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S'han sintetitzat derivats de BINOL (2,2'-dihidroxi-1,1'-binaftale) amb substitucio en C-3 i C-3' per grups dialquilaminometil anomenats, genericament, binaftolamines. S'ha evaluat la capacitat coordinant d'aquestes binaftolamines amb sals de lantanids (III) determinant que la combinacio de 3,3'-bis[(dietilamino)metil]-2,2'-dihidroxi-1,1'-binaftale (BINOLAM) i triflats de lantanids (III) condueix a la formacio de complexos quirals, d'estequiometria 3:1, amb simetria D3 i amb quiralitat predeterminada en el lantanid. Son especies estables al aire i emmagatzemables sense cap precaucio especial. Presenten una xarxa organitzada de centres acid de Lewis-acid de Bronsted-base de Bronsted (LABABB) de gran rellevancia per explicar la seva activitat catalitica. En dissolucio, son especies cineticament labils, estables en la majoria de dissolvents organics anhidres. S'ha estudiat la capacitat catalitica enantioselectiva dels complexos obtinguts en la reaccio nitroaldolica directa d'aldehids i α-trifluorometil cetones amb nitrometa obtenint els corresponents β-nitroaldols i α-trifluorometil nitroaldols terciaris amb rendiments quimics i enantioselectivitats de moderats a excel·lents. / Se han sintetizado derivados de BINOL (2,2'-dihidroxi-1,1'-binaftaleno) con sustitucion en C-3 y C-3' por grupos dialquilaminometil denominados, genericamente, binaftolaminas. Se ha evaluado la capacidad coordinante de estas binaftolaminas para con sales de lantanidos (III) determinando que la combinacion de 3,3'-bis[(dietilamino)metil]-2,2'-dihidroxi-1,1'-binaftaleno (BINOLAM) i triflatos de lantanidos (III) conducen a la formacion de complejos quirales, de estequiometria 3:1, con simetria D3 y con quiralidad predeterminada en el lantanido. Son especies estables al aire y almacenables sin ninguna precaucion especial. Presentan una red ordenada de centros acido de Lewis-acido de Bronsted-base de Bronsted (LABABB) de gran relevancia para explicar su actividad catalitica. En disolucion, son especies cineticamente labiles, estables en la mayoria de disolventes organicos anhidros. Se ha estudiado la capacidad catalitica enantioselectiva de los complejos obtenidos en la reaccion nitroaldolica directa de aldehidos y α-trifluorometil cetonas con nitrometano obteniendo los correspondientes β-nitroaldoles y α-trifluorometil nitroaldoles terciarios con rendimientos quimicos y enantioselectividades de moderados a excelentes. / We have synthesized BINOL (2,2'-dihydroxy-1,1'-binaphtalene) derivatives having dialkylaminomethyl groups at C-3 and C-3' generically named binaphtolamines. We assessed the ability of these ligands to coordinate lanthanide (III) salts. We found that the combination of 3,3'-bis[(diethylamino)methyl]-2,2'-dihydroxy-1,1'-binaphtalene (BINOLAM) with lanthanide (III) triflates led to the formation of chiral complexes characterized by having 3:1 stoichiometry, D3 symmetry and predetermined chirality on the lanthanide center. They are shelf stable species i.e., storable for months without any special precautions. They possess an arrayed network of Lewis acid-Bronsted acid-base Bronsted centres (LABABB) which is relevant to explain its catalytic activity. In solution, these species are kinetically labile and are stable in most anhydrous organic solvents. We have studied the ability of these complexes to work as enantioselective catalysts in the direct nitroaldol (Henry) reaction of aldehydes and α-trifluoromethyl ketones with nitromethane thereby giving rise to the corresponding β-nitroaldols and α-trifluoromethyl tertiary nitroaldols with moderate to high chemical yields and enantioselectivity.

