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Propriedades na nocicepÃÃo e na inflamaÃÃo de uma fraÃÃo polissacarÃdica sulfatada da alga marinha Acanthophora muscoides / Properties in nociception and inflammation of a sulfated polisaccharidic fraction from the red marine alga Accanthophora muscoidesAna LuÃza Gomes Quinderà 21 February 2011 (has links)
CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / No presente trabalho, uma fraÃÃo polissacarÃdica sulfatada obtida da alga marinha Acanthophora muscoides (AmII) foi avaliada atravÃs de modelos de nocicepÃÃo e inflamaÃÃo. A toxicidade sistÃmica dos polissacarÃdeos sulfatados totais tambÃm foi analisada. A atividade antinociceptiva foi avaliada atravÃs dos ensaios de contorÃÃes abdominais induzidas por Ãcido acÃtico, teste da formalina e da placa quente. Camundongos Swiss machos foram tratados com AmII (1, 3 ou 9 mg/kg; i.v.) 30 min antes de receber injeÃÃo de Ãcido acÃtico 0,8% ou formalina 1% ou antes da exposiÃÃo a um estÃmulo tÃrmico. AmII reduziu significativamente o nÃmero de contorÃÃes abdominais induzidas por Ãcido acÃtico e o tempo lambedura da pata na segunda fase do teste da formalina. No teste da placa quente, AmII nÃo prolongou o tempo de reaÃÃo dos animais. A atividade antiinflamatÃria foi avaliada atravÃs do ensaio de migraÃÃo de cÃlulas atravÃs da cavidade peritoneal induzida por carragenana (700 μg/ cavidade) e dos ensaios de edema de pata induzidos por carragenana (500 μg/pata) ou por dextrano (400 μg/pata). Ratos Wistar foram tratados com AmII (1, 3 ou 9 mg/kg; s.c.) 60 min antes do estÃmulo inflamatÃrio. AmII reduziu significativamente a migraÃÃo de neutrÃfilos atravÃs da cavidade peritoneal. No ensaio do edema de pata induzido por carragenana, AmII nÃo reduziu a formaÃÃo do edema e a migraÃÃo neutrofÃlica, analisada atravÃs da determinaÃÃo dos nÃveis teciduais de mieloperoxidase. Entretanto, AmII inibiu o edema de pata induzido por dextrano no primeiro intervalo analisado. Adicionalmente, quando AmII (500 μg) foi injetada (s.c.) na pata, para verificar um possÃvel efeito edematogÃnico, nÃo foi observado edema. No ensaio de toxicidade subcrÃnica, camundongos foram tratados diariamente durante 14 dias com os polissacarÃdeos sulfatados totais de A. muscoides (20 mg/kg; i.p.). Sinais consistentes de dano sistÃmico nÃo foram observados, conforme revelado pela avaliaÃÃo do peso corporal e dos ÃrgÃos fÃgado, rim, coraÃÃo, baÃo, timo, e linfonodo e das anÃlises bioquÃmicas, hematolÃgicas e histopatolÃgicas. Como conclusÃo, a fraÃÃo AmII possui propriedades antinociceptiva e antiinflamatÃria e representa um potecial agente terapÃutico, justificando estudos futuros. / Herein, a sulfated polysaccharidic fraction obtained from the marine alga Acanthophora muscoides (AmII) was evaluated using models of nociception and inflammation. The systemic toxicity of the total sulfated polysaccharides was also assessed. The antinociceptive properties were assayed using the writhing test induced by acetic acid, the formalin and the hot plate test. Swiss mice were treated with AmII (1, 3 or 9 mg/kg; i.v.) 30 min prior to either receiving an injection of 0.8% acetic acid or 1% formalin or prior to a thermal stimulus. AmII reduced the number of acetic acid-induced writhes and licking time in the second phase of the formalin test, but it did not alter the response latency in the hot plate test. The anti-inflammatory properties were assayed using the carrageenan-induced neutrophil migration into the peritoneal cavity and carrageenan- or dextran-induced paw edema models. Wistar rats were treated with AmII (1, 3 or 9 mg/kg; s.c.) 60 min prior to inflammatory stimuli. AmII reduced significantly the neutrophil migration into the peritoneal cavity. In the carrageenan-induced paw edema, AmII did not reduce the edema formation or the neutrophil migration, as assessed by the determination of myeloperoxidase levels in the paw tissue. However, AmII reduced dextran-induced paw edema during the first interval analysed. Furthermore, when AmII (500 μg) was injected (s.c.) into the paw, to verify a possible edematogenic effect, no edema was observed. Additionally, when mice were treated with the total sulfated polysaccharides from A. muscoides (20 mg/kg; i.p.) for 14 days, no consistent signs of systemic damage were observed, as revealed by body weight, liver, kidney, heart, spleen, thymus and lymph node wet weight and by biochemical, hematological and histopathological analyses. In conclusion, AmII has antinociceptive and anti-inflammatory properties and represents a potencial therapeutic agent warranting future studies.
