Orientador: Prof. Dr. Artur Franz Keppler / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2016. / Em termos gerais, o estresse oxidativo decorre de um desequilibrio entre a geracao de compostos oxidantes e a atuacao dos sistemas de defesa antioxidante. Quando sao formadas quantidades significativas de radicais livres, estes conduzem ao estresse oxidativo, responsavel por varias desordens fisiologicas, podendo levar ate mesmo a morte celular. O termo radical livre refere-se ao atomo ou molecula altamente reativo, que contem numero impar de eletrons em sua ultima camada eletronica. Sendo assim, ha uma necessidade de desenvolvimento de compostos que captem esses radicais livres em sistemas biologicos, para que essas deficiencias e tambem uma possivel morte celular sejam evitadas. Atualmente existem varios compostos que possuem em geral o grupamento nitrona ou nitroso. As nitronas sao conhecidas como captadores de radicais livres, visto sua afinidade por especies paramagneticas de oxigenio, possuindo grande capacidade de minimizar o efeito deleterio de especies paramagneticas em sistemas vivos, pois estes reagem com uma variedade de diferentes radicais livres para formar adutos nitroxidos, como se fossem garmadilhash (traps) para os radicais livres (spin). Porem, ha uma grande dificuldade em detectar esses radicais, pois seu tempo de vida e curto e rapido e isto gera um grande problema de analise, impedindo a sua medicao direta e dificultando sua quantificacao. Varios metodos espectrofotometricos podem ser aplicados, mas a maioria apresenta varias limitacoes analiticas, que os impedem de serem eficazes e reprodutiveis, como a especificidade e a baixa sensibilidade a certos radicais livres. O objetivo deste trabalho foi identificar a melhor tecnica para acompanhar o processo de transformacao das nitronas durante uma condicao oxidativa, criar uma metodologia analitica e identificar os produtos gerados durante este processo. Comparando duas diferentes tecnicas analiticas, espectroscopia UV-VIS e HPLC, foi possivel determinar que a cromatografia liquida e a mais apropriada para acompanhar a reatividade das ¿¿-aril-N-aril nitronas durante uma reacao Fenton. Alem de reprodutivel, o emprego do HPLC demonstrou-se mais completo do que o uso da espectroscopia de UV, pois a separacao cromatografica permitiu determinar o numero de especies geradas durante a reacao e, dessa maneira, determinar a reatividade das moleculas em estudo / In general terms, oxidative stress results from an desproportional generation between oxidants and compounds of antioxidant defense systems. When are formed significant amounts of free radicals, they lead to oxidative stress, responsible for many physiological disorders and may even lead to cell death. The free radical term refers to the atom or highly reactive molecule that contains odd number of electrons in its last electron shell. Thus, there is a need to develop compounds capable to capture these free radicals in biological systems so that these shortcomings and also a possible cell death are avoided. There are several compounds formed by nitrone or nitrous grouping. Nitrones are known as free radical spin trap, because of its affinity for paramagnetic oxygen species, having large capacity to minimize the deleterious effect of paramagnetic species in living systems, since these react with a variety of different free radicals to form adducts nitroxides. However, there is great difficulty in detecting these radicals, because their lifetime is short and fast, leading a large analysis problems by preventing their direct measurement and making it difficult to quantify. Several spectroscopic methods can be applied, but most have analytical limitations that prevent them from being effective and reproducible, as the specificity and low sensitivity to certain free radicals. The objective of this study was to identify the best technique to monitor the process of transformation of nitrones during oxidative condition, create an analytical methodology and identify the products generated during this process. Comparing two different analytical techniques, UV-VIS spectroscopy and HPLC, it was determined that the liquid chromatography is most suitable for monitoring the reactivity of á-aryl-N-aryl nitrones during a Fenton reaction. In addition to reproducibility, the use of HPLC proved to be more complete than UV spectroscopy, because the chromatographic separation allowed the determination of the number of species generated during the reaction and thereby determine the reactivity of the molecules under study.

Le développement de couches minces dopées terres rares a suscité un regain d'intérêt au cours des dernières années. Dans ce mémoire nous présentons l'élaboration des couches minces d'yttria (Y2O3), d'alumine (Al2O3) et les couches mixtes Y2O3-Al2O3 dopées erbium. La technique utilisée est le procédé de dépôt chimique en phase vapeur à partir de précurseurs organométallique (MOCVD) assisté par aérosol. Un dispositif d'irradiation UV est appliqué afin d'assister le processus de réaction avec une modification de l'hygrométrie de l'air vecteur. Les meilleures propriétés sont obtenues pour les couches déposées sous une forte humidité de l'air vecteur et avec l'assistance UV. Dans ces conditions les couches d'yttria présentent une faible vitesse de croissance, une faible contamination organique et une bonne cristallinité dans la phase cubique de l'yttria. Plusieurs phénomènes d'Up-conversion ont été mis en évidence dans les spectres de fluorescence visible de l'erbium dans l'yttria. Une durée de vie du niveau 4I13/2 de l'erbium de 3.07 ms a été mesurée pour ce matériau après recuit à 800°C. Cette valeur est supérieure à celle obtenue pour l'échantillon déposé sous une faible humidité de l'air et sans l'assistance UV après recuit à 1000°C. Les couches d'alumine déposées dans les conditions optimales présentent des vitesses de croissance élevées et se caractérisent par une grande stabilité thermique, permettant l'élimination complète des impuretés tout en restant amorphe. Enfin, l'étude du système Y2O3-Al2O3 montre que les conditions de dépôt jouent un rôle important sur la composition et les propriétés physico-chimiques des dépôts. / The development of rare earth-doped thin film has gained interest over these last few years. In this report we present the elaboration of erbium-doped yttria (Y2O3), alumina (Al2O3) and yttria-alumina (Y2O3-Al2O3) films. The technique used is aerosol assisted chemical vapor deposition processes with metalorganic precursors (MOCVD). A UV-irradiation device is applied to assist the reaction process with a modification in the air humidity of the carrier gas. The best properties are obtained on thin films grown under high air humidity and with UV-assistance. Under such deposition conditions the yttria films present a low growth rate, low organic contamination and higher crystallisation degree in the yttria cubic structure. Several up-conversion phenomena are point out in the visible fluorescence spectra of the erbium ion in yttria. A lifetime of the 4I13/2 Er3+ level of 3.07 ms was found in this material after annealing at 800°C. This value is higher than that obtained for the sample deposited under low air humidity and without UV assistance after annealing at 1000°C. Alumina film deposited under optimal conditions show high growth rate and was a high thermal stability; allow the complete elimination of impurities while remaining amorphous. At last, the results of system Y2O3-Al2O3 indicates that deposition conditions play an important role on the composition and physicochemical properties of films.

