Submitted by Gabriela Lopes (gmachadolopesufpel@gmail.com) on 2016-10-06T17:52:45Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertac_a_o final - Bianca Camargo Aranha -.pdf: 1387529 bytes, checksum: a4bb85a254c845fe10ce2dccb010c2ec (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2016-10-11T20:42:49Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertac_a_o final - Bianca Camargo Aranha -.pdf: 1387529 bytes, checksum: a4bb85a254c845fe10ce2dccb010c2ec (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-11T20:42:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertac_a_o final - Bianca Camargo Aranha -.pdf: 1387529 bytes, checksum: a4bb85a254c845fe10ce2dccb010c2ec (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-03-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / O gênero Capsicum pertence à família Solanaceae e compreende mais de 30 espécies, seus frutos são popularmente conhecidos como pimenta e já eram utilizados por povos nativos como temperos, conservantes alimentícios e em medicamentos. Com a finalidade de estudar e conservar a biodiversidade das espécies de Capsicum, a Embrapa Clima Temperado (Pelotas, RS) mantém um Banco Ativo de Germoplasma (BAG), o qual necessita de caracterizações agronômica, morfológica, genética, metabólica e de potencial tecnológico, possibilitando assim o conhecimento de seus indivíduos, auxiliando na seleção para diferentes aplicações. O conhecimento do total de compostos presentes nas pimentas pode ser obtido através da estratégia de análise metabolômica. Assim, objetivou-se caracterizar o perfil metabólico de 61 acessos de pimentas do BAG de Capsicum da Embrapa Clima Temperado das espécies C. baccatum, C. annuum, C. chinense e C. frutescens por Cromatografia Gasosa e Espectrometria de Massas em dois extratos (fração polar A e B). Foi observada grande diversidade de compostos como aminoácidos, açúcares simples, ácidos orgânicos, capsaicinoides, esteróis e ésteres. Os teores de aminoácidos variaram entre 3,7 e 13,4mg.g -¹ de massa seca (ms) sendo que a L-asparagina predominou em 75% dos acessos. Os teores de açúcares totais variaram entre 45,0 e 189,8mg.g -¹ ms, sendo o mais abundante a frutose, representando em média 59%. Na maioria dos acessos avaliados houve predominância do ácido cítrico em concentrações de até 11,3mg.g -¹ ms. O total de ácidos orgânicos foi quantificado entre 2,4 e 15,2mg.g -¹ ms. A capsaicina representou 59% do total de capsaicinoides avaliados enquanto a dihidrocapsaicina representou 30%. Não foram identificados capsaicinoides para os acessos P27 e P179 (C. baccatum), P135 (C. chinense) e P46 (C. annuum). Hidrocarbonetos e ésteres apresentaram teores entre 0,2–14,6mg.g -¹ ms e 0,5–57,9mg.g -¹ ms, respectivamente. A análise de componentes principais (PCA) da fração polar A, não evidenciou a formação de clusters por espécies. Separaram-se do grupo (outliers) os acessos P116 (C. chinense), P46 e P76 (C. annuum), principalmente em função da maior concentração de sacarose e frutose presentes nestes acessos. A PCA da fração polar B, indicou separação dos acessos P221 (C. annuum) e P200 (C. chinense), em função do elevado teor de dihidrocapsaicina nestes acessos. A caracterização do perfil metabólico por CG-EM permitiu a identificação e quantificação simultânea de 90 compostos. Estes resultados ampliam e complementam a base de dados metabólica do BAG de Capsicum spp.. / The genus Capsicum belongs to the Solanaceae family and comprises more than 30 species, their fruits are popularly known as pepper and were used by native people as spices, food preservatives, and medicines. With the purpose of studying and conserving the biodiversity of species of Capsicum, Embrapa Clima Temperado (Pelotas, RS) maintains an Active Germplasm Bank (AGB), which requires agronomic, morphological, genetic, metabolic, and technological potential characterizations, thus enabling the knowledge of the individuals, supporting the selection for different applications. The knowledge of the total of compounds present in peppers can be obtained by metabolomic analysis strategy. Therefore the objective was to characterize the metabolic profile of 61 accessions of peppers from Embrapa Clima temperado Capsicum AGB including C. baccatum, C. annuum, C. chinense, and C. frutescens by Gas Chromatography and Mass Spectrometry in two extracts (polar fraction A and B). It was observed wide variety of compounds such as amino acids, simple sugars, organic acids, capsaicinoids, steroids, and esters. The amino acid content varied between 3.7 and 13.4mg g -¹ dry weight (dw) and Lasparagine predominated in 75% of the accessions. Total sugar content ranged between 45.0 and 189.8mg g -¹ dw, the most abundant was fructose representing on average 59%. In most accessions citric acid predominated reaching concentrations of up to 11.3mg g -¹ dw. Total organic acid content was quantified between 2.4 and 15.2mg g -¹ . Capsaicin represented 59% of total capsaicinoids evaluated while dihydrocapsaicin represented 30%. Capsaicinoids were not identified for accessions P27 and P179 (C. baccatum), P135 (C. chinense) and P46 (C. annuum). Hydrocarbons and esters were present in concentrations between 0.2–14.6mg g -¹ dw and 0.5–57.9mg g -¹ dw respectively. Principal component analysis (PCA) of polar fraction A did not show the formation of clusters by species. Separated from the main group (outliers) were P116 (C. chinense), P46 and P76 (C. annuum), mainly due to the higher concentration of sucrose and fructose present in these access ions. PCA of polar fraction B, indicated the separation of P221 (C. annuum) and P200 (C. chinense), due to the high content dihydrocapsaicin of these accessions. The characterization of the metabolic profile by GC-MS allowed simultaneous identification and quantification of compounds 90. These results extend and complement the metabolic database of the AGB of Capsicum spp..