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Estudo dos efeitos de um polissacarÃdeo sulfatado isolado da alga marinha Solieria filiformis sobre os modelos de nocicepÃÃo e inflamaÃÃo / Study of effects of a sulfated polysaccharide isolated from the red seaweed Solieria filiformis on models of nociception and inflammationIanna Wivianne Fernandes de AraÃjo 09 March 2012 (has links)
CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Os polissacarÃdeos sulfatados (PS) de algas marinhas sÃo reconhecidos como molÃculas biologicamente ativas. Este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos de uma fraÃÃo polissacarÃdica sulfatada da alga marinha vermelha Solieria filiformis em modelos clÃssicos de nocicepÃÃo e inflamaÃÃo aguda e no modelo experimental de artrite induzida por zymosan na articulaÃÃo temporomandibular de ratos. No fracionamento dos PS totais em coluna de DEAE-celulose foram obtidas duas fraÃÃes de PS (F I-0,5M e F II-0,75M), das quais a fraÃÃo F I mostrou o maior rendimento de PS. A anÃlise por cromatografia de permeaÃÃo em gel das fraÃÃes (F I e F II) apresentou picos heterogÃneos e de elevada massa molar (1,12 x 105 e 2,95 x 105 g/mol, respectivamente). As fraÃÃes foram caracterizadas estruturalmente por espectroscopia na regiÃo do infravermelho e identificadas como kappa- e iota-carragenanas, respectivamente. Camundongos Swiss machos prÃ-tratados com F I (1; 3 ou 9 mg/kg; i.v.), 30 min antes de receberem a injeÃÃo de Ãcido acÃtico (0,8%), formalina (1%) ou 30 min antes do estÃmulo tÃrmico, apresentaram resposta antinociceptiva (p<0,05) nas contorÃÃes induzidas por Ãcido acÃtico e na segunda fase do teste da formalina, mas nÃo aumentou o tempo de reaÃÃo no teste da placa quente, sugerindo que sua aÃÃo antinociceptiva ocorre atravÃs de um mecanismo perifÃrico. F I (1; 3 ou 9 mg/kg; s.c.) nÃo mostrou efeito anti-inflamatÃrio significativo quando administrada, 1h antes dos agentes flogÃsticos carragenana (500 Âg/pata; 100 ÂL) ou dextrana (400 Âg/pata; 100 ÂL), em ratos Wistar machos. AlÃm disso, a atividade da mieloperoxidase revelou uma acumulaÃÃo de neutrÃfilos marcados na pata em resposta ao tratamento com F I (1; 3 ou 9 mg/kg; 100 ÂL/pata). Nos ensaios da artrite induzida por Zy, os animais receberam F I (1; 3 ou 9 mg/kg; s.c.) 1 hora antes da induÃÃo da artrite (2 mg Zy/articulaÃÃo; 40 ÂL) na articulaÃÃo temporomandibular (ATM) esquerda dos ratos. Como grupos controles, os animais receberam salina estÃril (40 ÂL; i.art.) ou indometacina (5 mg/kg; s.c.). A hipernocicepÃÃo mecÃnica na ATM foi avaliada atravÃs do aparelho von Frey elÃtrico nos tempos basal e 4 horas apÃs induÃÃo da artrite. Na 6a hora, os animais foram eutanasiados e suas ATM lavadas para coleta do lavado articular e realizaÃÃo da contagem total de cÃlulas. Posteriormente, as ATM foram removidas para as anÃlises histolÃgicas e extraÃÃo do RNAm de COX-2, TNF-α, IL-1β e HO-1. O prÃ-tratamento com F I (1, 3 ou 9 mg/kg; s.c.) promoveu a reduÃÃo da hiperalgesia facial na ordem de 69; 66,6 e 78,08%, respectivamente, quando comparado ao grupo Zy. Entretanto, F I (1, 3 ou 9 mg/kg; s.c.) nÃo reduziu a inflamaÃÃo na ATM, potencializando a expressÃo relativa do RNAm de COX-2, TNF-α, IL-1β e HO-1. Finalmente, F I (9 mg/kg; i.p.) nÃo apresentou sinais de toxicidade quando administrada em camundongos. Portanto, a F I da alga marinha S. filiformis, mostrou-se como uma importante ferramenta biotecnolÃgica no desenvolvimento de novos agentes farmacolÃgicos, sem efeitos adversos importantes nos modelos experimentais estudados. / The sulfated polysaccharides (SP) of seaweed are recognized as biologically active molecules. This study aimed to evaluate the effects of a sulfated polysaccharide from red seaweed Solieria filiformis in classical models of nociception and acute inflammation in the experimental model of arthritis induced by zymosan in the temporomandibular joint of rats. In fractionation of the