Atualmente, vidros e vitrocerâmicas dopados com íons terras raras trivalentes TR3+ constituem a mais importante classe de materiais para aplicações laser e em outros dispositivos ópticos, na região do infravermelho próximo e visível. Neste contexto, um dos desafios está em encontrar uma matriz hospedeira adequada que assegure qualidade óptica e um ótimo desempenho dos íons dopantes (altas seções de choque de absorção e emissão, baixa probabilidade de decaimentos não radiativos, tempos de vida de estado excitado suficientemente longos), mantendo estabilidade térmica e mecânica. Entre os possíveis candidatos, estão os vidros fosfatos com alta capacidade de dispersão dos dopantes, baixo índice de refração e propriedades termo-ópticas superiores aos silicatos, calcogenetos e fluoretos. Contudo, estes vidros apresentam alta energia de fônons, menor estabilidade química e mecânica e são higroscópicos, o que pode constituir um significativo mecanismo de supressão da luminescência devido ao acoplamento de transições dos TR3+ com vibrações de grupos hidroxila. Se por um lado vidros fluoretos podem ser obtidos com baixas energias de fônon e alta estabilidade química, os mesmos são mecanicamente frágeis e apresentam más características termo-ópticas. Para superar estas limitações, vidros oxifluoretos como fluorofosfatos têm sido explorados com a promessa de combinar os méritos dos fluoretos (baixas energias de fônon, baixos índices de refração, extensa janela de transmissão óptica) e dos óxidos (alta estabilidade química e resistência mecânica, maior solubilidade dos TR3+). Do ponto de vista das aplicações, considerando a transmissão e amplificação de sinais em telecomunicação em torno de 1,5 µm, e geração de ação laser de alta potência em torno de 1,0 µm, materiais dopados com Er3+ e Yb3+ estão entre os mais importantes. Neste trabalho apresenta-se a síntese e caracterização estrutural e espectroscópica de novos vidros fluorofosfatos dopados com Er3+ ou Yb3+ e co-dopados com ambos, no sistema composicional 25BaF225SrF2(30-x)Al(PO3)3xAlF3 (20-z)YF3:zTRF3 com x = 20 ou 15, TR = Er3+ e/ou Yb3+ e z = 0,25, 0,5, 1,0, 2,0, 3,0, 4,0 e 5,0 mol%. As amostras foram obtidas pelo método convencional de fusão e resfriamento e caracterizadas por Raman, Ressonância Magnética Nuclear de estado sólido e espectroscopia UV-VIS. Dos estudos por RMN de 19F verificou-se que há uma perda máxima de fluoreto de ~20% nas amostras. Ainda assim, a quantidade remanescente foi suficiente para garantir um ambiente químico favorável às emissões e poucas diferenças foram notadas entre as amostras com 20 e 15 mol% AlF3 contendo a mesma concentração de dopantes. Para o Er3+, tempos de vida do estado emissor 4I13/2 da ordem de 10 ms implicam em altos valores de eficiência quântica (&#951= 85%) e para o Yb3+ tempos de vida do estado emissor 2F5/2 similarmente longos (&#964 = 1,7 ms) foram medidos. Em amostras co-dopadas com 4,0 mol% YbF3 e 0,25, 1,0 e 2,0 mol% ErF3 o decréscimo do tempo de vida do Yb3+ e acréscimo do tempo de vida do Er3+ indicam que a transferência Yb&#8594Er foi eficiente neste sistema. De maneira geral, os resultados indicam que os vidros estudados são potenciais candidatos a aplicações ópticas como as mencionadas acima. / Currently, glasses and glass ceramics doped with trivalent rare earth ions RE3+ represent the most important class of materials for laser and other optical applications in the visible and near-infrared spectral regions. In this context, one of the challenges is to find host matrices that assure good optical quality and optimum performance of the dopant ions (high absorption and emission cross sections, low probability of non-radiative decays, sufficiently long excited state lifetimes), while still maintaining thermal and mechanical stabilities. Among the candidates, phosphate glasses with high capacity for RE3+ dispersion, low refractive index and superior thermo-optical properties than silicate, chalcogenide and fluoride glasses are largely studied. However, phosphates present high phonon energies, lower chemical and mechanical stabilities and they are hygroscopic, which can imply in significant luminescence quenching effects. If on one hand fluoride glasses may be designed with low phonon energies and higher chemical stability, they are frail and present less than ideal thermo-optical properties. In order to overcome these drawbacks, oxyfluoride glasses such as fluorophosphates have been explored with the promise to combine the merits of fluorides (low phonon energies and refractive index, extensive optical window) and of oxides (high chemical stability and chemical resistance, higher solubility of RE3+). From the viewpoint of applications, when it comes to the transmission and amplification of signal in telecommunications around 1.5 µm, and the generation of high power lasers around 1.0 µm, materials doped with Er3+ and Yb3+ are among the favorite. Furthermore, because Yb3+ presents higher absorption cross-section than Er3+ at the preferred excitation wavelength for both these ions (980 nm), the former can act as an efficient sensitizer of excitation energy with subsequent transfer to the latter. We present