O objetivo principal deste trabalho foi a investigação da viabilidade de uma nova rota sintética para a obtenção do fármaco Baclofen em sua forma enantiopura. A etapa principal da rota sintética por nós proposta consiste na síntese de uma aziridina de estereoquímica cis, utilizando uma nova metodologia, desenvolvida em nosso laboratório pelo emprego da catálise de transferência de fase (CTF). Para a obtenção da aziridina apropriada, tornou-se necessário preparar de maneira estereosseletiva, a (2S, 3R)-(4-clorofenil)-serina. Este precursor seria adequado, uma vez que, em estudos preliminares, verificamos que o fechamento do aziridínico ocorre sem racemização dos estereocentros presentes na molécula. Inicialmente, tentamos obter o β-hidróxi-α-aminoácido desejado pela reação de adição aldólica de uma imina do éster terc-butílico da glicina com o 4-clorobenzaldeído, em condições de catálise de transferência de fase assimétrica. Tais reações não apresentaram estereosseletividade. Porém, apesar de gerarem dois produtos diastereoméricos racêmicos, estes são de interesse, uma vez que um deles é uma oxazolidina cis inédita. Para a obtenção da (2S, 3R)-(4-clorofenil)-serina, optamos pelo emprego de uma metodologia alternativa, que consistiu em efetuar a reação aldólica do p-clorobenzaldeído com a glicina, sob a forma de um complexo de quiral de níquel (II). Uma vez obtido o ß-hidróxi-α-aminoácido, efetuamos a reação de aziridinização, seguida da abertura do anel heterocíclico com malonato de dietila, o que resultou na obtenção da (2S,3R) 4-carboetóxi-3-(4-clorofenil)-1-tosil-piroglutamato de metila, que consiste em uma mistura de diastereoisômeros, mas de estereoquímica definida nos carbonos 2 e 3. A hidrólise dos grupos ésteres deste composto, seguida de mono-descarboxilação do diácido resultante, conduziu ao ácido 3-(4-clorofenil)-1-tosil-piroglutâmico opticamente ativo, em 17% a partir da aziridina. As etapas finais de transformação de transformação deste intermediário no fármaco Baclofen não foram efetuadas. No entanto, consistem em reações bem descritas na literatura e freqüentemente utilizadas em outras rotas visando a síntese do mesmo fármaco. / In this work, the feasibility of a new synthetic route to Baclofen was investigated. The starting material, a cis-aziridine, was prepared by ring closure of (2S,3R)-(4-clorophenyl)- serine, under phase transfer conditions (PTC). As for the preparation of the required ß- hydroxy-α-aminoacid, two alternative synthetic strategies were investigated. (i) the PTC aldol addition of 4-chlorobenzaldehyde to the benzophenone imine of the tert-butyl ester of glycine, using chiral catalysts, or (ii) the aldol addition of the same aldehyde to a chiral nickel (II) complex of glycine. The first mentioned reaction failed to yield enantiomerically pure aldol adducts, although a cis oxazolidina, not yet described in the literature, could be isolated and fully characterized. Using a newly prepared nickel complex, bearing (R)-proline as ligand, (2S,3R)-(4-chlorophenyl)-serine could be prepared and subsequentely transformed into the corresponding aziridina. Ring opening of heterocycle, using diethylmalonate as nucleophile, afforded N-tosyl-4-carbethoxy-3-(4-chlorophenyl)-methyl pyroglutamate as a mixture of diastereomers but with defined stereochemistry at C-2 and C-3. Hydrolysis and mono- decarboxalation led to the corresponding N-tosyl-3-(4-chlorophenyl)-pyroglutamic acid, exhibiting optical activity. This valuable intermediate could be prepared in 17% from the starting aziridina and can be further transformed into the γ-aminoacid Baclofen using fully investigated and well described procedures.

O pólen apícola apresenta elevadas porcentagens de nutrientes e pode ser utilizado como suplemento nutricional na alimentação humana. Este trabalho teve por objetivo principal avaliar a estabilidade das vitaminas antioxidantes (vitamina C, E e &#946;-caroteno) em pólen apícola durante um ano de estocagem. Foram adquiridos entre os meses de março e abril 2007 seis lotes de pólen apícola in natura e desidratado, diretamente de entrepostos de comercialização de produtos apícolas. Foram analisadas as concentrações das três vitaminas no tempo zero e em seguida amostras foram armazenadas, em embalagens fornecidas pelo produtor, sob três formas: a temperatura ambiente; a temperatura ambiente, porém protegida da luz; em freezer. Foi utilizado o método títulométrico para análise de vitamina C. Para &#946;-caroteno utilizou-se a cromatografia em coluna aberta no tempo zero e cromatografia líquida de alta eficiência após 6 e 12 meses de estocagem. Esta última foi utilizada para as análises da vitamina E. Foram realizadas ainda análises polínica e de composição centesimal. Foram encontradas as seguintes variações: 14&#177;0,25 a 119&#177;1,961 &#181;g/g para vitamina C, 19,43&#177;1,70 a 45,00&#177;3,61&#181;g/g para vitamina E 3,77&#177;0,10 a 99,27&#177;2,45 &#181;g/g para &#946;-caroteno em amostras frescas. Após processo de desidratação, houve uma alteração de 67,1% para mais na vitamina C (diferença significativa p<0,05), uma perda de 18,7% para vitamina E e de 15,6% para &#946;-caroteno. O valor pró-vitamínico A das amostras desidratadas variou de 0,26 a 6,48 &#181;g/g. A composição centesimal das amostras estudadas está de acordo com as especificações estabelecidas pela legislação brasileira em vigor (Instrução Normativa N° 3, de 19/01/2001). Houve grande variabilidade dos tipos polínicos encontrados nas amostras e alguns deles estiveram fortemente correlacionados com os teores de vitamina C (Myrtaceae), de &#946;-caroteno (Arecaceae, Cecropia e Fabaceae) e de lipídeos (Arecaceae e Fabaceae). Outros estiveram correlacionados de forma negativa, como é o caso dos Mimosa caesalpineafolia e