total SP by column of DEAE-cellulose were obtained two fractions of SP (F I-0.5 M and F II-0.75 M), in which the fraction F I presented the highest yield of SP. The analysis by gel permeation chromatography of the fractions (F I and F II) showed heterogeneous peaks with high molecular mass (1.12 x 105 and 2.95 x 105 g/mol, respectively). The fractions were structurally characterized by Fourier transformed infrared and identified as kappa - and iota- carrageenans, respectively. Male Swiss mice pretreated with F I (1; 3 or 9 mg/kg; i.v.) 30 min before receiving an injection of 0.8% acetic acid, 1% formalin or 30 min prior to a thermal stimulation showed antinociceptive response (p<0.05) in acetic acid-induced writhing and in the second phase of the formalin test, but did not increase the reaction time in the hot plate test, suggesting that antinociceptive effect occurs through a peripheral mechanism. F I (1; 3 or 9 mg/kg; sc) showed no significant anti-inflammatory effect when administered 1 hour before the flogistic agents carrageenan (500 Âg/paw; 100 ÂL) or dextran (400 Âg/paw; 100 ÂL) in male Wistar rats. In addition, the myeloperoxidase activity revealed a marked neutrophil accumulation in the paw in response to treatment with F I (1, 3 or 9 mg/kg, 100 ÂL/paw). In the assays of arthritis induced by Zy, the animals received F I (1; 3 or 9 mg/kg; s.c.) 1 hour before induction of arthritis (Zy 2 mg/joint; 40 uL) into the left temporomandibular joint (TMJ). As control groups, the animals received saline (40 ÂL; i.art.) or indomethacin (5 mg/kg; s.c.). Mechanical hypernociception in the TMJ was evaluated by von Frey electric apparatus in the basal time and 4 hours after induction of arthritis. At the 6th hour, the rats were euthanized and the TMJ cavity was washed to collect the synovial fluid and excised for histological analysis, and extraction of the mRNA from COX-2, TNF-α, IL-1β and HO-1. Pretreatment with F I (1, 3 or 9 mg/kg; s.c.) caused a reduction of facial hyperalgesia of 69, 66.6 and 78.08% respectively, compared to group Zy. However, F I (1; 3 or 9 mg/kg; s.c.) did not reduce the inflammation in the TMJ, increasing the relative expression of mRNA for COX-2, TNF-α, IL-1β and HO-1. Finally, F I (9 mg/kg; i.p.) did not show significant signs of toxicity when administrated in mice. Therefore, the F I of seaweed S. filiformis, showed to be an important biotechnological tool in the development of new pharmacological agents, without significant adverse effects in experimental models studied.
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Efeitos da Lectina da Alga Marinha Vermelha Solieria filiformis (KÃtzing) P.W. Gabrielson na NocicepÃÃo e InflamaÃÃo em Animais / Effects of the Lectin from the Red Marine Alga Solieria filiformis (KÃtzing) P.W. Gabrielson in Nociception and Inflammation in AnimalsTiciana Monteiro Abreu 24 February 2012 (has links)
Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / As algas marinhas sÃo fontes de compostos bioativos, os quais vÃm despertando interesse em aplicaÃÃes farmacolÃgicas. Dentre esses, destacam-se as lectinas, que sÃo (glico)proteÃnas que se ligam a mono ou oligossacarÃdeos especÃficos. O objetivo desse trabalho foi isolar a lectina da alga marinha vermelha Solieria filiformis (LSf), investigar as suas propriedades na nocicepÃÃo e na inflamaÃÃo aguda e seus possÃveis sinais de toxicidade em animais. Inicialmente, a LSf foi purificada por extraÃÃo com tampÃo Tris-HCl 25mM, pH 7,5, precipitaÃÃo com sulfato de amÃnio (70%) e cromatografias em colunas de DEAE-celulose e Sephadex G-100. Na avaliaÃÃo das atividades biolÃgicas, grupos de animais (n=6) foram submetidos ao prÃ-tratamento com a LSf (1, 3 ou 9 mg/kg; i.v.), 30 min antes do estÃmulo nociceptivo ou inflamatÃrio. A atividade antinociceptiva foi avaliada em camundongos Swiss machos atravÃs dos ensaios de contorÃÃes abdominais induzidas por Ãcido acÃtico 0,8%, teste da