the synthesis, and structural and spectroscopic characterization of new flurophosphate glasses doped with Er3+ or Yb3+ and co-doped with both, in the compositional system 25BaF225SrF2(30x)Al(PO3)3 xAlF3 (20- z)YF3:zREF3 with x = 20 or 15, RE = Er3+ and/or Yb3+ and z = 0.25, 0.5, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0 and 5.0 mol%. The samples were obtained by conventional melt quenching technique and characterized by Raman, solid state NMR and UV-VIS spectroscopy. From the NMR studies of 19F, it was shown that there is a maximum fluoride loss of 20% in the samples. Even so, the remaining quantity was enough to assure a favorable chemical environment to the RE3+ emissions. Little differences were detected between the samples with 20 and 15 mol% AlF3 for the same dopant concentration. For Er3+, lifetimes of the emitting level 4I13/2 of the order of 10 ms result in fluorescence quantum efficiency values (&#951 = 85%), and similarly, for Yb3+, long lifetimes of the excited state 2F5/2 (&#964 = 1,7 ms) were measured. In co-doped samples with 4.0 mol% YbF3 and 0.25, 1.0 and 2.0 mol% ErF3 the decrease in lifetime of Yb3+ and increase in lifetime of Er3+ indicate that the Yb&#8594Er energy transfer is efficient in this system. In general, the results indicate that the studied glasses are potential candidates for optical applications.

Submitted by Vasti Diniz (vastijpa@hotmail.com) on 2017-09-05T14:37:36Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 798401 bytes, checksum: 41671bb8b384bd28413ef4c5851e99ce (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-05T14:37:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 798401 bytes, checksum: 41671bb8b384bd28413ef4c5851e99ce (MD5) Previous issue date: 2015-02-27 / It is well established that solar UV radiation can cause mutations in DNA and increase the risk of developing skin cancer. However, little is known about the ability of UV radiation to cause epigenetic changes in the skin. DNA methylation, characterised by the addition of a methyl group in cytosines within CpG dinucleotides, can modify gene transcription, leading to decreased expression or even silencing of a gene. Epigenetic changes could represent an important pathway by which environmental factors influence aging and disease risks, with a tissue-specific manner. Epithelial keratins are called cytokeratins, the main function of cytokeratins is to maintain the integrity and mechanical stability through cell-cell contacts with epithelial tissue. The aim of this study was to investigate the sun exposure influence on DNA methylation status in the cytokeratin 14 (KRT14) and 19 (KRT19) genes of skin cells of subjects whithout history of skin disease. Skin biopsies were obtained by punch of sun-exposed (outer forearm) and sun-protected areas (inner arm) from 30 corpses of the Brazilian Services of Death Investigation. The KRT14 gene DNA methylation analysis was performed using Methylation-Specific PCR (MSP), and the KRT19 gene DNA methylation analysis was performed using Methylation-Sensitive Restriction Enzymes (MSRE) of sun-exposed and sun-protected skin areas. Statistical analysis showed no significant differences between sun-protected and sun-exposed areas and the most frequently methylated condition for CpG studied for KRT14 and KRT19 genes (p> 0.05; McNemar). We conclude that sun exposure does not induce changes in DNA methylation status in the KRT14 and KRT19 genes. / Pesquisas tem mostrado que a radiação UV do sol pode causar mutações no DNA e aumentar o risco para o desenvolvimento de câncer de pele. Entretanto, ainda pouco se sabe sobre a capacidade da radiação UV em causar alterações epigenéticas na pele. A metilação do DNA é caracterizada pela adição do grupo metil em uma citosina precedida por uma guanina (dinucleotídeo CpG), o que pode alterar a transcrição gênica, diminuindo a expressão ou silenciando um gene. Alterações epigenéticas podem representar um importante caminho de como os fatores ambientais influenciam no envelhecimento e no desenvolvimento de certas doenças de maneira tecido específica. Queratinas epiteliais são chamadas de citoqueratinas, e sua principal função é manter a integridade e estabilidade mecânica do tecido epitelial. Neste trabalho investigamos se há influência da exposição solar sobre o perfil de metilação de DNA nos genes das citoqueratinas 14 (KRT14) e (KRT19), em células da pele de indivíduos sem histórico de doenças de pele. Biopsias de pele foram obtidas através de um Punch circular da de área exposta e não exposta ao sol de 30 cadáveres do Serviço de Verificação de Óbito. A análise de metilação do gene KRT14 foi realizada pelo método de PCR Específica para Metilação (MSP), e para o gene KRT19 foi realizado o método de Restrição Enzimática Sensível à Metilação (MSRE) das áreas expostas e protegidas do sol. A análise estatística mostrou que não há diferenças significativas entre as regiões exposta e não exposta ao sol, sendo a condição metilada a mais frequente tanto para o gene KRT14 quanto para o gene KRT19 (p>0,05; McNemar). Assim, concluímos que não há influência da exposição solar no perfil de metilação de DNA nos genes KRT14 e KRT19.