Poacease com os níveis de &#946;-caroteno, do tipo Arecaceae com as proteínas e do tipo Mimosa caesalpineafolia com os lipídeos. A estocagem em freezer foi a condição mais eficiente na conservação das três vitaminas e a perda na estocagem a temperatura ambiente exposto a luz e protegido da luz foram semelhantes. Considerando-se as três condições estudadas, a vitamina E parece ser mais preservada durante estocagem quando comparada à vitamina C e ao &#946;-caroteno. Entretanto, conforme teste estatístico realizado, houve perdas significativas (p<0,05) apenas para vitamina C em todas as condições estudadas quando comparadas a sua concentração inicial (tempo 0). / Bee pollen contains high percentages of nutrients and it can be used as a nutritional supplement for human feeding. The aim of this work was to evaluate the stability the antioxidant vitamins (vitamin C, E and &#946;-carotene) in bee pollen during one year of storage. Six batches of fresh and dried bee pollen pellets were acquired in 2007 March and April from bee products warehouses. The three vitamins were quantified and then stored under three forms in packages supplied by the producer: in room temperature, in room temperature protected from light and frozen. Vitamin C was quantified by potentiometric titration. The open column chromatography was used for &#946;-carotene analyses in the zero time and the high performance liquid chromatography after 6 and 12 months storage. This last one was used for the vitamin E analyses. The centesimal composition and botanical characterization of the bee pollen were obtained. Vitamin content in fresh samples varied between 14&#177;0.25 and 119&#177;1.96&#181;g/g for vitamin C; 19.43&#177;1.70 and 45.00&#177;3.61&#181;g/g for vitamin E and 3.77&#177;0.10 and 99.27&#177;2.45&#181;g/g for &#946;-carotene. After the drying process a significant alteration 67.1 % for more in the vitamin C (p<0.05), a losses of 18.7% for vitamin E and 15.6% for &#946;-carotene were observed. The provitamin A value was between 0.26 and 6.48&#181;g/g. The proximal composition of the samples studied presented results which were ali accordance to the specifications established for the Brazilian regulation (Normative Instruction N° 3, 19/01/2001). A great variability of the pollen types was found in the samples and some of them were strongly correlated with the vitamin C (Myrtaceae), &#946;-carotene (Arecaceae, Cecropia and Fabaceae) and lipids (Arecaceae and Fabaceae). Other ones were negatively correlated, such as Mimosa caesalpineafolia and Poaceae types with &#946;-carotene, Arecaceae type with proteins and Mimosa caesalpineafolia type with lipids. Storage in freezer was more efficient to keep the vitamins and the losses at room temperature storage when exposed to light and in the dark were similar. Vitamin E was more preserved during the storage when compared to vitamin C and &#946;-carotene. However, only vitamin C presented significant statistical losses (p<0.05) in ali of the studied conditions when compared to its initial content.

A lesão tecidual é um dos efeitos locais descritos nos envenenamentos botrópicos. Toxinas isoladas, como: a jararagina (JAR) e bothropstoxina-I (BthTX-I), obtidas dos venenos de B. jararaca e B. jararacussu, respectivamente, induzem intensa resposta inflamatória e lesão tecidual, porém apresentam diferentes mecanismos de ação. Como descrito, a resolução da lesão tecidual envolve a interação entre mecanismos de reparo do tecido e o sistema imune. Neste contexto, a resposta inflamatória é iniciada por meio da detecção de sinais de dano tecidual agudo devido a distúrbios da homeostasia resultantes ou não de agentes microbianos (DAMPs) e/ou por reconhecimento de padrões moleculares associados a patógenos (PAMPs). Uma vez induzida, a resposta inflamatória está envolvida tanto no processo de lesão visando a eliminação do agente indutor, assim como no reparo tecidual. Diversos receptores estão envolvidos no reconhecimento de PAMPs e DAMPs como os transmembrânicos representados pelos do tipo Toll, e os citosólicos que compreendem complexos proteicos que formam os inflamassomas. Estes complexos multiproteicos citosólicos podem participar da indução da resposta imune inata por ativação de caspase-1 com consequente liberação de IL-1&#946, que pode resultar em morte celular. Considerando o exposto, o objetivo deste trabalho foi estudar a participação de inflamassoma na resposta inflamatória no tecido muscular de injeção das toxinas, a capacidade da BthTX-I e JAR de induzir a ativação de inflamassoma em macrófagos e os mecanismos moleculares envolvidos nesse processo. O estudo da migração de neutrófilos e macrófagos para o músculo gastrocnémio de animais C57BL/6 ou deficientes em caspase 1/11 (Caspase 1/11-/-) ou NLRP3 (NLRP3-/-) injetados com JAR e BthTX-I permitiu verificar que o inflamassoma NLRP3 participa da migração destas células inflamatórias para local de injeção das toxinas. A análise da produção de IL-1&#946 nas culturas de macrófagos peritoneais incubados com JAR e BthTX-I (6 e 24h) mostrou que somente a BthTX-I foi capaz de induzir a secreção desta citocina por um mecanismo dependente de caspase 1/11, ASC e NLRP3 e independente de IPAF. A incubação de macrófagos humanos com as toxinas permitiu verificar que ambas as toxinas induziram a secreção de IL-1&#946 dependente de caspase 1, porém esta produção foi significativamente maior em resposta à BthTX-I. Nos macrófagos peritoneais de camundongos observamos a relação entre a secreção de IL-1&#946 e morte celular em ensaio de incorporação do brometo de etídio nas culturas incubadas com BthTX-I por 24h e não com a JAR. Visto que ambas as toxinas injetadas via intramuscular induzem resposta inflamatória intensa, foi analisado o efeito delas sobre a