Ethanol extracts of “jenipapo” (Genipa americana Linnaeus), “umbu" (Spondia tuberosa Arruda), “siriguela” (Spondia purpurea Linnaeus) and “mangaba” (Hancornia speciosa Gomes) were prepared from separate pulp, seeds and peel; except mangaba which are used pulp and peel. The investigation of antioxidant capacity of the ethanol extracts were carried out by the methods of determining the content of ascorbic acid and total phenolics; scavenging 2, 2 -diphenyl-1-picrilhydrazyl and 2, 2’- azinobis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) radical, antioxidant capacity of reduction of iron and copper and lipid peroxidation using a biomimetic membrane system, and measurement enzymatic of catalase and superoxide dismutase. It was also analyzed the acetylcholinesterase inhibitory activity, cytotoxic effect on corneal epithelial cells of sheep, as well as phytochemicals assays and identification of phenolic compounds and organic acids present in the extracts by UPLC - MS. The highest values of total phenolic content were obtained with peel and seed extracts and to ascorbic acid in the seed of siriguela, showing better antioxidant activities of seeds and peel extracts of siriguela and umbu. Lipid peroxidation assays indicated that genipap pulp is a promising antioxidant. Genipap pulp and siriguela seed ethanol extracts presented an acetylcholinesterase inhibition zone similar to that of the positive control, carbachol. The investigation of phenols and organic acid contents revealed the presence of quercetin (48,38 to 3,88 μg.g-1), quinic acid (43,28 to 41,88 μg.g-1) and citric acid (3,78 to 0,43 μg.g-1) in several extracts and chlorogenic acid with the highest amount found in siriguela seeds (356,93 μg.g-1). These data suggest new uses for these foods as potential antioxidant supplements for the food, pharmaceutical and cosmetic industries. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A partir das cascas, polpas e sementes do jenipapo (Genipa americana Linnaeus), umbu (Spondia tuberosa Arruda), siriguela (Spondia purpurea Linnaeus) e mangaba (Hancornia speciosa Gomes) foram preparados extratos etanólicos, com exceção da mangaba onde o extrato foi preparado utilizando casca e polpa. Os extratos foram submetidos à investigação da capacidade antioxidante através dos métodos de determinação do conteúdo de ácido ascórbico e fenóis totais, sequestro do radical 2,2-difenil-1-picril-hidrazil e 2,2´- azinobis (3-etilbenzotiazolina-6-ácido sulfônico), capacidade antioxidante de redução do ferro e cobre, lipoperoxidação utilizando um sistema de membranas biomimético e mensuração enzimática da catalase e superóxido dismutase. Também foi avaliada a atividade inibitória da enzima acetilcolinesterase, o efeito citotóxico em células epiteliais da córnea de ovelhas, além da realização de ensaios fitoquímicos e a identificação de compostos fenólicos e ácidos orgânicos presentes nos extratos. Os maiores teores de fenóis totais foram obtidos nos extratos das cascas e sementes e no referente ao ácido ascórbico na semente da siriguela, apresentando melhor atividade antioxidante os extratos das sementes e cascas da siriguela e do umbu. Porém, no ensaio de peroxidação lipídica, o extrato etanólico da polpa de jenipapo demonstrou ser um antioxidante promissor. Os extratos etanólicos da polpa do jenipapo e da semente da siriguela apresentaram uma zona de inibição da enzima acetilcolinesterase semelhantes ao controle positivo, carbacol. Na investigação dos compostos fenólicos e ácidos orgânicos por UPLC-MS verificou-se a presença nos extratos de quercetina (48,38 a 3,88 μg.g-1), ácido quínico (43,28 a 41,88 μg.g-1), ácido cítrico (3,78 a 0,43 μg.g-1) em vários extratos. E ácido clorogênico, na semente da siriguela (356,93 μg.g-1). Os resultados obtidos desses extratos sugerem novas formas de utilização desses alimentos como potenciais suplementos antioxidantes na indústria alimentícia, farmacêutica e cosmética.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-01-15T17:27:17Z No. of bitstreams: 1 renatadejesuscoelhocastro.pdf: 4626733 bytes, checksum: 62bb62e16069cf7f8e81f59effe1bd20 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-01-25T17:42:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 renatadejesuscoelhocastro.pdf: 4626733 bytes, checksum: 62bb62e16069cf7f8e81f59effe1bd20 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-25T17:42:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 renatadejesuscoelhocastro.pdf: 4626733 bytes, checksum: 62bb62e16069cf7f8e81f59effe1bd20 (MD5) Previous issue date: 2015-08-07 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A produção de leite e carne de bovinos no Brasil está baseada na utilização de pastagens, por constituírem alimento de menor custo para o produtor. No Brasil, as pastagens são a principal fonte de alimentação do rebanho, sendo responsável por quase 90% da carne bovina e pela maior parte do leite produzido no país. Sendo assim, surge a importância de um monitoramento rigoroso para se obter uma forragem de qualidade, visto que, a dieta desses ruminantes está diretamente relacionada com a qualidade do leite. Nos últimos anos, tem-se dado o interesse de conhecer substâncias químicas presentes nas forragens que possam contribuir tanto para uma boa qualidade do leite, como por exemplo: o ácido linoléico (C18:2 cis-9 cis-12) e o ácido α-linolênico (C18:3 cis-9 cis-12 cis-15), que são ácidos graxos precursores do ácido linoléico conjugado (CLA) quanto para seleção de cultivares resistentes ao estresse causado pela presença das cigarrinhas das pastagens, como por exemplo: ácidos orgânicos (ácidos cítrico, málico, aspártico e succínico). O objetivo deste trabalho foi utilizar a técnica de Eletroforese Capilar de Zona (CZE) como uma ferramenta para auxiliar na seleção de materiais com uma maior concentração dos precursores do CLA e materiais mais resistentes à presença das cigarrinhas das pastagens. Para análise dos precursores de CLA, o eletrólito utilizado constituiu-se de 17% de metanol, 33% de ACN, 12 mmol L- 1 de tetraborato de sódio, 12 mmol L-1 de Brij e pH próximo de 9,5 e as condições de análise foram: injeção hidrodinâmica (25 mbar por 5 s), voltagem de + 26 kV, temperatura no interior do capilar de 27 ºC, detecção direta no UV em 200 nm, capilar de TSU com 75 μm d.i. e 34 cm de comprimento total. O método de eletroforese capilar de zona (CZE) se mostrou eficaz para análise dos precursores de CLA, em 4 minutos. Foi realizada a comparação do método proposto com o método oficial por cromatografia a gás (CG) em seis amostras de braquiárias, sendo que, os resultados não apresentaram diferenças significativas em um intervalo de confiança a 95 %. Para análises dos ácidos orgânicos, o eletrólito utilizado constituiu-se de 20 mmolL-1 de ácido ftálico, 15 mmolL-1 de TRIS e 0,8 mmolL-1 de CTAB. As condições de análise foram: injeção hidrodinâmica (0,3 psi por 2 s), voltagem de - 15 kV, temperatura no interior do capilar de 25 ºC, detecção direta no UV em 240 nm, capilar de TSP com 75 μm d.i. e 375 μm d.e., 50,2 cm de comprimento total e 40,0 cm de comprimento efetivo. O método CZE se mostrou eficaz para análises dos ácidos orgânicos (ácido cítrico, ácido málico, ácidos aspártico e ácido succinico) relacionados aos estresses das plantas, pois foi possível a identificação em menos de 5 minutos, possibilitando assim um grande número de análises em um curto tempo. / Bovine milk and meat production in Brazil is based on the use of pastures, as they are less food costing for the producers. In Brazil, pastures are the leading power supply of the herd, which are responsable for almost 90% of bovine meat and the biggest part of milk produced in the country. By this way, rises a rigorous monitoring to get quality forage, considering that the rumminant diet is related to the milk quality. Last years, it has arised the interest of knowing chemical substances present in the feed that could contribute to a good milk quality, such as: linoleic acid (C18: 2 cis-cis-9-12) and α- linolenic acid (C18: 3 cis-cis-9-cis-12 15), which are precursors of fatty acids conjugated linoleic acid (CLA); and to selection of cultivars resistent to stress caused by the sharpshooters pastures presence, such as the organic acids (citric, malic, succinic and aspartic acid). This paper aimed use the Capillary Zone Electrophoresis (CZE) technique as a tool to assist the selection of materials with a higher concentration of CLA precursors and more resistant materials to the presence of sharpshooters pastures. For analysis of CLA precursors, the electrolyte used consisted of 17% methanol, 33% ACN, 12 mmol L-1 sodium tetraborate, 12 mmol L-1 and Brij pH of 9.5, and analysis conditions were: hydrodynamic injection (25 mbar for 5 sec) + 26 kV voltage, 27 ° C temperature capillary within, direct UV detection at 200 nm, TSU capillary with 75 μm d.i and 34 cm length. The CZE method is effective for CLA precursors analysis, in 4 minutes. A comparing of the proposed method to the official one was made, by using gas chromatography (GC) at six samples brachiaria, and the results showed no significant differences at a confidence interval of 95%. For analysis of organic acids, the electrolyte used consisted of 20 mmol L-1 phthalic acid, 15 mmol L-1 TRIS and 0.8 mmol L-1 CTAB. The analysis conditions were: hydrodynamic injection (0.3 psi/3 seconds), - 15 kV voltage, 25 ° C temperature capillary within, UV direct detection at 240 nm, TSP capillary with 75 μm d.i. and 375 μm d.e., 50,2 cm lenght and 40.0 cm effective length. The CZE method is effective for organic acids (citric acid, malic acid, aspartic acid and succinic acid) analysis related to the plants, as it was possible its identification in less than 5 minutes, allowing a large number of analyzes in a short time.

Made available in DSpace on 2016-05-02T13:55:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luiz Paulo de Andrade Dissertacao.pdf: 1041310 bytes, checksum: 2f93e6e6a802137d5b7cf724994ac377 (MD5) Previous issue date: 2013-08-30 / Given the intensification of animal production , the use of technology Wet grain silage can contribute significantly to improving productivity indices , highlighting the economic importance of this as a constituent of food rations . The objective of this research was to investigate the nutritional value of silage maize grain rehydrated at different moisture contents . The experiment was conducted at the Faculty of Agronomy of the University José do Rosário Vellano , Campus Alfenas - MG . The experimental design was completely randomized with a 3x2x2 , and ( rehydration grain at three moisture contents ; rehydrated in saline and water with and without inoculant ) totaling 12 treatments and 4 replications ; Results concerning the characteristics bromatological underwent to analysis of variance ( ANOVA ) using the statistical program SISVAR ( FERREIRA , 2003) . It was found lower pH in silage inoculated when there rehydration with acid whey . Inoculation biological silage moisture corn resulted in higher concentration of lactic acid . Inoculation of silage resulted in higher concentrations of acetic and propionic acid . The propionic acid concentration remained similar between treatments evaluated in this study , although the concentration was low in all of them . Rehydrated silages with whey had higher dry matter silages compared with rehydrated with water . The concentration of protein (CP ) in silage moisture corn was only changed due to the liquid used in rehydration . The NDF was reduced by rehydration with acid whey , whether or not the application of the inoculant . The concentration of ADF increased linearly in the control treatment due to rehydration using acid whey , while the inoculated silage , there was greater concentration rehydration by 40%. / Diante da intensificação da produção animal, o emprego da tecnologia da ensilagem de grãos úmidos pode contribuir significativamente para melhoria dos índices de produtividade, destacando-se a importância econômica deste alimento como constituinte de rações. Objetivou-se com esta pesquisa, estudar o valor nutricional da silagem de grão de milho reidratado à diferentes teores de umidade . O experimento foi conduzido na faculdade de agronomia da Universidade José do Rosário Vellano, Campus de Alfenas - MG. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado num esquema fatorial 3x2x2, sendo( reidratação do grão em três teores de umidade; reidratado com soro e água e com e sem inoculante) totalizando 12 tratamentos e 4 repetições; Os resultados referentes às características bromatólogica foram submetidos a análises de variância (ANOVA) utilizando-se o programa estatístico SISVAR (FERREIRA, 2003). Constatou-se menor valor de pH na silagem inoculada quando houve reidratação com soro ácido de leite. A inoculação biológica da silagem de grão úmido de milho resultou em maior concentração de ácido lático. A inoculação das silagens resultou em maiores concentrações de ácido acético e propiônico. A concentração de ácido propiônico permaneceu semelhante entre os tratamentos avaliados neste estudo, embora a concentração tenha sido baixa em todos eles. As silagens reidratadas com soro de leite apresentaram teores de matéria seca maiores quando comparadas com silagens reidratadas com água. A concentração de proteína (PB) na silagem de grão úmido de milho somente foi alterada devido ao líquido utilizado na reidratação. A concentração de FDN foi reduzida pela reidratação com soro ácido de leite, independente da aplicação ou não do inoculante. A concentração de FDA aumentou linearmente na silagem controle devido à reidratação utilizando-se soro ácido de leite, enquanto na silagem inoculada, constatou-se maior concentração pela reidratação a 40%.