formalina a 2% e da placa quente. Morfina e indometacina (5 mg/kg; s.c.) foram utilizadas como controles. A atividade anti-inflamatÃria em ratos Wistar machos foi avaliada atravÃs dos ensaios de peritonite induzida por carragenana - Cg (700 Âg/cav) e de edema de pata induzidos por Cg (700 Âg/pata); dextrano (500 Âg/pata); ou pela prÃpria LSf (9 mg/kg). Dexametasona (1 mg/kg; s.c.) foi utilizada como controle. A aÃÃo edematogÃnica da LSf (1, 3 ou 9 mg/kg) foi avaliada atravÃs da sua aplicaÃÃo na pata de ratos e da modulaÃÃo farmacolÃgica do edema formado. O estudo da toxicidade da LSf (9 mg/kg;i.v.) foi realizado atravÃs da sua aplicaÃÃo em camundogos (7 dias) e da anÃlise dos parÃmetros fÃsicos, bioquÃmicos e histolÃgicos. A LSf reduziu significativamente o nÃmero de contorÃÃes abdominais e o tempo de lambedura da pata na segunda fase do teste da formalina, porÃm nÃo prolongou o tempo de reaÃÃo na placa quente. A LSf tambÃm inibiu a migraÃÃo celular na peritonite induzida por Cg e os edemas de pata induzidos por Cg, dextrano e LSf. Ademais, LSf apresentou atividade edematogÃnica, que foi inibida por indometacina e dexametasona. Adicionalmente, a administraÃÃo da LSf por 7 dias nÃo apresentou sinais de danos sistÃmicos, exceto pela reduÃÃo no nÃvel de fosfatase alcalina e esplenomegalia. Concluindo, a LSf possui propriedades antinociceptiva, anti-inflamatÃria (i.v.) e edematogÃnica (i.pl.), podendo representar um potencial agente terapÃutico e uma possÃvel ferramenta para o estudo da inflamaÃÃo. / The seaweeds are a source of bioactive compounds, which gained importance in pharmacological applications. Among these, there are the lectins, which are (glyco)proteins that bind to specific mono or oligosaccharides. The aim of this study was to isolate the lectin from the red seaweed Solieria filifmoris (LSf), investigate its properties in acute nociception and inflammation, and their possible signs of toxicity in animals. Initially, the LSf was purified by extraction with Tris-HCl buffer 25 mM (pH 7,5), precipitation with ammonium sulfate (70%) and chromatographies in DEAE-cellulose and Sephadex G-100 columns. In the evaluation of the biological activities, animals groups (n=6) were submitted to pretreatment with LSf (1, 3 or 9 mg/kg; i.v.), 30 min before of the nociceptive or inflammatory stimulus. The antinociceptive activity was evaluated in male mice Swiss using the abdominal writhing test induced by acetic acid 0,8%, the formalin test to 2% and the hot plate test. Morphine and indomethacin (5 mg/kg; s.c.) were used as controls. The anti-inflamatory activity in male rats Wistar was assayed through of the peritonitis induced by carrageenan - Cg (700 Âg/cav) and of the paw edemas Cg- (700 Âg/paw), dextran- (500 Âg/paw) or LSf-induced (9 mg/kg) models. Dexamethasone (1 mg/kg; s.c.) was used as control. The LSf edematogenic action (1, 3 or 9 mg/kg) was evaluated by the application of this lectin in the rat paws and by the pharmacological modulation of the edema formed. The toxicity study of LSf (9 mg/kg; i.v.) was carried out through of its application in mice (7 days) and of the analysis of the physical, biochemical and histological parameters. LSf significantly reduced the number of abdominal writhing and the paw licking time in the second phase of formalin test, but didnât prolong the reaction time in hot plate test. The LSf also inhibited the cell migration in peritonitis induced by Cg and the paw edemas induced by Cg, dextran and LSf. Moreover, LSf showed edematogenic activity, which was inhibited by indomethacin and dexamethasone. Additionally, the LSf administration for 7 days presented no signs of systemic damages, except for the reduced level of alkaline phosphatase and splenomegaly. Concluding, the LSf has antinociceptive, anti-inflammatory (i.v.) and edematogenic (i.pl.) properties and could represent a potential therapeutic agent and a possible tool for the inflammation study.