viabilidade e secreção de IL-6 e MCP-1 em miotubos C2C12. Os resultados mostraram que somente a BthTX-I induz efeito miotóxico sobre esta linhagem celular. Além disso, pudemos verificar que BthTX-I induz altos níveis de IL-6 e MCP-1 quando comparados aos obtidos com a JAR. Visto que a BthTX-I induziu alta secreção de MCP-1 pelos miotubos C2C12, em experimento in vivo realizado em camundongos C57BL/6 ou deficientes em CCR2 (CCR2-/-) pode ser observada a dependência da interação entre MCP-1 e o CCR2 para a migração dos macrófagos em resposta a injeção de BthTX-I. Em culturas de miotubos incubados com as toxinas pôde ser observada alta liberação de ATP induzida pela BthTX-I in vitro. Em outros experimentos foi estudada a capacidade do sobrenadante de miotubos incubados com BthTX-I de induzir a secreção de IL-1&#946 pelos macrófagos in vitro. Os resultados mostraram a produção de IL-1&#946 nessas culturas de macrófagos, assim como a produção desta citocina em macrófagos incubados com BthTX-I juntamente com ATP. A hidrólise do ATP no sobrenadante da cultura de C2C12 estimulada com BthTX-I aboliu a secreção de IL-1 pelos macrófagos in vitro. Além disso, foi observada a inibição da produção de IL-1&#946 nas culturas de macrófagos primados com LPS e incubados com a BthTX-I em condições de altas concentrações de KCl sugerindo papel relevante do efluxo de K+ na produção de IL-1&#946 induzida pela BthTX-I. Em conjunto, os resultados acrescentam novas informações sobre o potencial inflamatório da JAR e BthTX-I, quanto à ação destas toxinas em macrófagos, ativação de inflamassoma e células musculares. / Tissue damage is one of the local effects described in bothropic envenomations. Isolated toxins, such as jararhagin (JAR) and bothropstoxin-I (BthTX-I), obtained from B. jararaca and B. jararacussu venoms, respectively, induce intense inflammatory response and tissue injury, however mediated by distinct mechanisms. As described, resolution of tissue injury involves the interaction between mechanisms of tissue repair and the immune system. In this context, the inflammatory response is initiated by detecting of signs of acute tissue damage due to disorders of homeostasis resulting from distinct agents (DAMPs) and / or recognition of pathogens associated molecular patterns (PAMPs). Once induced, the inflammatory response is involved both in the injury process for the elimination of the pathogenic agent, as well as in the tissue repair. Several receptors are involved in the recognition of PAMPs and DAMPs as the transmembrane receptors such as the Toll-like, and the cytosolic ones that comprise protein complexes - inflammasomes. These cytosolic multiprotein complexes may participate in the induction of the innate immune response by activation of caspase-1 with consequent release of IL-1&#946, which may result in cell death. Thus, we aimed to study the role of inflammasome on the inflammatory response in muscular tissue of JAR and BthTX-I injection, the ability of BthTX-I and JAR to induce the activation of inflammasome in macrophages and the molecular mechanisms involved in this process. The analyses of the neutrophils and macrophages migration in gastrocnemius muscle of C57BL/6 or Caspase 1/11 (Caspase 1/11-/-) or NLRP3 (NLRP3-/-) deficient mice injected with JAR e BthTX-I allow us to verify that NLRP3 inflammasome participates in these cells migration for the local of the toxins injection. The detection of IL-1&#946 on supernatants from macrophage cultures incubated with JAR or BthTX-I (6 e 24h) showed that only BthTX-I was able to induce this cytokine secretion by a mechanism dependent of caspase 1/11, ASC and NLRP3 and independent of IPAF. The incubation of human macrophages with the toxins demonstrated that both toxins induced IL-1&#946 secretion, however this production was significantly higher in response to BthTX-I. On murine macrophage cultures it was verified the correlation between the IL-1&#946 secretion and the cell death in the incorporation of ethidium bromide assay of cultures incubated with BthTX-I during 24h and not with JAR. Since that both toxins injected in the muscle induced intense inflammation, it was analyzed the effect of both toxins on the viability and the secretions of IL-6 and MCP-1 by C2C12 myotubes. The results showed that only BthTX-I induces a myotoxic effect on this cell line. Furthermore, it was verified that BthTX-I induces high secretion of IL-6 and MCP-1 when compared with those induced by JAR. Considering that BthTX-I induces high levels of MCP-1, in in vivo experiment using C57BL/6 and CCR2 deficient (CCR2-/-) mice it was observed that the interaction of MCP-1 and CCR2 is essential for the macrophage recruitment for the toxin injection. High release of ATP was detected in C2C12 myotube cultures incubated with BthTX-I but not with JAR. In another experiments it was studied the ability of the supernatants of C2C12 myotubes incubated with BthTX-I to induce the IL-1&#946 secretion by peritoneal macrophages in vitro. The results showed the IL-1&#946 secretion in the macrophage cultures as well as the cytokne secretion in macrophages incubated with BthTX-I and ATP independent of the priming with LPS. The hydrolysis of the ATP on the supernatants of C2C12 incubated with the BthTX-I abolished the IL-1&#946 production by macrophages in vitro. In addition, it was not observed IL-1&#946 production by macrophages primed with LPS and incubated with BthTX-I in the presence of high concentration of KCl suggesting a relevant role of K&#43 efflux for this cytokine secretion in response to BthTX-I. Taken together, the results show new findings about the inflammatory effect of JAR and BthTX-I, concerning about the action of these toxins on macrophages, inflammasome activation and muscle cell.