A natureza das ligações de hidrogênio e a influência destas interações na estrutura eletrônica de complexos neutros, catiônicos, aniônicos e radicalares foi estudada utilizando-se análises geométricas, energéticas, eletrônicas e topológicas. Inicialmente, verificaram-se alterações na aromaticidade do cátion pirílio após a complexação com uma a três moléculas de água. Tais complexos foram ainda estudados em meio reacional com constante dielétrica igual a da água com o emprego do modelo PCM (Polarizable Continuum Model). Adicionalmente, os efeitos da hidroxilação na estrutura eletrônica dos cátions benzopirílio e flavílio foram considerados. Posteriormente, analisaram-se os efeitos das fortes ligações de hidrogênio na ressonância do grupo carboxila em complexos formados entre o radical hidroperoxil e os ácidos fórmico, acético e trifluoroacético. Como extensão desse trabalho, estudos envolvendo complexos obtidos com e sem restrições na otimização de geometria possibilitaram obter informações a respeito da ressonância dos grupos carboxila e carboxilato quando o fluoreto de hidrogênio interage linear ou perpendicularmente com todos os átomos do ácido fórmico e do ânion formiato. O desenvolvimento das atividades supracitadas compreendeu a análise da função de onda pelos métodos NBO (Natural Bond Orbital), NSA (Natural Steric Analysis), NRT (Natural Resonance Theory) e AIM (Atoms in Molecules). As alterações em parâmetros geométricos e nas cargas atômicas foram consideradas. Uma análise energética foi realizada com o emprego do método de decomposição de energia proposto por Xantheas. As freqüências vibracionais e a intensidade das bandas do estiramento do grupo X-H, doador da ligação de hidrogênio, foram analisadas. As densidades de spin para os complexos radicalares também foram obtidas. A influência das ligações de hidrogênio e o efeito do substituinte na aromaticidade dos cátions foram verificados com o emprego dos métodos e índices NICS (Nucleus Independent Chemical Shifts), HOMA (Harmonic Oscillator Model of Aromaticity), HOSE (Harmonic Oscillator Stabilization Energy) e PDI (para-Delocalization Index). Os cálculos foram efetuados com os modelos B3LYP/6-31+G(d,p), B3LYP/6-311++G(3df,3pd) e UB3LYP/6-311++G(3df,3pd). Ocasionalmente, outras funções de base (EPR-III e cc-pVDZ), assim como o método MP2, foram utilizados para testar a confiabilidade dos resultados obtidos. As interações intermoleculares pouco alteraram a estrutura eletrônica e a aromaticidade do cátion pirílio. Analogamente, a substituição de um átomo de hidrogênio por um grupo hidroxila em diversas posições dos cátions benzopirílio e flavílio também não provocou modificações muito significativas na estrutura eletrônica desses cátions, embora tenha se verificado uma dependência da aromaticidade com a posição da hidroxila. Por outro lado, a distorção geométrica associada às ligações de hidrogênio foram responsáveis pelo incremento ou diminuição da ressonância do grupo carboxila nos ácidos fórmico, acético, trifluoroacético e do grupo carboxilato no ânion formiato. Os efeitos dos grupos doador e sacador de elétrons na estabilização dos complexos radicalares foram evidenciados. Adicionalmente, pode-se atribuir um caráter covalente parcial em algumas ligações de hidrogênio. / The nature of hydrogen bonds and their influence on electronic structure of neutral, cationic, anionic, and radical complexes was studied by using geometric, energetic, electronic, and topological analysis. The changes in aromaticity of the pyrylium cation upon complexation with one up to three water molecules were investigated. The PCM (Polarizable Continuum Model) model was employed to study the pyrylium-water complexes in a water reaction medium. In addition, the effects of hydroxylation on electronic structure of the benzopyrylium and flavilium cations were also considered. In addition, the effects of strong hydrogen bonds on carboxyl group resonance in the complexes formed between the hydroperoxyl radical and formic, acetic, and trifluoroacetic acids were analyzed. In extension of this work, studies including complexes, obtained with and without geometric restrictions, provided information about the resonance of the carboxyl and carboxylate groups when the hydrogen fluoride interacts, linear or perpendicularly, with all atoms of formic acid and formate anion. The analysis of the wavefunction by using NBO (Natural Bond Orbital), NSA (Natural Steric Analysis), NRT (Natural Resonance Theory), and AIM (Atoms in Molecules) methods was necessary to the development of the above mentioned activities. The changes in geometric parameters and atomic charges were also considered. An energetic analysis of complexes was done with the energy decomposition method proposed by Xantheas. The vibrational frequencies and the intensity of the X-H (hydrogen bond donor group) stretching bands were studied. The spin densities for the radical complexes were also obtained. The Nucleus Independent Chemical Shifts (NICS), Harmonic Oscillator Model of Aromaticity (HOMA), HOSE (Harmonic Oscillator Stabilization Energy), and PDI (para-Delocalization Index) aromaticity criteria were employed to verify the hydrogen bond influence and the effect of hydroxylation in the aromaticity of the cations. The calculations were carried out by using B3LYP/6-31+G(d,p), B3LYP/6-311++G(3df,3pd), and UB3LYP/6-311++G(3df,3pd) models. Occasionally, other basis set (EPR-III and cc-pVDZ), as well as the MP2 method, were applied to test the accuracy of the results. The intermolecular interactions lead to small alterations in the electronic structure and aromaticity of pyrylium cation. Similarly, the substitution at different positions of the benzopyrylium and flavilium cations by a hydroxyl group does not cause significant changes in the electronic structure of these cations. However, a dependence of the hydroxyl group position on aromaticity was observed. On the other hand, for formic, acetic, trifluoroacetic acids, as well as for the formate anion, the resonance of the carboxyl and carboxylate groups is affected not only by the geometric distortions but also by the hydrogen bonds. The effects of the electron-donating and electron-withdrawing groups in the stabilization of radical complexes were characterized. Furthermore, a partial covalent character can be attributed to some hydrogen bonds.