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Avaliação do potencial biotecnológico de macroalgas marinhas / Evaluation on biotehcnological potential of marine macroalgae biotechnological potentialAline Paternostro Martins 27 March 2013 (has links)
Neste trabalho, foi estudado o potencial biotecnológico, com ênfase na produção de biodiesel, de 25 espécies de macroalgas marinhas pertencentes às divisões Rhodophyta, Chlorophyta e Heterokontophyta coletadas no litoral brasileiro, avaliando-se a sua composição bioquímica e a sua taxa de fotossíntese. Também foram realizados estudos com 6 espécies de macroalgas coletadas na Baía do Almirantado, na Península Antártica, para comparar os resultados apresentados por esses organismos, que habitam um ambiente de condições extremas e adversas. Para a análise bioquímica, foram quantificados os pigmentos (clorofila a, para todos os grupos de macroalgas, e ficobiliproteínas -aloficocianina, ficocianina e ficoeritrina-, para as algas vermelhas), as proteínas e carboidratos solúveis totais e os lipídeos totais e ácidos graxos. As espécies Dictyota menstrualis e Ulva lactuca apresentaram os maiores valores de fotossíntese máxima. Foram observadas diferenças no conteúdo de clorofila a entre as espécies de macroalgas estudadas, sendo que os valores variaram de 0,20 ± 0,01 mg/g massa seca (Gigartina skottsbergii) a 6,82 ± 0,46 mg/g massa seca (Spatoglossum schroederi). Também houve grande variação no conteúdo de lipídeos, carboidratos e proteínas, sendo que os maiores valores foram encontrados em D. menstrualis (98,8 + 4,9 mg/g massa seca de lipídeos), Gracilaria mammillaris, Laurencia dendroidea e Plocamium cartilagineum (742,0 ± 31,9, 675,3 ± 11,0 e 660,2 ± 27,2 mg/g massa seca de carboidratos, respectivamente) e Palmaria decipiens e Aglaothamnion uruguayense (21,7 ± 1,7 e 18,0 ± 0,4 mg/g massa seca de proteínas, respectivamente). Houve grande variação na concentração e no perfil de ácidos graxos das espécies estudadas, sendo que D. menstrualis e S. schroederi foram as espécies que apresentaram os maiores valores. Além disso, D. menstrualis exibiu a maior proporção de ácidos graxos monoinsaturados. A partir dos resultados obtidos com as algas coletadas em campo, concluímos que D. menstrualis foi a espécie que apresentou as melhores características para ser utilizada como fonte para produção de biodiesel, devido a sua alta taxa fotossintetizante, alto teor de lipídeos e ácidos graxos e alto teor de ácidos graxos monoinsaturados. Dessa forma, D. menstrualis foi utilizada na segunda etapa do trabalho, sendo estabelecido o seu cultivo em laboratório, com uma taxa de crescimento (TC) de 11,1 % d-1. Foram realizados experimentos para avaliar os efeitos do aumento da concentração de dióxido de carbono (CO2), em condições de limitação e saturação de nitrogênio (na forma de nitrato, NO3-), sobre a TC, a fotossíntese, a atividade das enzimas nitrato redutase (NR), Anidrase Carbonica (AC) e Rubisco e sobre a composição bioquímica de D. menstrualis cultivada em biorreatores e sobre a captação do CO2 por D. menstrualis cultivada em laboratório. A TC, o conteúdo de proteínas e de N total no tecido de D. menstrualis foram maiores nos tratamentos contendo NO3-, independente da adição de CO2. Entretanto, houve um aumento nos valores de fotossíntese máxima, na atividade da Rubisco e NR, e no teor de carboidratos e lipídeos totais quando D. menstrualis foi cultivada em meio com adição de CO2, com saturação de NO3-. Houve pouca variação na atividade da AC entre os diferentes tratamentos testados. O perfil de ácidos graxos de D. menstrualis cultivada nos biorreatores foi caracterizado por um alto conteúdo de ácidos graxos poliinsaturados, com destaque para os omegas-3. Não houve diferença significativa na taxa de remoção de CO2 entre os tratamentos com e sem adição NO3-. A remoção de CO2 nos meios com e sem adição de CO2 foi alta, variando de 71,5% a 34,8%, respectivamente. Os resultados evidenciam que quando essa espécie foi cultivada em biorreatores, houve um aumento no seu teor de ácidos graxos poliinsaturados e ω-3, o que a torna mais interessante para ser utilizada como nutracêutico do que como matéria-prima para a produção de biodiesel. Apesar disso, a sua aplicação como fonte de biodiesel não deve ser desconsiderada, uma vez que alterações nas condições de cultivo acarretam em modificações no perfil de ácidos graxos. Com