Neste trabalho, estudou-se a degradação do bisfenol A (BPA) em solução aquosa através da fotólise direta sob radiação UV em 254 nm. Os experimentos foram realizados um reator fotoquímico tubular de vidro de 3,9 L, equipado com uma lâmpada de vapor de mercúrio de baixa pressão tubular concêntrica (36 W). Avaliaram-se os efeitos da taxa específica de emissão de fótons (0,87×10 18 ; 1,4×1018 e 3,6×1018 fótons L-1 s-1 ) e da concentração inicial de BPA (10 a 50 mg L-1 ), conforme um projeto experimental Doehlert. Os resultados dos experimentos indicaram que a degradação do BPA diminui com o aumento de sua concentração inicial, seguindo decaimento de pseudo primeira-ordem. A constante cinética de velocidade de degradação do BPA variou de 0,001 a 0,0066 min-1 , enquanto a porcentagem de degradação de BPA ao final de 120 minutos variou de 14 a 55%; já a remoção do carbono orgânico total variou entre 1,5 e 12,5%. Houve a formação de produtos persistentes e as espécies reativas de oxigênio (1 O2 oOH ) mostraram-se muito importantes durante a degradação do BPA. O rendimento quântico para fotólise de BPA foi de 0,0075 mol BPA mol fótons-1, determinado a partir dos dados experimentais através de um modelo matemático para degradação fotolítica do BPA em função do tempo. Para tanto, considerou-se um sistema de tratamento formado por um reator tubular e um tanque de mistura com recirculação entre eles, sendo o reator tubular tratado como uma série de três reatores contínuos de mistura perfeita (CSTR) associados entre si. Através da análise estatística dos dados experimentais para duas respostas (constante específica de degradação do BPA e porcentagem de degradação do BPA ao final de 120 minutos) avaliaram-se os efeitos das variáveis envolvidas (concentração inicial de BPA e taxa específica de emissão de fótons). / The aim of this study was to evaluate bisphenol A (BPA) degradation in aqueous solution by direct photolysis under UV radiation at 254 nm, considering the effects of the specific rate of photon emission (0.87×1018; 1.4×1018 and 3.6×1018 fótons L-1 s-1) and the initial BPA concentration (10-50 mg L-1), according to a Doehlert experimental design. The experiments were performed in a glass tubular photochemical reactor of 3.9 L equipped with a concentric low pressure mercury vapor lamp of 36 W. The experimental results indicated that BPA degradation decreases with increasing initial concentration, following pseudo first-order decay, and increases with increasing specific rate of photon emission. The values of the specific BPA degradation rate varied in the range 0.001-0.0066 min-1, while BPA percent degradation at 120 minutes of irradiation varied from 14 to 55%; TOC removal varied from 1.5 to 12.5%. Persistent degradation products were formed, and oxygen reactive species (1O2, oHO) showed to exhibit an important role during BPA degradation. The obtained quantum yield of BPA photolysis was 0.0075 mol BPA mol photons-1, determined from the experimental data through a mathematical model for BPA photolytic degradation versus time. With that aim a treatment system formed by a tubular reactor connected with a mixing tank with recirculation between them was considered; the tubular reactor was treated as a series of three associated continuous perfect mixing reactors (CSTR). Through statistical analysis of the experimental data for two responses (specific BPA degradation rate and BPA percent degradation at 120 minutes), the effects of the variables involved in BPA degradation (initial BPA concentration and specific rate of photon emission) were discussed.

The solar radiation in general and UV radiation in particular has been recognized to stimulate plant litter decomposition through photochemical mineralization of photosensitive organic molecules, such as lignin, facilitating microbial decomposition, with great relevance role in dryland ecosystems where microbial activity is low, however little is known about how photodegradation could influence other ecosystems without moisture limitations and under what conditions may be favored, therefore the mechanisms has not yet been established. Decomposition in tropical ecosystem is a complex process and can be induced by a number of environmental factors with certain differences when compared to arid and semi-arid ecosystems. To assess the mechanisms underlying UV-B photodegradation, we designed a 300 days field experiment at a tropical ecosystem with high levels of annual precipitation and exposure litter to three levels of radiation combined with a biocide treatment. Results show that the removal of UV-B radiation decelerated plant litter decomposition during the later stage compared to litter exposure to full sun, however shaded litter had similar mass loss compared to litter exposed to full sun. Furthermore, differences in the decay constant among radiation treatments due to UV-B effect is independent of lignin loss. Overall, our study suggest that UV-B contributes to the plant litter decomposition through carbon losses, however, had no effect on nitrogen, neither lignin nor cellulose loss. However, more studies are needed in order to investigate the positive and negative effects of UV exposure on microbial activity in tropical ecosystems. / A radiação solar em geral e a radiação ultravioleta (UV) em particular têm sido reconhecida por estimular a decomposição da serapilheira através da mineralização fotoquímica de moléculas fotossensíveis, como a lignina, facilitando a decomposição microbiana, com um papel de grande relevância em ecossistemas áridos onde a atividade microbiana é baixa, no entanto pouco se sabe como a fotodegradação pode influenciar outros ecossistemas como por exemplo os mais úmidos e sob quais condições a fotodegradação é favorecida, portanto os mecanismos ainda não foram estabelecidos. Decomposição em ecossistemas tropicais é um processo complexo e pode ser influenciado por vários fatores ambientais e com certas diferenças quando comparada com ecossistemas áridos e semiáridos. Para avaliar os mecanismos subjacentes à fotodegradação via radiação UV-B, um experimento de campo de 300 dias foi estabelecido em um ecossistema tropical com alto índice de precipitação anual onde a serapilheira foi exposta a três níveis de radiações diferentes, combinada com um tratamento com biocida. Resultados mostram que a remoção da radiação UV-B desacelerou a decomposição da serapilheira durante o último estágio do experimento comparado com a serapilheira exposta a radiação ambiente, no entanto a serapilheira quando sombreada teve perda de massa similar à exposta a radiação ambiente. Além disso, diferenças na taxa de decaimento entre os tratamentos de radiação devido ao efeito da radiação UV-B foram independentes da perda de lignina. No geral, nosso estudo sugere que a radiação UV-B contribui com a decomposição da serapilheira através da perda de carbono, no entanto não teve efeito na perda de massa de nitrogênio, lignina e celulose. Portanto, mais estudos são necessários para investigar o efeito positivo e negativo da exposição à radiação UV-B na atividade microbiana e na decomposição da serapilheira em ecossistemas tropicais.