Microalgae, photosynthetic microorganisms, are rich in lipids, polyunsaturated fatty acids, carbohydrates, proteins, vitamins, as well as carotenoids, which are antioxidants that may protect human body from various diseases including obesity, cardiovascular disease, vision-related diseases such as macular degeneration and certain types of cancer. These natural pigments have applications in the pharmaceutical (nutraceutical), food (coloring, functional food, and supplements), and cosmetics industries (e.g. sunscreen), as well as in aquaculture (animal feed). The Dunaliella salina microalga can synthesize 10% of dry weight in &#946;-carotene (orange pigment, pro-vitamin A activity) under high light intensity and nitrogen and phosphorus limitation, among other stress conditions. The first chapter of this thesis presents a review focused on microalgae carotenoids: culture systems, mode of operation, and applications. In this bibliographic survey, the advantages of microalgae cultivation in relation to traditional sources (higher plants) were discussed, as well as a discussion of the main cultivation systems and their importance in cell growth. This review presented a critical analysis of the different operational regimes like batch, fed-batch, semi-continuous and continuous. Relevant information on the most important world producers of microalgae carotenoids were presented. Chapter II presents the development of a modified method of dispersive liquid-liquid microextraction (DLLME) for rapid extraction of &#946;-carotene from Dunaliella salina cultivated in tubular photobioreactor, with subsequent development of a rapid chromatographic screening method using a C4 column for separation of geometric isomer of &#946;-carotene. The use of benzene as extraction solvent and water with 50% acetone as dispersant provided the best condition for the extraction of this carotenoid. In HPLC (High Performance Liquid Chromatography), employing mobile phase composed of methanol and water (95:5, v/v), it was possible to detect/quantify &#946;-carotene at 14 min (retention time). Besides the short analysis time (<20 min), by the miniaturized extraction (< 10 mL organic waste) this method abide by green chemistry analytical principles. It is known that nitrogen, phosphorus, as well as carbon and vitamins are vital elements for the growth of microalgae, also determining the biochemical composition of biomass. In this sense, Chapter III presents the study of the influence of different amounts of sodium nitrate (1N = 75 mg L-1; 1.5N = 112.5 mg L-1, and 3N = 225 mg L-1) and phosphate monobasic dehydrate (1P = 5.65 mg L-1, 1.5P = 8.47 mg L-1, and 3P = 16.95 mg L-1) in seawater-based f/2 medium on the growth of Dunaliella salina and &#946;-carotene biosynthesis, by continuous process with different replenishment proportions (R = 20% and 80%). Best results of cell productivity were obtained by semicontinuous process (mean values of Px up to 6.7 x 104 cells mL-1 d-1 with medium 1N:1P; R =20%) in comparison with batch process cultivation. Maximum cell density (Xm) obtained in this work was not dependent of R, but the best results were obtained when using medium 1.5N:1.5P (mean values up to 5.6 x 105 cells mL-1 with R =80%) instead of 1N:1P. The content of &#946;-carotene in the cells, in general, was higher in cells grown in medium 1N:1P (mean yield values up to 57.5 mg g-1 with R =80%) in comparison with medium 1.5N:1.5P. The cultivation of D. salina with media 3N:3P led to a long lag phase, followed by decrease in cell density and cell lysis. The use of a tubular photobioreactor contributed to successfully cultivate this microalga without contamination by protozoa. The cultivation of Dunaliella salina in tubular photobioreactor with the use of 12:12 photoperiod was appropriate, as well as to induce carotenogenesis, in the second stage, by increasing the light intensity and absence of pH control / As microalgas, micro-organismos fotossintetizantes, são ricas em lipídios, ácidos graxos poli-insaturados, carboidratos, proteínas, vitaminas, além de carotenoides que são antioxidantes com potencial de proteger o organismo humano de várias doenças incluindo a obesidade, doenças cardiovasculares, doenças relacionadas à visão como a degeneração macular e certos tipos de câncer, entre outras. Esses pigmentos naturais têm aplicações em indústrias farmacêuticas (nutracêuticos), alimentícias (colorantes, alimentos funcionais e suplementos) e de cosméticos (exemplo: filtro solar) e na aquacultura (ração animal). A microalga Dunaliella salina é capaz de sintetizar, sob alta intensidade luminosa e limitação de nutrientes como fontes de fósforo e nitrogênio, dentre outras condições de estresse, 10 % do peso seco em &#946;-caroteno (pigmento laranja com atividade pró-vitamina A). Assim, neste trabalho, numa primeira etapa, foi feita uma revisão da literatura abordando a produção de carotenoides por microalgas, bem como sua aplicação. Nesse levantamento bibliográfico abordou-se, dentre outros assuntos, as vantagens do cultivo de microalgas em relação as fontes tradicionais (plantas superiores), assim como uma discussão dos diferentes sistemas de cultivos e sua importância no crescimento celular. Esse review apresentou