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:26:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tatiane Luiza da Costa.pdf: 1394288 bytes, checksum: cde5d3e8ab1f315e5e9ac6dd8d167bd0 (MD5) Previous issue date: 2011-09-16 / Leishmaniasis is a disease of the endothelial reticulum system and is caused by protozoans form the Leishmania genus. The promastigote forms of Leishmania sp degradate carbohydrates through the glycolityc pathway and its first reaction occurs inside the glicosome. As they use as energy source glucose, aminoacids and lipids from the culture media the excreted/secreted (E/S) products may be useful as indicative of the energetic and metabolis profile of the parasite and of its biological disturbances. The biochemical analysis of Leishmania metabolism is important to upgrade the parasitological studies with techniques which are adequate to the evaluation of the biochemical profile of the host-parasite relationship towards a better understanding of how these organisms are able to survive in such diverse environments such as the digestory tract of the insect or inside vertebrate hosts tissues. The aim of this study was to perform a study of the energetic metabolism of species and isolates of Leishmania spp. Therefore the in vitro analysis of E/S metabolic products from the parasite within the culture media during logarithmic and stationary growth phases was performed through chromatographic (HPLC) methods. The spectrophometry was used to glucose measurement and the nuclear magnetic resonance (NMR) was implanted aiming the study of the parasite‟s metabolism. Through HPLC it was possible to verify a significant difference in the E/S of organic acids from the carbohydrates metabolism (pyruvate and lactate), intermediary metabolism (citrate, α-ketoglutarate, succinate, fumarate, malate and oxaloacetate) and from the fatty acids oxidation (β-hydroxibutyrate) between differents species and isolates of Leishmania spp. Through the enzymatic spectrophotometric analysis we verified the different concentrations of glucose. The NMR through 13C and 1H detected the following metabolites in pellet and supernatant: alanine, lactate, acetate, oxalate, pyruvate, succinate, glicerol, CO2, ureia and aminoacids (glutamine, valine and arginine). Therefore, through the several methods it was possible to observe that there is difference of E/S metabolites between the isolates and strains of Leishmania spp that utilize several biochemical pathways to energy production and the identification of these pathways may be used to identify each isolate and also establish metabolic differences in the host-parasite relationship. / A leishmaniose é uma doença do sistema mononuclear fagocitáio causada por protozoários do gênero Leishmania. As formas promastigotas de Leishmania sp degradam carboidratos pela via glicolítica e a primeira reação ocorre dentro do glicossomo. Utilizando como fonte de energia a glicose, aminoácidos e lipídeos presentes no meio de cultura, os produtos excretados/secretados (E/S) podem ser indicadores do perfil metabólico energético parasitário e de distúrbios biológicos. A análise bioquímica do metabolismo de Leishmania vem atualizar os estudos parasitológicos com técnicas adequadas à avaliação do perfil bioquímico na relação parasito-hospedeiro, levando ao melhor entendimento da maneira como esses organismos conseguem sobreviver em ambientes diversos como o trato digestório do hospedeiro invertebrado ou nos tecidos do hospedeiro vertebrado. O objetivo deste trabalho foi o estudo do metabolismo energético de diferentes espécies de Leishmania. Para tanto, foi realizada a análise in vitro de metabólitos E/S pelo parasito em meio de cultura durante as fases logarítmicas e estacionárias do crescimento, e quantificados por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). A espectrofotometria foi utilizada para a dosagem de glicose. O método de ressonância magnética nuclear foi implantado para o estudo do metabolismo parasitário. Pela CLAE verificou-se diferença nos produtos E/S dos ácidos orgânicos do metabolismo de carboidratos (piruvato e lactato), do metabolismo intermediário (citrato, α-cetoglutarato, succinato, fumarato, malato e oxaloacetato) e do metabolismo dos ácidos graxos (β-hidroxibutirato) entre diferentes espécies e isolados de Leishmania. Pela análise espectrofotométrica enzimática verificou-se diferença na concentração de glicose na cepa M2903 de L.(V.) braziliensis. Pela RMN de 13C e 1H detectaram-se os seguintes metabólitos no sedimento e sobrenante: alanina, lactato, acetato, oxalato, piruvato, succinato, glicerol, CO2, uréia e aminoácidos (glutamina, valina e arginina). Entretanto, através de vários métodos, foi possível observar que há diferenças na E/S de metabólitos entre diferentes cepas e isolados de Leishmania spp que utilizam diversas vias bioquímicas para a obtenção de energia e a identificação dessas vias poderá ser utilizada para investigar a atuação de fármacos anti-parasitários. Mudanças bioquímicas no metabolismo podem indicar possíveis adaptações do parasito às diferentes condições ambientais e fisiológicas durante o ciclo de vida e essas características bioquímicas individuais poderão ser utilizadas na identificação de cada isolado, além de estabelecer diferenças metabólicas na relação parasito-hospedeiro.