Apesar de extensa investigação das modificações oxidativas irreversíveis sofridas pelas proteínas in vitro e in vivo, os produtos formados pela oxidação de resíduos de triptofano ainda permanecem apenas parcialmente conhecidos. Recentemente, nosso grupo caracterizou uma ligação cruzada de ditriptofano produzida pela recombinação de radicais hSOD1-triptofanila gerados pelo ataque do radical carbonato produzido durante a atividade peroxidásica da enzima superóxido dismutase humana (hSOD1). Neste trabalho, examinamos se a ligação ditriptofano pode ser formada em outras proteínas, além da hSOD1 e por outros oxidantes, além do radical carbonato. A lisozima da clara do ovo e a beta cristalino bovina foram utilizadas como alvos de oxidação. A lisozima foi utilizada por ser uma enzima pequena (129 aminoácidos) e de estrutura bem conhecida, contendo seis resíduos de Trp. Os resultados mostraram que o radical carbonato, gerado enzimatica ou fotoliticamente, promove a oxidação, dimerização e inativação da lisozima. Os principais produtos de oxidação caracterizados por análise de nano-ESI-Q-TOF-MS/MS foram hidroxi-triptofano e N-formilquinurenina juntamente com um dímero de lisozima (lisozima-Trp28-Trp28-lisozima) e um hetero dímero lisozima-hSOD1 (lisozima-Trp28-Trp32-hSOD1), ambos ligados por uma ligação ditriptofano. Também demonstramos que a irradiação da lisozima com luz UVC leva à formação do dímero lisozima-Trp28-Trp28-lisozima. Em consequência, resolvemos tratar a beta cristalino bovina com radical carbonato gerado fotoliticamente ou com luz UVC, e a proteína também sofreu oxidação, dimerização e agregação. Os principais produtos de oxidação caracterizados por nano-ESI-Q-TOF-MS/MS foram hidroxi-triptofano, N-formilquinurenina, DOPA e um dímero de beta cristalino (βB2-Trp151-Trp151-βB2). A irradiação com luz UVC também levou à formação de um dímero intra-cadeia, caracterizado como βA2-Trp78-Trp81. Quando a beta cristalino foi irradiada com um simulador de luz solar (UVA e UVB) também foi possível observar um dímero, caracterizado como βA2-Trp150-Trp150-βA2. A presença de produtos de oxidação de resíduos de Trp, dentre eles a ligação cruzada ditritpofano, também foi avaliada in vivo, utilizando o cristalino de pacientes que foram submetidos a cirurgia para remoção de catarata. Beta, alfa e gama cristalino foram as principais proteínas identificadas nas frações solúvel e insolúvel do cristalino. A principal modificação pós-traducionais identificada foi deamidação. Um alto conteúdo de resíduos de metionina e triptofano oxidados foram identificados nas proteínas presentes na fração insolúvel. Os principais produtos de oxidação de Trp identificados por nano-ESI-Q-TOF-MS/MS foram quinurenina e N-formilquinurenina. A presença de dímeros covalentes no cristalino com catarata foi confirmada por análises de massas. A completa caracterização desses dímeros (βB1-Trp127-Trp127-βB1 e βB1-Trp193-Trp193-βB1) confirmou que as cadeias polipeptídicas foram ligadas por uma ligação ditriptofano. Em síntese, nossos dados demonstraram que o radical carbonato e a luz UV podem produzir dímeros de ditriptofano em diferentes proteínas. Também, a presença da ligação cruzada de ditriptofano in vivo (catarata humana) foi pela primeira vez detectada. / Despite extensive investigation of irreversible oxidative modifications suffered by proteins in vitro and in vivo, the products formed by oxidation of tryptophan residues remain partially characterized. Our group recently described a ditryptophan cross-link produced by recombination of hSOD1-tryptophanyl radicals generated by attack of the carbonate radical produced during the peroxidase activity of the human superoxide dismutase (hSOD1) enzyme. Here, we examine whether the ditryptophan cross-link can be produced in others proteins besides the hSOD1 and by other oxidants, in addition to the carbonate radical. The egg white lysozyme and bovine beta crystalline were used as targets. Lysozyme was used because it is a small enzyme (129 amino acids) with a well-known structure, containing six Trp residues. The results showed that the carbonate radical, generated enzymatically or photolytically, promotes lysozyme oxidation, inactivation and dimerization. The major oxidation products characterized by nano-ESI-Q-TOF-MS/MS analysis were hydroxy-tryptophan and N-formylkynurenine together with a dimer of lysozyme (lysozyme-Trp28-Trp28-lysozyme) and a hetero dimer hSOD1-lysozyme (lysozyme-Trp28-Trp32-hSOD1), both bound by a ditryptophan cross-link. Also, it was demonstrated that lysozyme irradiation with UVC light leads to the formation of the dimer lysozyme-Trp28-Trp28-lysozyme. In view of these results, we decided to treat beta crystalline bovine with photolytically generated carbonate radical and UVC. Beta crystalline also suffered oxidation, dimerization and aggregation. The major oxidation products characterized were hydroxy-tryptophan, N-formylkynurenine, DOPA and a beta crystalline dimer (βB2-Trp151-Trp151-βB2) by nano-ESI-Q-TOF-MS/MS. Irradiation with UVC light also led to the formation of an intra-chain dimer, which was characterized as βA2-Trp78-Trp81. When beta crystalline was irradiated with a solar simulator (UVA and UVB), it was also possible to observe a dimer which was characterized as βA2-Trp150-Trp150-βA2. The presence of oxidized