltoniano AM1,
isso não é compensado no CIS feito com o hamiltoniano INDO/S e reciprocamente. Acotenceu mesmo que a energia de excitação INDOS/CIS
apareceu como negativa devido a convergencia SCF para um estado que
não era o fundamental (hamiltoniano INDO/S) enquanto com o hamiltoniano AM1 o calculo SCF convergiu para o fundamental.[6]
Com esses resultados decepcionantes decidimos abandonar a nossa
definição de energia de estado excitados e abordar o problema com a
definição mais comum MNDOC/MCSCF[2] .
Infelizmente nenhum dos alunos interesados e competentes em programação e/ou física quântica conseguiu ingressar na pós-graduação em
química fundamental (2 candidatos 2o semestre 2003, 3 candidatos 1o
semestre 2004, 1 candidato 2o semestro 2004). Essa situação e a minha
atuação como membro da CInfo deixaram essa linha de pesquisa suspensa até o dia de hoje.
Os dois softwares desenvolvidos, GEOMOP[13] e THOR-H[14] foram
colocados a disposição da comunidade científica por publicação no nosso
web-site: http://qt1.iq.usp.br.
2.1.2
Projeto Labo
Tendo em visto as dificuldades de se achar alunos competentes em nossa
area de atuação e em Química classica, resolvemos seguir as sugestões
do nosso ex-aluno Alexander Luz, professor da FIAP(Faculdade de Infôrmatica e Administração Paulista), e aceitamos alunos de Iniciação cientifica dessa faculdade. Esses alunos trabalharam em projetos de interesse para a química, mas de um ponto de vista formal. O principal projeto
" Laboratorio Virtual de Quimica Analitica Qualitativa"[16] consiste na criação de um programa em PERL que permite simular as reações químicas
[1] Michel Loos and Amando S. Ito. Simulation of the absorption spectra and emission
specra of some oabz dipeptides. In IX Simpósio Brasileiro de Química Teórica - Livro
de Resumos, page 182, Caxambu(MG), 1997.
[2] Armin Schweig and Walter Thiel. MNDOC study of excited states. Journal of American Chemical Society, 103:1425–1431, 1981. 3 of 3 original.
2
basicas que ocorem em química analitica qualitativa. Essa simulação se
faz pela resolução numerica das equações matematicas que decorrem
dos equilibrios quimicos simultaneos que ocorem em solução. O banco
de dados desse programa consiste nas reações possiveis para os varios
íons e nas constantes de equilibrio associadas a essas reações. O poster
sobre esse trabalho, apresentado pelos alunos da FIAP no XI SIICUSP
recebeu uma menção honorosa em Química nesse congresso.
2.1.3
Contribuções ao Software Livre - Debian
• Manutenção de um espelho brasileiro do Debian GNU/Linux dentro
do IQ: http://linux.iq.usp.br . Esse espelho permite à comunidade do
IQ de aproveitar plenamente as facilidades de atualização do Debian
GNU/Linux com taxas de download da ordem de 8MB/s (em lugar de
50kB/s usando um site internacional).
• Resolução do problema da inatividade da tecla . (ponto) no teclado
ABNT2 usado com o XFree86. Integrado nas distribuções Debian
GNU/Linux em 27/02/2004 na versão 4.3.0-3
2.2
2.2.1
Aplicações
Estudo do triptofano e análogos
Durante este periodo continuamos a nossa colaboração com o nosso exaluno Marcos S. do Amaral para o estudo dos espectros de absorção e
fluorescencia do triptofano e de derivados (5-OHW, 7-AZAW). Essa colaboração foi formalizado pela nossa participação no projeto FUNDECTMS "Simulações de Espectros Eletrônicos em Moléculas de Interesse Biológico" depois da fixação de Marcos como Professor na UFMS-Corumbá.
Esses trabalhos renderam um publicação [1], duas em preparação [4, 5]
e varias apresentações em congressos [7, 8, 9, 10]
2.2.2
PTPases
Durante esse periodo continuou o nosso trabalho sobre as PTPases no
quadro da coorinetação da tese de Doutorado de Guilherme Menegon.
Os resultados obtidos foram excelentes[2] e a tese vai ser defendida no
decorrer do mes de Agosto.
3
2.2.3
N-alquilnaftalimidas
Chegamos a estudar as reações de formação e de decomposição de Nmetilnaftalimidas em colaboração com o Prof. Hernan Chaimovitch[3]. Os
resultados desse estudo podem ser achados em http://qt1.iq.usp.br/calculos.html
.