A natureza das ligações de hidrogênio e a influência destas interações na estrutura eletrônica de complexos neutros, catiônicos, aniônicos e radicalares foi estudada utilizando-se análises geométricas, energéticas, eletrônicas e topológicas. Inicialmente, verificaram-se alterações na aromaticidade do cátion pirílio após a complexação com uma a três moléculas de água. Tais complexos foram ainda estudados em meio reacional com constante dielétrica igual a da água com o emprego do modelo PCM (Polarizable Continuum Model). Adicionalmente, os efeitos da hidroxilação na estrutura eletrônica dos cátions benzopirílio e flavílio foram considerados. Posteriormente, analisaram-se os efeitos das fortes ligações de hidrogênio na ressonância do grupo carboxila em complexos formados entre o radical hidroperoxil e os ácidos fórmico, acético e trifluoroacético. Como extensão desse trabalho, estudos envolvendo complexos obtidos com e sem restrições na otimização de geometria possibilitaram obter informações a respeito da ressonância dos grupos carboxila e carboxilato quando o fluoreto de hidrogênio interage linear ou perpendicularmente com todos os átomos do ácido fórmico e do ânion formiato. O desenvolvimento das atividades supracitadas compreendeu a análise da função de onda pelos métodos NBO (Natural Bond Orbital), NSA (Natural Steric Analysis), NRT (Natural Resonance Theory) e AIM (Atoms in Molecules). As alterações em parâmetros geométricos e nas cargas atômicas foram consideradas. Uma análise energética foi realizada com o emprego do método de decomposição de energia proposto por Xantheas. As freqüências vibracionais e a intensidade das bandas do estiramento do grupo X-H, doador da ligação de hidrogênio, foram analisadas. As densidades de spin para os complexos radicalares também foram obtidas. A influência das ligações de hidrogênio e o efeito do substituinte na aromaticidade dos cátions foram verificados com o emprego dos métodos e índices NICS (Nucleus Independent Chemical Shifts), HOMA (Harmonic Oscillator Model of Aromaticity), HOSE (Harmonic Oscillator Stabilization Energy) e PDI (para-Delocalization Index). Os cálculos foram efetuados com os modelos B3LYP/6-31+G(d,p), B3LYP/6-311++G(3df,3pd) e UB3LYP/6-311++G(3df,3pd). Ocasionalmente, outras funções de base (EPR-III e cc-pVDZ), assim como o método MP2, foram utilizados para testar a confiabilidade dos resultados obtidos. As interações intermoleculares pouco alteraram a estrutura eletrônica e a aromaticidade do cátion pirílio. Analogamente, a substituição de um átomo de hidrogênio por um grupo hidroxila em diversas posições dos cátions benzopirílio e flavílio também não provocou modificações muito significativas na estrutura eletrônica desses cátions, embora tenha se verificado uma dependência da aromaticidade com a posição da hidroxila. Por outro lado, a distorção geométrica associada às ligações de hidrogênio foram responsáveis pelo incremento ou diminuição da ressonância do grupo carboxila nos ácidos fórmico, acético, trifluoroacético e do grupo carboxilato no ânion formiato. Os efeitos dos grupos doador e sacador de elétrons na estabilização dos complexos radicalares foram evidenciados. Adicionalmente, pode-se atribuir um caráter covalente parcial em algumas ligações de hidrogênio. / The nature of hydrogen bonds and their influence on electronic structure of neutral, cationic, anionic, and radical complexes was studied by using geometric, energetic, electronic, and topological analysis. The changes in aromaticity of the pyrylium cation upon complexation with one up to three water molecules were investigated. The PCM (Polarizable Continuum Model) model was employed to study the pyrylium-water complexes in a water reaction medium. In addition, the effects of hydroxylation on electronic structure of the benzopyrylium and flavilium cations were also considered. In addition, the effects of strong hydrogen bonds on carboxyl group resonance in the complexes formed between the hydroperoxyl radical and formic, acetic, and trifluoroacetic acids were analyzed. In extension of this work, studies including complexes, obtained with and without geometric restrictions, provided information about the resonance of the carboxyl and carboxylate groups when the hydrogen fluoride interacts, linear or perpendicularly, with all atoms of formic acid and formate anion. The analysis of the wavefunction by using NBO (Natural Bond Orbital), NSA (Natural Steric Analysis), NRT (Natural Resonance Theory), and AIM (Atoms in Molecules) methods was necessary to the development of the above mentioned activities. The changes in geometric parameters and atomic charges were also considered. An energetic analysis of complexes was done with the energy decomposition method proposed by Xantheas. The vibrational frequencies and the intensity of the X-H (hydrogen bond donor group) stretching bands were studied. The spin densities for the radical complexes were also obtained. The Nucleus Independent Chemical Shifts (NICS), Harmonic Oscillator Model of Aromaticity (HOMA), HOSE (Harmonic Oscillator Stabilization Energy), and PDI (para-Delocalization Index) aromaticity criteria were employed to verify the hydrogen bond influence and the effect of hydroxylation in the aromaticity of the cations. The calculations were carried out by using B3LYP/6-31+G(d,p), B3LYP/6-311++G(3df,3pd), and UB3LYP/6-311++G(3df,3pd) models. Occasionally, other basis set (EPR-III and cc-pVDZ), as well as the MP2 method, were applied to test the accuracy of the results. The intermolecular interactions lead to small alterations in the electronic structure and aromaticity of pyrylium cation. Similarly, the substitution at different positions of the benzopyrylium and flavilium cations by a hydroxyl group does not cause significant changes in the electronic structure of these cations. However, a dependence of the hydroxyl group position on aromaticity was observed. On the other hand, for formic, acetic, trifluoroacetic acids, as well as for the formate anion, the resonance of the carboxyl and carboxylate groups is affected not only by the geometric distortions but also by the hydrogen bonds. The effects of the electron-donating and electron-withdrawing groups in the stabilization of radical complexes were characterized. Furthermore, a partial covalent character can be attributed to some hydrogen bonds.