tryptophan products, including the ditryptophan cross-link, was also evaluated in vivo in the lenses of patients submitted to cataract removal. Beta, alpha and gamma crystalline were the main proteins identified in soluble and insoluble fractions of the lenses. The main post translational modification identified was deamidation. A high content of oxidized methionine and tryptophan residues were identified in proteins present in the insoluble fraction. The main tryptophan oxidation products identified by nano-ESI-Q-TOF-MS/MS were kynurenine and N-formylkynurenine. The presence of covalent dimers in the lenses with cataract was demonstrated by mass analysis. Full MS/MS characterization of the dimers βB1-Trp127-Trp127-βB1 and βB1-Trp193-Trp193-βB1 confirmed that they were linked by a ditryptophan bond. In summary, our data demonstrate that the carbonate radical and UV light can produce ditryptophan dimers in different proteins. Also, the presence of the ditryptophan cross-link was first detected in vivo (human cataract).

Submitted by Gabriela Lopes (gmachadolopesufpel@gmail.com) on 2018-08-14T18:24:06Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Cláudia Medeiros Camargo.pdf: 1890787 bytes, checksum: 483a98199d1e25df032841b77b3a5358 (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2018-08-17T12:37:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Cláudia Medeiros Camargo.pdf: 1890787 bytes, checksum: 483a98199d1e25df032841b77b3a5358 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-17T12:37:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Cláudia Medeiros Camargo.pdf: 1890787 bytes, checksum: 483a98199d1e25df032841b77b3a5358 (MD5) Previous issue date: 2017-07-31 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul - FAPERGS / O milho (Zea mays L.) ) é o segundo cereal mais produzido no Brasil e sua importância econômica se dá pelas diversas formas de uso e relevância na alimentação humana e animal. Devido à grande demanda de milho pela indústria alimentícia é necessário que os grãos fiquem armazenados por longos períodos para atender o mercado em períodos de entressafra. Durante o armazenamento, algumas espécies de fungos se proliferam em grãos armazenados favorecendo a produção de micotoxinas e tornando-os impróprios para o consumo. Dessa forma, a radiação pode ser um método alternativo de controle dos fungos e, portanto, manutenção da qualidade dos grãos de milho. Sendo assim, o trabalho foi dividido em dois capítulos visando atender a dois objetivos principais: i); ii) avaliar os efeitos da radiação UV-C e da umidade dos grãos nos parâmetros qualitativos e quantitativos tecnológicos dos grãos de milho durante o armazenamento; ii) avaliar os efeitos da radiação UV-C e da umidade dos grãos nos parâmetros qualitativos e quantitativos tecnológicos do amido de milho extraído de grãos armazenados durante o armazenamento. Foram utilizados grãos de milho colhidos mecanicamente e secos até as umidades de 13% e 16%. Os grãos receberam inóculos de fungos produtores de micotoxinas e tratamento com radiação UV-C nas doses de 4 e 8 Kj.m-2. A radiação UV-C nas doses utilizadas não apresentou influencia sobre os resultados obtidos, no entanto a umidade e o tempo de armazenamento influenciaram diretamente nos parâmetros avaliados. A associação de elevada umidade e armazenamento por longo prazo apresentou aumento sobre a incidência dos fungos Aspergillus e Pennicilium, condutividade elétrica, acidez lipídica, grãos mofados, ardidos e fermentados, e redução sobre os fungos do gênero Fusarium, solubilidade proteica, teor de lipídeos e valor L. Os compostos fenólicos apresentaram maior concentração nos grãos inoculados com fungos (0, 4 e 8 kJ.m- 2). As micotoxinas foram encontradas em maior concentração após o armazenamento, sendo favorecidas dose de 8 kJ.m-2 e a umidade de 16%. Não foram observadas alterações na amilose e solubilidade do amido. Após o armazenamento, na umidade de 16% são observadas as maiores alterações, com reduções na extração de amido, valor de L* e aumentos no valor b*, proteína bruta, teor de lipídeos. As propriedades de pasta foram mais influenciadas na umidade de 16%, com aumentos na temperatura de pasta, retrogradação e reduções na viscosidade máxima e viscosidade de quebra. O amido apresentou perfurações em todos os tratamentos, sendo encontradas em maiores concentrações na umidade de 16% na dose de 8kJ.m-2. A radiação promoveu aumento no poder de inchamento dos grânulos de amido em todas as doses em ambas as umidades, sendo os maior aumentos observados na umidade de 16%. / Corn (Zea mays L.) is the second most produced cereal in Brazil and its economic importance is due to the different forms of use and relevance in human and animal food. Because to the high demand of maize by the food industry, it is necessary that the grains are stored for long periods to meet the market in offseason. During storage, some species of fungi proliferate in stored grains favoring the production of mycotoxins and rendering them unfit for consumption. So, radiation can be an alternative method of fungus control and, therefore, maintenance of the quality of corn grains. Therefore, the study was divided into two chapters aimed at meeting two main objectives: i); Ii) to evaluate the effects of UV-C radiation and grain moisture on the qualitative