Ferramentas in silico aplicadas ao estudo de ecotoxicidade de micropoluentes orgânicos persistentes

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Luana de Morais e
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPB
Texto Completo: http://tede.bc.uepb.edu.br/jspui/handle/tede/3827
Resumo: Micropoluentes orgânicos (MPO), incluem uma ampla gama de substâncias químicas extensivamente utilizadas que ocorrem tipicamente em baixas concentrações na ordem de nanogramas por litro (ng.L-1) a microgramas por litro (μg.L-1). Embora ocorram em baixas concentrações, os MPO são continuamente liberados e amplamente detectados no ambiente. E o potencial risco da presença de um grande número de MPO ainda não foram identificadas nem regulamentadas. Para estabelecer limites regulatórios para MPO, pesquisas adicionais sobre respostas biológicas desses compostos são de particular importância. Frente a este cenário, o presente trabalho utilizou métodos preditivos computacionais a fim de fornecer um suporte teórico para analisar parâmetros de interesse no contexto da avaliação de segurança química e desenvolver informações necessárias para preencher as lacunas nos dados para melhorar a compreensão da toxicidade e do potencial perigo dos MPO. Neste estudo abordagens computacionais foram desenvolvidas para identificar as propriedades moleculares relacionadas ao mecanismo de toxicidade aguda de peixes frente a compostos definidos como MoA 1. Para predizer a toxicidade de Daphnia magna e Pimephales promelas para compostos identificados em diferentes fontes de água no Brasil. Para avaliação da segurança química de produtos de transformação de lixiviado de aterro sanitário formado durante o processo Fenton. Os modelos foram desenvolvidos utilizando descritores VolSurf + v. 1.0.7, Dragon v.7.04, RDKit, impressões digitais Morgan (semelhantes a ECFP6), chaves MACCS e impressões digitais Avalon. Para análise dos dados foram empregados métodos de mínimos quadrados parciais (PLS, do inglês, partial least squares) e algoritmo Random Forest. De acordo com as melhores práticas de modelagem estes modelos foram estatisticamente robustos, externamente preditivos e caracterizados por um amplo domínio de aplicabilidade estrutural, demonstrando bom potencial preditivo para todos os parâmetros investigados. As informações aqui relatadas foram utilizadas como ferramentas de triagem e avaliação de toxicidade e segurança química de micropoluentes orgânicos.
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spelling Ferramentas in silico aplicadas ao estudo de ecotoxicidade de micropoluentes orgânicos persistentesMicropoluentes orgânicosEcotoxicidadeSegurança químicaQuiminformáticaOrganic micropollutantsEcotoxicityChemical safetyCheminformaticsENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIAMicropoluentes orgânicos (MPO), incluem uma ampla gama de substâncias químicas extensivamente utilizadas que ocorrem tipicamente em baixas concentrações na ordem de nanogramas por litro (ng.L-1) a microgramas por litro (μg.L-1). Embora ocorram em baixas concentrações, os MPO são continuamente liberados e amplamente detectados no ambiente. E o potencial risco da presença de um grande número de MPO ainda não foram identificadas nem regulamentadas. Para estabelecer limites regulatórios para MPO, pesquisas adicionais sobre respostas biológicas desses compostos são de particular importância. Frente a este cenário, o presente trabalho utilizou métodos preditivos computacionais a fim de fornecer um suporte teórico para analisar parâmetros de interesse no contexto da avaliação de segurança química e desenvolver informações necessárias para preencher as lacunas nos dados para melhorar a compreensão da toxicidade e do potencial perigo dos MPO. Neste estudo abordagens computacionais foram desenvolvidas para identificar as propriedades moleculares relacionadas ao mecanismo de toxicidade aguda de peixes frente a compostos definidos como MoA 1. Para predizer a toxicidade de Daphnia magna e Pimephales promelas para compostos identificados em diferentes fontes de água no Brasil. Para avaliação da segurança química de produtos de transformação de lixiviado de aterro sanitário formado durante o processo Fenton. Os