Cadmium (Cd) concentration in the environment has increased in most recent decades, which represents a serious socio-environmental problem, since Cd is toxic to most living beings. Thus, it is important to reduce the concentration of this metal in contaminated environments, and the use of plants properly supplied with sulfur (S) can contribute to this (phytoextraction), since S is a component of metabolites involved in defense responses against stress caused by Cd. Therefore, our aim with this study was to evaluate the effect of S on i) Cd uptake kinetics, ii) root development and nutrient uptake, iii) metabolic profiling and thiol peptides synthesis, and iv) activity of antioxidant and photosynthetic system of Massai grass (Panicum maximum Jacq. cv. Massai) used for Cd phytoextraction. The studies were carried out in a greenhouse conditions using pots of 0.5 and 2.0 L for development of the study about Cd uptake kinetics (treatments represented by combinations of S: 0.1 and 1.9 mmol L-1 and Cd concentrations: 0.1 and 0.5 mmol L-1) and Cd detoxification mechanisms (treatments represented by combinations of S: 0.1, 1.9 and 3.7 mmol L-1 and Cd concentrations: 0.0, 0.1 and 0.5 mmol L-1), respectively. Pots were distributed in randomized blocks, with four replications. Plants used in Cd kinetics study were exposed to treatments for 14 days after they remained in solutions containing only S for 42 days, while plants used in Cd detoxification study were exposed to treatments for 9 days after growing in solutions containing only S for 44 days. At the end of studies, plants used were harvested and sent for analysis. Maximum uptake rate (Vmax) and Cd apoplastic influx of Massai grass exposed to highest Cd concentration was highest when the plants were supplied with highest S concentration. The root development of Massai grass was strongly inhibited when plants were exposed to 0.5 mmol L-1 Cd, but proper (1.9 mmol L-1) S supply allowed highest Cd uptake, while excessive S supply (3.7 mmol L-1) decreased iron plaques formation in the roots of plants. Lysine, cysteine, ornithine, arginine, tryptophan and histidine were accumulated in more than one tissue in plants exposed to Cd, as well as galactinol. Glutathione (GSH), phytochelatins (PCs) and their homologues were strongly induced by Cd, whereas plants supplied with 1.9 and/or 3.7 mmol L-1 S showed the highest concentrations of these peptides. Plants supplied with highest S concentration showed lowest lipid peroxidation and highest photosynthetic rate, which evidences that antioxidant system of these plants was more efficient in mitigating the damages caused by Cd. In view of these results, it is clear that Massai grass properly supplied with S shows greatest Cd tolerance, as well as phytoextraction potential / A concentração de cádmio (Cd) no ambiente aumentou em décadas recentes, o que representa sério problema sócio-ambiental, visto que o Cd é tóxico para a maioria dos seres vivos. Por isso, é importante reduzir a concentração desse metal em ambientes contaminados e o uso de plantas adequadamente supridas com enxofre (S) pode contribuir para isso (fitoextração), uma vez que o S é componente de metabólitos envolvidos no combate ao estresse causado pelo Cd. Assim, o nosso objetivo com esse estudo foi avaliar o efeito do S na i) cinética de absorção do Cd, no ii) desenvolvimento radicular e na absorção de nutrientes, no iii) perfil metabólico e síntese de compostos tiol, e iv) na atividade do sistema antioxidante e fotossintético do capim-massai (Panicum maximum Jacq. cv. Massai), utilizado para fitoextração de Cd. Os estudos foram conduzidos em casa de vegetação utilizando-se vasos de 0,5 e 2,0 L para a condução do estudo de cinética de absorção de Cd (tratamentos representados pelas combinações das doses de S de 0,1 e 1,9 mmol L-1 e Cd de 0,1 e 0,5 mmol L-1) e para o estudo dos mecanismos de detoxificação de Cd (tratamentos representados pelas combinações das doses de S de 0,1; 1,9 e 3,7 mmol L-1 e Cd de 0,0; 0,1 e 0,5 mmol L-1), respectivamente. Os vasos foram distribuídos em blocos ao acaso, com quatro repetições. As plantas utilizadas no estudo de cinética foram expostas aos tratamentos durante 14 dias após as mesmas terem permanecido em soluções contendo apenas S durante 42 dias, enquanto as plantas utilizadas no estudo de detoxificação de Cd foram expostas aos tratamentos pelo período de 9 dias após terem crescido em soluções contendo apenas S por 44 dias. Ao final dos estudos, as plantas utilizadas foram colhidas e encaminhadas para análises. A velocidade máxima de absorção (Vmax) e o influxo apoplástico de Cd do capim-massai exposto à maior dose de Cd foram maiores quando as plantas foram supridas com a maior dose de S. O desenvolvimento radicular do capim-massai foi fortemente inibido quando as plantas foram expostas à dose de Cd de 0,5 mmol L-1, mas o adequado (1,9 mmol L-1) suprimento de S permitiu maior absorção de Cd, enquanto o suprimento excessivo (3,7 mmol L-1) de S diminuiu a formação de placas de ferro nas raízes das plantas. A lisina, cisteína, ornitina, arginina, triptofano e histidina foram acumulados em mais de um tecido nas plantas expostas ao Cd, assim como o galactinol. A glutationa (GSH), as fitoquelatinas (PCs) e seus homólogos foram fortemente induzidos pelo Cd, sendo que as plantas supridas com as doses de S de 1,9 e/ou 3,7 mmol L-1 apresentaram as maiores concentrações desses peptídeos. As plantas supridas com as maiores doses de S apresentaram menor peroxidação lipídica e maior taxa fotossintética, o que demonstra que o sistema antioxidante dessas plantas foi mais eficiente na atenuação dos danos causados pelo Cd. Diante desses resultados, fica claro que o capim-massai suprido adequadamente com S apresenta maior tolerância ao Cd, assim como maior potencial de fitoextração