and quantitative technological parameters of corn grains during nine months of storage; Ii) to evaluate the effects of UV-C radiation and grain moisture on the qualitative and quantitative technological parameters of corn starch extracted from grains stored during nine months of storage. Corn grains were harvested mechanically and dried to moisture of 13% and 16% . The grains were inoculated with fungi and treated with UV-C radiation at 4 and 8 KJ.m-2 doses. The UV-C radiation at the doses used did not influence the results obtained, however, moisture and storage time had a direct influence on the evaluated parameters. The association of high moisture and a long time of storage showed an increase in the incidence of fungi Aspergillus and Pennicilium, electrical conductivity, lipid acidity, moldy, arid and fermented grains, and reduction on fungi of the genre Fusarium, protein solubility, lipid content and Value L. The phenolic compounds presented higher concentration in the grains inoculated with fungi (0, 4 and 8 kJ.m-2). The mycotoxins were found in higher concentration after storage, being favored dose of 8 kJ.m-2 and the moisture of 16%. No changes were observed in the amylose and solubility of the starch. After storage, in the moiture of 16% are observed the major changes, with reductions in the extraction of starch, value of L * and increases in value b *, crude protein and lipid content. The pasta properties were most influenced at 16% moisture, with increases in pasta temperature, retrogradation and reductions in maximum viscosity and viscosity break. In all treatments, the starch presented perforations, being found in higher concentrations in the moisture of 16% and the dose of 8kJ.m-2. The radiation promoted an increase in the swelling power of the starch granules in all doses in both moistures, with the highest observed increases in moisture content of 16%.

The fruits are an excellent source of nutrition, providing significant health benefits. The consumption of fruits with new flavors and high nutritional characteristics, called superfruits has been a worldwide trend, among them are assai and cupuassu. The presence of pesticide residues in food is a risk to the population's health. For this reagor, it is important to develop analytical methods for pesticide residues determination. The literature does not describe method for determination of pesticides in assai and cupuassu. In this context, this work aims to develop a new method based on MSPD and HPLC-UV/DAD determination of bromuconazole, fenbuconazole, parathion methyl, kresoxm-methyl and teflubenzuron in exotic fruits, assai and cupuassu. The extraction method based on matrix solid phase dispersion was developed and validated using different types and amounts of sorbents (neutral alumina, Florisil, silica and C18) and organic solvents (15-30 mL) ethyl acetate, dichloromethane, cyclohexane and acetonitrile. The best results for bromuconazole, fenbuconazole, parathionmethyl and kresoxim-methyl by HPLC-UV/DAD analysis were obtained using 1:3 (w / w) sample: the solid support (neutral alumina) ratio, without clean-up, and eluted with 20 mL of ethyl acetate: cyclohexane 1:1, v / v ratio. For assai, recovery values ranged from 57 to 119% with coefficients of variation values ranging from 1.4 to 20% for concentration levels 1, 2 and 6 μg mL-1. Detection and quantification limits ranged from 0.1 to 0.9 μg g-1 and 0.4 to 2.1 μg g-1, respectively. For cupuassu, recovery values were between 57-69%, the concentration level of 2 μg g-1. / As frutas constituem uma excelente fonte de alimentação, proporcionando importantes benefícios à saúde. O consumo de frutas com novos sabores e características nutricionais elevadas, chamadas de superfrutas, tem sido uma tendência mundial, entre elas se encontram o açaí e o cupuaçu. A presença de resíduos de pesticidas em alimentos constitui um risco a saúde da população, sendo importante o estudo de métodos analíticos para a determinação de seus resíduos. A literatura não registra método para a determinação de pesticidas em açaí e cupuaçu. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um método baseado na MSPD e HPLC-UV/DAD para a determinação dos pesticidas bromuconazol, fenbuconazol, parationa-metílica, cresoxim-metílico e teflubenzuron em frutas exóticas, açaí e cupuaçu. O método de extração por dispersão da matriz em fase sólida foi desenvolvido, testando-se diferentes tipos e quantidades de suporte sólido (alumina neutra, Florisil, sílica e C18) e os solventes orgânicos (15 a 30 mL) acetato de etila, diclorometano, ciclohexano e acetonitrila. Os melhores resultados para os pesticidas bromuconazol, fenbuconazol, parationa-metílica e cresoxim-metílico em análise por HPLC-UV/DAD foram obtidas na utilização da proporção 1:3 (m/m) amostra:suporte sólido do solvente alumina neutra, sem etapa de limpeza (clean-up), e eluição com 20 mL de acetato de etila:ciclohexano na proporção 1:1, v/v. Para a matriz açaí, valores de recuperação entre 57-119 % e valores de coeficientes de variação na faixa de 1,4-20 % para os níveis de concentração 1, 2 e 6 μg mL-1, com limites de detecção e quantificação do método entre 0,1- 0,9 μg g-1 e 0,4 -2,1 μg g-1 , respectivamente. Para a matriz cupuaçu, valores de recuperação entre 57 - 69 %,ao nível de concentração de 2 μg g-1.