modelos foram desenvolvidos utilizando descritores VolSurf + v. 1.0.7, Dragon v.7.04, RDKit, impressões digitais Morgan (semelhantes a ECFP6), chaves MACCS e impressões digitais Avalon. Para análise dos dados foram empregados métodos de mínimos quadrados parciais (PLS, do inglês, partial least squares) e algoritmo Random Forest. De acordo com as melhores práticas de modelagem estes modelos foram estatisticamente robustos, externamente preditivos e caracterizados por um amplo domínio de aplicabilidade estrutural, demonstrando bom potencial preditivo para todos os parâmetros investigados. As informações aqui relatadas foram utilizadas como ferramentas de triagem e avaliação de toxicidade e segurança química de micropoluentes orgânicos.Organic micropollutants (MPO) include a wide range of widely used applied substances that occur in low orders on the order of nanograms per liter (ng.L-1) to micrograms per liter (μg.L-1). Although they occur at low casualties, MPO are continuously released and widely detected in the environment. The potential risk of the presence of many MPO has not yet been identified or regulated. To establish regulatory limits for MPO, additional research on the biological responses of these compounds is of particular importance. Given this scenario, the present work used computational predictive methods to provide theoretical support to analyze parameters of interest in the context of chemical safety assessment and to develop information necessary to fill data gaps to improve understanding of toxicity and potential danger of the MPO. In this study, computational approaches were developed to identify the molecular properties related to the acute toxicity mechanism of fish against compounds defined as MoA 1. To predict the toxicity of Daphnia magna and Pimephales promelas for compounds identified in different water sources in Brazil. To assess the chemical safety of leachate transformation products from landfill formed during the Fenton process. The models were developed using VolSurf + v descriptors. 1.0.7, Dragon v.7.04, RDKit, Morgan fingerprints (ECFP6-like), MACCS keys and Avalon fingerprints. Partial least squares (PLS, English, partial least squares) and Random Forest algorithm were used for data analysis. According to the best modeling practices, these models were developed and rigorously validated, demonstrating good predictive potential for all investigated parameters. The information reported here was used as a tool for screening and assessing the toxicity and chemical safety of organic micropollutants.Fundação de Apoio à Pesquisa do Estado da Paraíba - FAPESQCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESUniversidade Estadual da ParaíbaPró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa - PRPGPBrasilUEPBPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental - PPGCTALopes, Wilton Silva020.647.214-52http://lattes.cnpq.br/1493216651945826Scotti, Marcus Tullius255.143.168-90http://lattes.cnpq.br/9312500923026323Vieira, Fernando Fernandes251.840.164-49http://lattes.cnpq.br/1129711375633007Leite, Valderi Duarte108.793.904-68http://lattes.cnpq.br/2319382787465258Santos, Socrates Golzio dos009.049.354-00http://lattes.cnpq.br/9728484144136948Muratov, Ievgen095.462.421-10http://lattes.cnpq.br/9372290911831306Silva, Luana de Morais e2021-11-22T12:02:50Z2999-12-312021-03-30info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfSILVA, Luana de Morais e. Ferramentas in silico aplicadas ao estudo de ecotoxicidade de micropoluentes orgânicos persistentes. 2021. 128 f. Tese (Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental - PPGCTA) - Universidade Estadual da Paraíba, Campina Grande.http://tede.bc.uepb.edu.br/jspui/handle/tede/3827porinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPBinstname:Universidade Estadual da Paraíba (UEPB)instacron:UEPB2021-11-22T12:02:50Zoai:tede.bc.uepb.edu.br:tede/3827Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://tede.bc.uepb.edu.br/jspui/PUBhttp://tede.bc.uepb.edu.br/oai/requestbc@uepb.edu.br||opendoar:2021-11-22T12:02:50Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPB - Universidade Estadual da Paraíba (UEPB)false
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