base nos resultados obtidos, as perspectivas para a produção de biodiesel a partir de macroalgas marinhas deverão contemplar estudos para encontrar as melhores condições de cultivo para que ocorra o aumento na biossíntese de ácidos graxos monoinsaturados. / The Biotehcnological potential, with biodiesel producing emphasis, on 25 species of marine benthic algae from the phylum Rhodophyta, Chlorophyta and Heterokontophyta collected along the Brazilian coast, were evaluated assessing their biochemical composition and their photosynthetic rate. Studies have also been performed with 6 seaweed species collected in Admiralty Bay, Antarctic Peninsula, to compare the results presented by these organisms inhabiting an environment of extreme and adverse conditions. For biochemical analysis, pigments (chlorophyll a, for all groups of macroalgae, and phycobiliproteins, allophycocyanin, phycocyanin and phycoerythrin, for the red algae), total soluble protein, total soluble carbohydrates and total lipids and fatty acids were quantified. The species Dictyota menstrualis and Ulva lactuca showed the highest values of maximum photosynthesis. There were differences in chlorophyll a content between the seaweeds studied, and the values ranged from 0.20 ± 0.01 mg / g dry mass (Gigartina skottsbergii) to 6.82 ± 0.46 mg / g dry weight (Spatoglossum schroederi). There was also wide variation in the content of lipids, carbohydrates and proteins, and the highest values were found in the species Dictyota menstrualis (98.8 ± 4.9 mg / g dry weight of lipids), Gracilaria mammillaris, Laurencia dendroidea and Plocamium cartilagineum (742, O ± 31.9, 675.3 ± 11.0 and 660.2 ± 27.2 mg / g dry weight of carbohydrates, respectively) and Palmaria decipiens and Aglaothamnion uruguayense (21.7 ± 1.7 and 18.0 ± 0, 4 mg / g dry weight of proteins, respectively). There was a wide variation on fatty acids contents and profile of the species studied; D. menstrualis and Spatoglossum schroederi showed the highest lipids values. In addition, D. menstrualis exhibited the highest proportion of monounsaturated fatty acids. From the results obtained with algae collected in the field, D. menstrualis is the species with the best characteristics to be used as a source for biodiesel production due to their high photosynthetic rate, high content of lipids and fatty acids and a high content of monounsaturated fatty acids. Thus, D. menstrualis was used in the second stage of this study, being established it\'s cultivation in the laboratory, with a growth rate (GR) of 11.1% d-1. Experiments to evaluate the effect of increasing carbon dioxide (CO2) concentration, under nitrogen (NO3-) limiting and saturation conditions, on the GR, photosynthesis, the activity of nitrate reductase (NR), carbonic anhydrase (CA) and Rubisco and on the biochemical composition of D. menstrualis grown in bioreactors and on the CO2 capture by D. menstrualis grown in the laboratory were performed. The GR, protein content and N content in the tissue of D. menstrualis were higher in treatments containing NO3-, regardless of the addition of CO2. However, there was an increase in the values of maximum photosynthesis, of Rubisco and NR activity, and of total soluble carbohydrates and total lipids when D. menstrualis was grown in medium with addition of CO2, with NO3- saturation. There was little variation in the AC activity among different treatments. The fatty acid profile of D. menstrualis cultivated in bioreactors was characterized by a high content of polyunsaturated fatty acids, especially the omegas-3. There was no significant difference in the rate of CO2 removal between treatments with and without NO3-. CO2 removal in medium with and without addition of CO2 was high, ranging from 71.5% to 34.8%, respectively. The results show that when this species was cultivated in bioreactors, there was an increase in its content of polyunsaturated fatty acids and ω-3, which makes it interesting for use as a nutraceutical than as raw material for biodiesel production. Nevertheless, its application as a source of biodiesel can not be disregarded, since changes in culture conditions lead to changes in fatty acid profile. Based on these results, the prospects for the production of biodiesel from marine macroalgae should include studies to find the best growing conditions to occur the increase in the monounsaturated fatty acids biosynthesis.