Exposure to solar radiation, particularly its ultraviolet (UV), has a variety of harmful effects on human health. Some of these effects include sunburn cell formations, erythema, edema, melanoma, photoaging of the skin, and immune suppression. A plant that has been widely used in tropical folk medicine for a number of conditions is the Morinda citrifolia Linn. (Rubiaceae), commonly known as noni. The beneficial photoprotective effects of topical formulations based on extract from Morinda citrifolia leaves, have not yet been investigated. Thus, the present study aims to investigate the potential benefits of M. citrifolia topical application on the dorsal skin of mice, exposed to UVA-UVB light. Firstly, the absorption spectrum of the formulations extracts (10 and 15%) was evaluated by spectroscopy. The spectrum showed peaks at 200 nm and at 240 nm and absorption in the UVA and UVB regions. After 7 days of treatment and exposition to UVA-UVB light, the thickness, transepidermal water loss (TEWL), erythema and histological alterations were evaluated. The results from in vivo effectiveness showed that the thickness, TEWL values and erythema indexes were significantly decreased by treatment with formulations containing the extract. The histological measurements in hematoxilina eosin showed that in the non-irradiated group showed that the epidermis was represented by a thin, and continuous surface. No inflammatory infiltrate were found in the dermal tissues. Both irradiated and vehicle groups presented increased epidermal thickness associated to hyperorthokeratosis. The papillary dermis exhibited intense inflammatory infiltrate, mainly composed of lymphocytes, mild interstitial edema and prominent capillary and venular hyperemia. The treated groups presented remarkable reduction in the inflammatory content, as well as less expressive hyperemia. In the Sirius Red, the irradiated and vehicle groups, papillary dermis showed the presence of a gross, thick, parallel-arranged, collagen fibers. Both treated groups (10 and 15% formulations) presented similar features regarding the collagenization pattern, showing a mixture of yellowish type I and greenish type III collagen fibers. The interfibrillary spaces were more evident than in irradiated and vehicle groups. Such morphological appearances were very similar to that observed in non irradiated group. Areas treated with the formulation containing Morinda citrifolia extract (10% and 15%) have enhanced protection against UV radiation. Finally, the extract was evaluated on murine malignant melanoma (cell line B16F10) in order to examine their cytotoxic effects on malignany cells. The extract at concentrations of 0.05 to 12.8 mg/mL did not show any cytotoxic effects in the B16F10 cell line. These can suggest that the extract showed no potential anti cancer in melanoma cells, and the extract have only photoprotection effects. In conclusion, the results showed that the formulations containing the extract protected the skin against UV-induced damage. / A exposição à radiação solar, particularmente a radiação ultravioleta (UV), tem uma variedade de efeitos nocivos à saúde humana. Alguns destes efeitos incluem formações de queimaduras solares, eritema, edema, melanoma, fotoenvelhecimento da pele e da supressão imune. Uma planta medicinal que tem sido vastamente utilizada para as mais variadas formas de manutenção da saúde, tem sido a Morinda citrifolia Linn. (Rubiaceae), comumente conhecida como noni. Os efeitos fotoprotetores de formulações para uso tópico com o extrato aquoso das folhas da Morinda citrifolia não foram investigados previamente. Assim, o presente estudo teve como objetivo estudar os benefícios potenciais da M. citrifolia em aplicação tópica na pele dorsal de camundongos expostos à radiação UVA-UVB. Primeiramente, o espectro de absorção das formulações com extrato (10% e 15%) foi avaliada por espectroscopia. O espectro mostrou bandas a 200 nm e em 240 nm e em regiões de absorção no UVA e UVB. In vivo, após 7 dias de tratamento e exposição à radição UVA-UVB, a espessura, perda transepidérmica de água (TEWL), eritema e alterações histológicas foram avaliadas. Os resultados de eficácia in vivo mostraram que os valores de espessura, TEWL e índices de eritema foram significativamente reduzidos pelo tratamento com as formulações contendo o extrato, comparados aos grupos controle irradiado e veículo irradiado. As medições histológicas em hematoxilina eosina mostraram que no grupo não irradiado a epiderme foi representada por uma superfície delgada e contínua. Não foram encontrados infiltrados inflamatórios nos tecidos dérmicos. Ambos os grupos irradiados e veículo apresentaram aumento da espessura da epiderme e hiperortoqueratose. A derme papilar apresentou intenso infiltrado inflamatório, composto principalmente de linfócitos, edema intersticial leve e hiperemia capilar e venular proeminente. Os grupos tratados apresentaram redução notável no conteúdo inflamatório e da hiperemia. Na coloração picrossírius, nos grupos controle irradiado e veículo irradiado, a derme papilar mostrou a presença de feixe de fibras colágenas espessas, grosseiras, de comprimento variável e disposição paralela. Ambos os grupos tratados (formulações de 10% e 15%) apresentaram características semelhantes quanto ao padrão de colagenização, mostrando uma mistura de fibras de colágeno tipo I e fibras de colágeno tipo III. Os espaços interfibrilares nos grupos tratados foram mais evidentes que nos grupos irradiados e do veículo. Tais aspectos morfológicos foram semelhantes às observadas no grupo não irradiado. Ficou evidente, através da morfologia e histologia, que as áreas tratadas com a formulação contendo Morinda citrifolia (10% e 15%) tiveram uma maior proteção contra a radiação UV Finalmente, o extrato foi avaliado em melanoma (linha de células B16F10), a fim de examinar os seus efeitos citotóxicos em células malígnas. O extrato com concentrações de 0,05 a 12,8 mg/mL não mostrou quaisquer efeitos citotóxicos na linhagem de células B16F10. Estes podem sugerir que o extrato não combate danos já estabelecidos em células, tendos efeitos apenas de fotoproteção, dos quais os mecanismos ainda precisam de estudo mais aprofundado. Em conclusão, os resultados demonstraram que as formulações contendo o extrato protegem a pele contra danos induzidos por radiação UV.