3
Atividades de orientação de pesquisa
3.1
Orientações em fase de conclusão, tese de doutorado,
co-orientador
• Guilherme Menegon
"Sobre as proteínas tirosina-fosfatases. Reatividade intrínseca de
ésteres de fosfato e simulação computacional dos mecanismos de
reação enzimática"
3.2
Orientação em andamento, tese de mestrado , orientador principal
• Claudinei Martins
"Desenvolvimento de um modelo das dupla-helices de queratina do
cabelo humano"
3.3
Iniciação Cientifica
• Alexandre Oliveira Menezes
Laboratorio Virtual de Quimica Analitica Qualitativa[11]
Menção honorosa no XI SIICUSP (Química)
• Andre Luciano Santin
Pseudo-OCR[12]
4
Atividades de ensino
Nesse período amestramos os cursos seguintes:
4
4.1
Graduação
• QFL605: Química Geral (Teoria) (2o Semestre 2002 e 2003)
• QFL236: Química Analítica Qualitativa III (1o Semestre 2003 e 2004)
• QFL2642: Aplicações de Computadores em Química (1o Semestre
2003 e 2004)
4.2
Pós-Graduação
• QFL5914: Tópicos de Modelagem Molecular em Química Orgânica
(2o Semestre 2003)
5
Equipamento do laboratorio
Durante esse periodo o nosso laboratorio conseguiu adquerir varios novos
computadores de fontes diversas: 2 Athlons XP 2000+ da FIAP (para a
iniciação cientifica), 2 Pentium IV 2.6 GHZ da FUNDECT-MS.
Produção Bibliografica
[1] Amando S. Ito Marcos S. Amaral, Michel Loos. A QM/MM hybrid
simulation of 5-hydroxytryptophan in solution. International Journal
of Quantum Chemistry, 2003.
[2] Guilherme Menegon, Michel Loos, and Hernan Chaimovich. Ab-initio
study of the thiolysis of trimethyl phosphate ester in the gas-phase.
Journal of Physical Chemistry A, 2002.
[3] T. C. Barros, P. Berci Filho, J. P. Farah, M. Loos, M. politi,
H. Chaimovich, and I. M. Cuccovia. Formation and decomposition of
N-alkylnaphtalimides: experimental evidences and ab-initio description of the reaction pathways. em preparação, 2004.
[4] Marcos S. Amaral, Amando S. Ito, and Michel Loos. ab initio
and semi-empirical studies on the structure and optical absorption
and fluorescence spectra of 5-hydroxytryptophan in gas phase. em
preparação, 2004.
5
[5] Marcos S. Amaral, Amando S. Ito, and Michel Loos. ab initio and
semi-empirical studies on the structure and optical absorption and
fluorescence spectra of amino acid tryptophan in gas phase. em
preparação, 2004.
[6] Michel Loos. Métodos híbridos QM/MM para a simulação de espectros eletrônicos de biomoleculas. In VIII Escola Brasileira de estrutura
eletrônica - Livro de Resumos, page 15, Juiz de Fora(MG), 2002.
[7] Marcos S. Amaral, Amando S. Ito, and Michel Loos. Simulation of
ultra-violet absorption spectra using QM/MM simulations with explicit
solvent. In XII Simpósio Brasileiro de Química Teórica - Livro de Resumos, page 354, Caxambu(MG), 2003.
[8] Marcos S. Amaral, Amando S. Ito, and Michel Loos. A QM/MM hybrid
simulation of 7-aza-tryptophan. In XII Simpósio Brasileiro de Química
Teórica - Livro de Resumos, page 371, Caxambu(MG), 2003.
[9] Marcos S. Amaral, Amando S. Ito, and Michel Loos.
ab
initio and semi-empirical studies on the structure and optical
absorption and fluorescence spectra of 5-hydroxytryptophan in
gas phase.
In 1st International Conference on Bioinformatics
and Computational Biology, page http://www.vision.ime.usp.br/ cesar/programa/node158.html, Ribeirão Preto(SP), 2003.
[10] Marcos S. Amaral, Amando S. Ito, and Michel Loos. Metodologias
para simulação de espectros de absorção e fluorescência. In II Escola de Modelagem Molecular em Sistemas Biológicos - Livro de Resumos, Petropolis(RJ), 2004.
[11] Andre Luciano Santin, Alexandre Oliveira Menezes, and
Michel Loos.
Pseudo-OCR.
In XIo Simposio International
de Iniciação Cientifica da Universidade de São Paulo, page
http://www.usp.br/siicusp/11osiicusp/ficha2986.htm, São Carlos(SP),
2003.
[12] Alexandre Oliveira Menezes, Andre Luciano Santin, and Michel
Loos. Laboratorio virtual de química. In XIo Simposio International de Iniciação Cientifica da Universidade de São Paulo, page
http://www.usp.br/siicusp/11osiicusp/ficha2921.htm, São Carlos(SP),
2003.
6
[13] Daniel Rinaldi, Philipp E. Hoggan, Alain Cartier, Kristofor Baka, Gerald Monard, Michel Loos, Ahmed Mokrane, Valerie Dillet, and Vincent
Thery. GEOMOP. http://qt1.iq.usp.br/geomop, 2004.
[14] Michel Loos, Paulo M. Bisch, Kleber C. Mundim, and Pedro G. Pascutti. THOR-H. http://qt1.iq.usp.br/thorh, 2004.
[15] Mills
and
Michel
Loos
https://webmail.iq.usp.br/iqsieve/iqsieve.pl
IQsieve
[16] Alexandre O. Menezes, Andre L. Santin, Michel
http://qt1.iq.usp.br/labo ; http://labo.codigolivre.org.br, 2003.
7
v2.2
Loos.