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Precipitação de CaCO3 em algas marinhas calcárias e balanço de CO2 atmosférico: os depósitos calcários marinhos podem atuar como reservas planetárias de carbono? / CaCO3 precipitation in marine calcareous seaweeds and the atmospheric CO2 concentration: can the marine calcareous deposits act as planetary carbon sinks?Carlos Eduardo Amancio 17 September 2007 (has links)
As atividades humanas nos últimos dois séculos vêm provocando um aumento na concentração de dióxido de carbono (CO2) atmosférico. Um dos efeitos desse aumento é um incremento na produtividade primária de algumas espécies vegetais terrestres, que dessa maneira atuam como sequestradoras de carbono. Nos oceanos, o CO2 é armazenado principalmente na forma de carbonato de cálcio (CaCO3), e o aumento na sua concentração leva a uma acidificação da água do mar e a uma menor disponibilidade de íons carbonato. Os animais que precipitam CaCO3 não serviriam como sequestradores de carbono porque o processo de calcificação produz CO2. Porém, a maioria das medidas de balanço de CO2 em comunidades calcárias marinhas negligenciam as formações de algas. Nas algas calcárias o CO2 produzido pela calcificação é aproveitado pela fotossíntese. Além disso, aumentos na concentração de CO2 podem levar a aumentos na taxa de crescimento, embora essas taxas possam ser afetadas por uma queda na disponibilidade de íons carbonato. O objetivo deste trabalho foi verificar se o aumento na concentração de CO2, e a acidificação da água do mar por ela causada, afetam o crescimento de algas calcárias. Tendo em vista a ausência de referências sobre trabalhos desse tipo com algas calcárias e considerando que as coralináceas não-articuladas, grupo de algas com maior calcificação, são difíceis de trabalhar em laboratório, a primeira etapa do projeto foi dedicada ao estabelecimento de cultivos e de metodologias de trabalho. Foram analisadas algas calcárias de diversos grupos, sendo escolhidas as coralináceas não-articuladas pois sua calcificação, além de constante em relação ao crescimento, é bastante alta, o que compensa seu lento crescimento. Para os experimentos de injeção de CO2 estabeleceu-se o uso de frascos de 50 mL com 35 mL de meio artificial MCM, irradiância de 42 μmol.m-2.s-1, temperatura de 25°C e período de incubação de uma semana. Os experimentos de enriquecimento com CO2 foram feitos com nódulos de Lithophyllum sp. incubados após borbulhamento com diferentes volumes desse gás. Para isolar o efeito da acidificação foram feitas injeções de CO2 em meio com e sem adição de CaCO3 como tampão. Também foram feitas incubações em meio acidificado com HCl de modo a verificar o efeito da acidificação independente de um aumento de CO2. O crescimento foi estimado pela calcificação, medida através da técnica de anomalia de alcalinidade. Para os grupos experimentais em meio tamponado, a injeção de quantidades cada vez maiores de CO2 levou a um aumento proporcional nas taxas de crescimentos para volumes até 0,2 L, acima dos quais essas taxas permanecem as mesmas independente do aumento de CO2; esse limite é provavelmente devido à saturação do meio e não da alga, uma vez que o borbulhamento foi feito apenas no início do período de incubação. Nos grupos sem tamponamento, pequenos volumes de CO2 (0,06 L) provocam um aumento na taxa de calcificação; volumes um pouco maiores (0,2 L) provocam queda na taxa de crescimento; acima desse valor ocorre a morte das algas após algumas semanas. Os resultados das injeções em meio sem adição de tampão são consistentes com os valores obtidos com a acidificação do meio sem enriquecimento com CO2. Lithophyllum sp. não apresenta variação na taxa de crescimento entre pH 8,0 e 7,5. Em pH 7,0 ocorre queda da taxa de crescimento e morte em pH abaixo de 6,5. Os resultados, embora não sejam conclusivos devido à limitações metodológicas, indicam que Lithophyllum sp., e provavelmente as demais algas coralináceas, podem sequestrar carbono dentro de certos valores de pH. Devido à utilização de meio de cultura artificial rico em carbonatos, o limite obtido de pH 7,0 para crescimento deve ser maior em ambiente natural. Este estudo mostrou ser necessária a realização de trabalhos mais extensos, para os quais as técnicas e procedimentos aqui descritos trabalho podem ser utilizados. / Human activities over the last two centuries provoked an increase in the concentration of carbon dioxide (CO2) in the atmosphere. One of the effects of this increase is an increment in the primary production of some terrestrial plants which in this way act carbon sinks. In the oceans the CO2 is stored mainly as calcium carbonate (CaCO3). An increase in the concentration of CO2 leads to seawater acidification and to a decrease in carbonate ions availability. Calcareous organisms, in principle, does not act as carbon sinks because the calcification process produces CO2. However, the majority of CO2 measurements in marine communities neglect the calcareous seaweed formations. In calcareous seaweeds the CO2 produced during the calcification process is utilized by