uma análise crítica dos principais regimes operacionais como batch, fed-batch, semicontínuo e contínuo. Apresentou-se também informações relevantes sobre os mais importantes produtores mundiais de carotenoides de microalgas. Numa segunda etapa, foi desenvolvido um método modificado de microextração líquido-líquido dispersivo modificado (DLLME) para a rápida extração de &#946;-caroteno de Dunaliella salina cultivada em fotobiorreatores tubulares, com subsequente desenvolvimento de método cromatográfico em uma coluna C4 para a separação do isômero geométrico de &#946;-caroteno. A extração ótima de &#946;-caroteno foi obtida com benzeno como solvente extrator e água com 50% de acetona como dispersante. Empregando uma fase móvel composta por metanol e água (95:5, v/v) em HPLC, foi possível a detecção/quantificação de &#946;-caroteno com 14 minutos de tempo de retenção. Além dos tempos curtos de análises (<20 min), pela extração em volume reduzido (< 10 mL resíduos orgânicos) este método obedece aos princípios da química verde. Sabe-se que nitrogênio, fósforo, assim como carbono e vitaminas são elementos vitais para o crescimento das microalgas e também exercem influência na composição bioquímica da biomassa. Assim, na terceira etapa deste trabalho, estudou-se a influência das quantidades de nitrato de sódio (75 mg L-1, denominado 1N; 112,5 mg L-1, denominado 1,5N; 225 mg L-1, denominado 3N) e de fosfato monobásico dihidratado (5,65 mg L-1, denominado 1P; 8,47 mg L-1, denominado 1,5P; 16,95 mg L-1, denominado 3P) em meio f/2, que tem como base a água do mar, no crescimento e na síntese de &#946;-caroteno da Dunaliella salina por processo semicontínuo, com uso de frações de corte (R) de 20% e 80%. Foram obtidas produtividades celulares mais elevadas em processos semicontínuos do que em processo descontínuo, com produtividades médias de até 6,7 x 104 células mL-1 d-1 (meio 1N:1P; R =20%). A máxima concentração celular (Xm) obtida neste trabalho não foi dependente de R. Os melhores resultados de Xm foram obtidos quando se usou meio 1,5N:1,5P em vez de meio, com 1N:1P, com valores médios de até 5,6 x 105 células m L-1 (R =80%). O conteúdo de &#946;-caroteno nas células, de maneira geral, foi maior nas células cultivadas em meio 1N:1P do que no meio 1,5N:1,5P, com valores até 57,5 mg g-1 (R =80%). O cultivo de D. salina com o meio 3N:3P levou a uma longa fase lag, seguida por uma diminuição na concentração celular e sua lise. O cultivo de células em um fotobiorreator tubular contribuiu para um crescimento celular sem contaminação por protozoários. O cultivo de Dunaliella salina em fotobiorreator tubular com o uso de fotoperíodo 12:12 foi apropriado, assim como induzir a carotenogênese, no segundo estágio, por meio do aumento da intensidade luminosa e ausência de controle de pH.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:47:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fabiola G_ Nesello Vieira.pdf: 1352690 bytes, checksum: dde9077ce35994c9a408a58112929a03 (MD5) Previous issue date: 2014-06-10 / The abundant lignocellulosic biomass in agro-industrial waste can be reused as an inexpensive substrate for inducing the production of enzymes such as &#946;-xylosidases. The purpose of this study was to analyze the production of &#946;-xylosidase from Aspergillus fumigatus (PC-7S-2 M), isolated from the Atlantic Forest of the Dog Head State Park (Paraná, Brazil) and later identified by morphological and molecular (ITS) methods. The mesophilic fungus was grown at 28 °C in liquid culture media containing Czapeck and 1% of different agroindustrial residues (w/v): passion fruit peel, Ponkan peel, barley brewing residue, soy flakes and ripe banana peel. Inoculants of 105 conidia ml-1 were incubated for 7 days, filtered and assayed for &#946;-xylosidase intracellular activity obtaining a maximum value of 15 U ml-1 of the enzyme in the presence of barley brewing residue after 4 days of cultivation. Then, it was used a Central Composite Rotational Design (CCRD) to optimize the production of &#946;-xylosidase, using barley brewing residue as carbon source at a significance level of p<0.10 which generated a predicted model of 245.04 U ml-1. Model validation provided an average optimized result equal to 229.06 U ml-1 for the enzyme. Thus, the production of &#946;-xylosidase increased in 1,500% over the initially obtained for A. fumigatus in the presence of the barley brewing residue, therefore, achieving 93.47% of the predicted model. This finding emphasizes the availability of A. fumigatus &#946;-xylosidase production with possible applications in several biotechnological process. / A biomassa lignocelulósica abundante nos resíduos agroindustriais, pode ser reutilizada como substrato barato para induzir a produção de enzimas, como &#946;-Xilosidases. O objetivo deste trabalho foi analisar a produção de &#946;-Xilosidase de Aspergillus fumigatus (PC-7S-2 M), isolado da Mata Atlântica do Parque Estadual Cabeça do Cachorro (Paraná, Brasil) e posteriormente identificado por métodos morfológicos e moleculares (ITS). O fungo mesofílico foi cultivado à temperatura de 28 °C em meios líquidos de cultura Czapeck, contendo 1% de diferentes resíduos agroindustriais (w/v): casca de maracujá, casca