Cadmium (Cd) concentration in the environment has increased in most recent decades, which represents a serious socio-environmental problem, since Cd is toxic to most living beings. Thus, it is important to reduce the concentration of this metal in contaminated environments, and the use of plants properly supplied with sulfur (S) can contribute to this (phytoextraction), since S is a component of metabolites involved in defense responses against stress caused by Cd. Therefore, our aim with this study was to evaluate the effect of S on i) Cd uptake kinetics, ii) root development and nutrient uptake, iii) metabolic profiling and thiol peptides synthesis, and iv) activity of antioxidant and photosynthetic system of Massai grass (Panicum maximum Jacq. cv. Massai) used for Cd phytoextraction. The studies were carried out in a greenhouse conditions using pots of 0.5 and 2.0 L for development of the study about Cd uptake kinetics (treatments represented by combinations of S: 0.1 and 1.9 mmol L-1 and Cd concentrations: 0.1 and 0.5 mmol L-1) and Cd detoxification mechanisms (treatments represented by combinations of S: 0.1, 1.9 and 3.7 mmol L-1 and Cd concentrations: 0.0, 0.1 and 0.5 mmol L-1), respectively. Pots were distributed in randomized blocks, with four replications. Plants used in Cd kinetics study were exposed to treatments for 14 days after they remained in solutions containing only S for 42 days, while plants used in Cd detoxification study were exposed to treatments for 9 days after growing in solutions containing only S for 44 days. At the end of studies, plants used were harvested and sent for analysis. Maximum uptake rate (Vmax) and Cd apoplastic influx of Massai grass exposed to highest Cd concentration was highest when the plants were supplied with highest S concentration. The root development of Massai grass was strongly inhibited when plants were exposed to 0.5 mmol L-1 Cd, but proper (1.9 mmol L-1) S supply allowed highest Cd uptake, while excessive S supply (3.7 mmol L-1) decreased iron plaques formation in the roots of plants. Lysine, cysteine, ornithine, arginine, tryptophan and histidine were accumulated in more than one tissue in plants exposed to Cd, as well as galactinol. Glutathione (GSH), phytochelatins (PCs) and their homologues were strongly induced by Cd, whereas plants supplied with 1.9 and/or 3.7 mmol L-1 S showed the highest concentrations of these peptides. Plants supplied with highest S concentration showed lowest lipid peroxidation and highest photosynthetic rate, which evidences that antioxidant system of these plants was more efficient in mitigating the damages caused by Cd. In view of these results, it is clear that Massai grass properly supplied with S shows greatest Cd tolerance, as well as phytoextraction potential / A concentração de cádmio (Cd) no ambiente aumentou em décadas recentes, o que representa sério problema sócio-ambiental, visto que o Cd é tóxico para a maioria dos seres vivos. Por isso, é importante reduzir a concentração desse metal em ambientes contaminados e o uso de plantas adequadamente supridas com enxofre (S) pode contribuir para isso (fitoextração), uma vez que o S é componente de metabólitos envolvidos no combate ao estresse causado pelo Cd. Assim, o nosso objetivo com esse estudo foi avaliar o efeito do S na i) cinética de absorção do Cd, no ii) desenvolvimento radicular e na absorção de nutrientes, no iii) perfil metabólico e síntese de compostos tiol, e iv) na atividade do sistema antioxidante e fotossintético do capim-massai (Panicum maximum Jacq. cv. Massai), utilizado para fitoextração de Cd. Os estudos foram conduzidos em casa de vegetação utilizando-se vasos de 0,5 e 2,0 L para a condução do estudo de cinética de absorção de Cd (tratamentos representados pelas combinações das doses de S de 0,1 e 1,9 mmol L-1 e Cd de 0,1 e 0,5 mmol L-1) e para o estudo dos mecanismos de detoxificação de Cd (tratamentos representados pelas combinações das doses de S de 0,1; 1,9 e 3,7 mmol L-1 e Cd de 0,0; 0,1 e 0,5 mmol L-1), respectivamente. Os vasos foram distribuídos em blocos ao acaso, com quatro repetições. As plantas utilizadas no estudo de cinética foram expostas aos tratamentos durante 14 dias após as mesmas terem permanecido em soluções contendo apenas S durante 42 dias, enquanto as plantas utilizadas no estudo de detoxificação de Cd foram expostas aos tratamentos pelo período de 9 dias após terem crescido em soluções contendo apenas S por 44 dias. Ao final dos estudos, as plantas utilizadas foram colhidas e encaminhadas para análises. A velocidade máxima de absorção (Vmax) e o influxo apoplástico de Cd do capim-massai exposto à maior dose de Cd foram maiores quando as plantas foram supridas com a maior dose de S. O desenvolvimento radicular do capim-massai foi fortemente inibido quando as plantas foram expostas à dose de Cd de 0,5 mmol L-1, mas o adequado (1,9 mmol L-1) suprimento de S permitiu maior absorção de Cd, enquanto o suprimento excessivo (3,7 mmol L-1) de S diminuiu a formação de placas de ferro nas raízes das plantas. A lisina, cisteína, ornitina, arginina, triptofano e histidina foram acumulados em mais de um tecido nas plantas expostas ao Cd, assim como o galactinol. A glutationa (GSH), as fitoquelatinas (PCs) e seus homólogos foram fortemente induzidos pelo Cd, sendo que as plantas supridas com as doses de S de 1,9 e/ou 3,7 mmol L-1 apresentaram as maiores concentrações desses peptídeos. As plantas supridas com as maiores doses de S apresentaram menor peroxidação lipídica e maior taxa fotossintética, o que demonstra que o sistema antioxidante dessas plantas foi mais eficiente na atenuação dos danos causados pelo Cd. Diante desses resultados, fica claro que o capim-massai suprido adequadamente com S apresenta maior tolerância ao Cd, assim como maior potencial de fitoextração