de pokan, bagaço de cevada, flocos de soja e casca de banana madura. Inóculos de 105 conídios mL-1 foram incubados durante 7 dias, filtrados e submetidos a dosagem de &#946;-Xilosidase intracelular, obtendo-se um valor máximo de 15 U ml-1 para a enzima na presença de bagaço de cevada com 4 dias de cultivo. Assim, utilizou-se um delineamento composto central rotacional (DCCR) para otimizar a produção de &#61538;-Xilosidase, usando o bagaço de cevada como fonte de carbono em um nível de significância p < 0,10, o qual gerou um modelo predito de 245,04 U ml-1. A validação do modelo forneceu um resultado otimizado médio igual a 229,06 U ml-1 para a enzima. Assim, a produção de &#946;-Xilosidase aumentou em 1.500% em relação à obtida inicialmente para o fungo A. fumigatus na presença de bagaço de cevada como fonte de carbono (15 U ml-1), permitindo, deste modo, alcançar 93,47 % do modelo predito. Este achado ressalta a viabilidade de produção de &#946;-Xilosidase de A. fumigatus com possíveis aplicações em vários processos biotecnológicos.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:47:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JULIANA_ MOCO CORREA (2).pdf: 1734110 bytes, checksum: 24beceb790c634d766ff59c9de448991 (MD5) Previous issue date: 2014-11-27 / PAPER 1 Depletion of the xynB2 gene upregulates &#946;-Xylosidase expression in C. crescentus. Caulobacter crescentus is able to express several enzymes involved in the utilization of lignocellulosic biomasses. Five genes, xynB1-5, that encode &#946;-xylosidases are present in the genome of this bacterium. In this study, the xynB2 gene, which encodes &#61538;- xylosidase II (CCNA_02442), was cloned under the control of the PxylX promoter to generate the O-xynB2 strain, which overexpresses the enzyme in the presence of xylose. In addition, a null mutant strain, &#61508;-xynB2, was created by two homologous recombination events where the chromosomal xynB2 gene was replaced by a copy that was disrupted by the spectinomycin-resistant cassette. It was demonstrated that C. crescentus cells lacking &#61538;-xylosidase II up-regulates the xynB genes inducing &#946;- xylosidase activity. Transcriptional analysis revealed that xynB1 (RT-PCR analysis) and xynB2 (lacZ transcription fusion) gene expression was induced in the &#61508;-xynB2 cells, and high &#61538;-xylosidase activity was observed in the presence of different agroindustrial residues in the null mutant strain, a characteristic that can be explored and applied in biotechnological processes. In contrast, overexpression of the xynB2 gene caused down-regulation of the expression and activity of the &#61538;-xylosidase. For example, the &#946;-xylosidase activity that was obtained in the presence of sugar cane bagasse was 7-fold and 16-fold higher than the activity measured in the C. crescentus parental and O-xynB2 cells, respectively. Our results suggest that &#61538;-xylosidase II may have a role in controlling the expression of the xynB1 and xynB2 genes in C.crescentus. PAPER 2 - OPTIMIZATION OF THE PRODUCTION &#946;-XYLOSIDASE: A NEW Thermomyces lanuginosus ISOLATED FROM ATLANTIC FOREST BIOME. The successful production of enzymes for the deconstruction of plant biomass depends not only on the isolation and identification of new microorganism producers of hemicellulases, but also on the implementation and improvement of experimental strategies that lead to maximal induction of enzymatic activities. In this work, a new strain of Thermomyces lanuginosus (T. lanuginosus) was isolated from the Atlantic Forest biome in Brazil, and its &#946;-xylosidase activity in response to agro-industrial residues was tested. Using the (CCRD) statistical approach as a strategy for optimization, the induction of &#946;-xylosidase activity was evaluated in residual corn straw, which was used as a carbon source, and improved so that the optimum condition achieved high &#946;-xylosidase activity (1,003 U ml -1; specific activity = 1.683 U mg-1) with 214 U ml -1. The optimal conditions for the crude enzyme extract were pH 5.5 and 60° C showing better thermostability at 55° C. The saccharification ability of &#946;-xylosidase in the presence of hemicellulose obtained from corn straw and xylan from beechwood substrates showed a xylo-oligosaccharide to xylose conversion yield of 80 and 50%, respectively, at 50° C. These data suggest that &#946;-xylosidase from T. lanuginosus isolated from the Atlantic Forest can be used for the saccharification of hemicellulose derived from corn straw, an abundant residue in the American continents, thus providing an interesting alternative for future tests for energy production that relies on the conversion of plant biomass. / RESUMO GERAL As Beta-D-Xilosidases (1,4-&#946;-D-xilano xilohidrolase; EC 3.2.1.37) são glicosídeo hidrolases que tem papel crucial em catalizar a liberação de unidades de xilose a partir de xilo-oligossacarídeos derivados da degradação do xilano. A completa degradação do xilano é um passo chave do ciclo do carbono na natureza e é um processo também realizado por microrganismos. A bioconversão de materiais lignocelulósicos é vantajosa não somente do ponto de vista ambiental mais também econômico o que é recebido nos setores produtivos com um considerável interesse, pois esses materiais representam vasta fonte de carbono, que podem ser empregados no desenvolvimento de bioprocessos que resultam em produtos de alto valor agregado; entre os quais estão os açúcares fermentáveis, combustíveis, fármacos, enzimas e substâncias de interesse industrial, além de fazer uma gestão integrada do efluente que por não haver um desenvolvimento biotecnológico adequado é descartado e acumulado na natureza. Em face disso, o presente trabalho teve por objetivos estudar a regulação gênica do gene xynB2 da bactéria Caulobacter crescentus que codifica para a Beta-xilosidase II através de abordagens moleculares e otimizar a produção enzimática de Betaxilosidases de Thermomyces lanuginosus na presença de diferentes resíduos de biomassa vegetal por delineamento experimental. No primeiro artigo exploramos a bactéria aquática Caulobacter crescentus por possuir várias enzimas envolvidas na utilização de biomassas lignocelulósicas; contendo em seu genoma cinco genes que codificam &#946;-xilosidases. A partir do gene xynB2, que codifica para enzima &#61538;-xylosidase II (CCNA_02442), desenvolvemos duas linhagens mutantes denominadas O-xynB2, que super-expressa a enzima na presença de xilose e &#61508;-xynB2 que tem o gene xynB2 interrompido, o que possibilitou avaliar que a ausência da enzima &#61538;-xylosidase II em células de C. crescentus regula positivamente os genes xynB, induzindo a atividade global de &#946;-xilosidases, revelando um papel regulatório para a mesma. No segundo trabalho um fungo da linhagem Thermomyces lanuginosus isolado de bioma de Mata Atlântica foi identificado e analisado quanto à capacidade de produzir Beta-xilosidases na presença de diferentes resíduos vegetais; em decorrência disso foi otimizado a produção enzimática com delineamento experimental DCCR, o que permitiu alcançar altos níveis de atividade enzimática beta-xilosidásica na presença de palha de milho.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:16:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte I regiane.pdf: 912177 bytes, checksum: 0b47e257840020aec3acb3cb01014dba (MD5) Previous issue date: 2008-05-29 / The &#946;-1.3-glucanases have several functions in the cell as fungal metabolic in hydrolysis of polysaccharides for possible cellular assimilation; morphogenetic function in the hydrolysis or modifications of the cell wall, which includes growth and extension of the wall, altering the structure and composition of the wall and autolysis. In addition to presenting ecological importance, since these enzymes are involved in biological control, through the process of mycoparasitism. The gender Trichoderma comprises a group of filamentous fungi, saprophytic soil, found on decomposing organic matter in the rhizosphere, and some plants. Considering the importance of &#946;-1.3 glucanases proposing in this study to evaluate the production of &#946;-1.3 - glucanases by T. asperellum using different sources of carbon and nitrogen. The enzyme was produced using cell wall of Rizoctonia solani (PCRS), chitin, chitosan, starch, cellulose, sucrose, maltose, lactose, celobiose and glucose. The best production of enzymes was obtained in the middle containing PCRS, with two bands of activity of polyacrylamide gel were found. Furthermore, the effect of varying concentrations of ammonium sulfate (2, 4, 6, 8, 20, 40 and 60 mM) in the production of &#946;-1.3-glucanase was evaluated during the growth of the fungus in PCRS. A great increase in activity of the enzyme was detected in the presence of nitrogen source. We can see that there was a considerable increase in the expression of the enzyme of low molecular weight at this culture conditions. / As b-1,3-glucanases apresentam diversas funções na célula fúngica como metabólica, na hidrólise de polissacarídeos para eventual assimilação celular; função morfogenética, na hidrólise ou modificações da parede das células, que inclui o crescimento e extensão da parede, alterando sua estrutura e sua composição e autólise. Além de apresentar importância ecológica estas enzimas estão envolvidas no controle biológico, através do processo de micoparasitismo. O gênero Trichoderma compreende um grupo de fungos filamentosos saprófitas de solo, encontrados sobre matéria orgânica em decomposição e na rizosfera de algumas plantas. Considerando a importância das b-1,3-glucanases propõe-se neste trabalho a avaliação da produção de b-1,3-glucanases por T. asperellum utilizando diferentes fontes de carbono e nitrogênio. A enzima foi produzida utilizando parede celular de Rizoctonia solani (PCRS), quitina, quitosana, amido, celulose, sacarose, maltose, lactose, celobiose e glicose. A melhor produção de enzimas foi obtida n o meio contendo PCRS, sendo detectadas duas bandas de atividade em gel de poliacrilamida. Além disto, o efeito de concentrações variadas de (NH4) 2SO4 (2, 4, 6, 8, 20, 40 e 60 mM) na produção de b-1,3-glucanases foi avaliado durante o crescimento do fungo em PCRS. Um aumento considerável na atividade da enzima foi detectado na presença desta fonte de nitrogênio. Pode - se observar que houve um aumento considerável na expressão da enzima de menor massa molecular nestas condições de cultivo.