photosynthesis. Moreover, increases in the CO2 concentration can lead to an increase in growth rates, although these rates can be negatively affected by a decrease in the availability of carbonate ions. The objective of this work is to test if an increase in the CO2 concentration, and seawater acidification, affects the growth rate of marine calcareous seaweeds. Information on seaweed calcification is scarce, specially on the non-articulated coralline algae, which are the main group of calcareous seaweeds. This group is difficult to work with in laboratory, and therefore the first stage of the project was dedicated to establish seaweed cultures and work methodologies. We tested different calcareous seaweeds including non Corallinaceae, articulated and non articulated coralline algae. Calcification presents a constant relation with growth and is higher on non articulated corallines, what compensates their slow growth. For the experiments of CO2 injection we utilizes vials of 50 mL with 35 mL of MCM artificial medium, irradiance of 42 μmol.m-2·s-1, temperature of 25°C and one week incubation time. The experiments of CO2 enrichment were made with nodules of Lithophyllum sp. incubated after bubbling different volumes of CO2. To isolate the acidification effect from the effect of CO2, injections were made in media with, and without, addition of CaCO3 as buffer. Incubations in medium acidified with HCl were also performed to verify the effect of acidification independent of CO2 increment. The growth was estimated by calcification, measured trough the alkalinity anomaly technique. For the buffered medium, injections of gradually higher volumes of CO2 led to a proportional increase in growth rates until the limit of 0.2 L; above this limit the growth rates remained the same, regardless the increase of CO2. This limit is probably due to saturation of the medium and not of the seaweed, once the bubbling was limited only to the beginning of the incubation time. In the groups without buffering, small volumes of CO2 (0.06 L) resulted in an increase in the growth rate. Volumes slightly higher (0.2 L) resulted in a decrease in the growth rate. In higher volumes seaweed began to die. These results are consistent with those obtained by acidifying with HCl. Lithophyllum sp. presented no variation in growth rate between pH 8.0 and 7.5. A decrease in growth rates occurred at pH 7.0, and death occurred at pH below 6.5. The results are not conclusive due to methodological limitations, but indicate that Lithophyllum sp., and probably other coralline algae, can act as carbon sinks under certain pH values. Due to the utilization of a carbonate rich artificial culture medium the observed pH 7.0 limit for growth must be higher in natural environment. More extensive work is necessary to understand the role of these seaweeds on the global atmospheric CO2 increase, for which the techniques and procedures described in this work can be utilized.
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Flora de macrófitas marinhas do arquipélago de Abrolhos e do recife Sebastião Gomes (BA) / The marine macroflora of Abrolhos archipelago and Sebastião Gomes reef (Brazil)Beatriz Nogueira Torrano da Silva 07 June 2010 (has links)
Flora de macrófitas marinhas do Arquipélago de Abrolhos e do Recife Sebastião Gomes (BA). Apesar dos avanços crescentes ao conhecimento da flora de macrófitas marinhas (algas e gramas marinhas) da costa brasileira, desde os trabalhos seminais de A. B. Joly a partir da década de 1950, existem ainda regiões que não foram adequadamente amostradas. Este é o caso das formações recifais mais afastadas da costa. Do sul da Bahia ao norte do Espírito Santo, um grande alargamento da plataforma, conhecido como banco de Abrolhos, abriga a maior formação recifal do Atlântico Sul. Duas regiões dessa extensa área foram escolhidas como foco deste trabalho: i. o recife Sebastião Gomes, a 16 km da foz do rio Caravelas, emerso nas marés-baixas e sujeito a uma maior interferência de sedimentos terrígenos e impactos antrópicos de naturezas diversas e ii. o arquipélago de Abrolhos, a 70 km da costa, caracterizado por formações sedimentares soerguidas, rodeadas por sedimento carbonático de origem biogênica e águas com baixa turbidez e pouco afetadas pela ação do homem. Além destes dois ambientes incluímos em nossas amostragens algumas visitas a chapeirões gigantes típicos da região do bordo do parcel de Abrolhos. Complementarmente, sintetizamos o conhecimento taxonômico existente para esta região do litoral baiano. Não foram estudadas as formas calcárias não articuladas. Como resultado de nossa pesquisa identificamos 103 espécies de macrófitas no recife Sebastião Gomes, sendo 48% Rhodophyta, 26% Phaeophyceae, 25% Chlorophyta e 1% Magnoliophyta. Este resultado, somado aos dados da literatura totaliza 110 táxons para esta região. Nossos estudos adicionam 74 táxons para a flora deste recife, sendo 43 Rhodophyta, 13 Phaeophyceae, 18 Chlorophyta. Para o arquipélago de Abrolhos encontramos 149 espécies, sendo 59% Rhodophyta, 22% Phaeophyceae, 18% Chlorophyta e 1% Magnoliophyta. Somados aos dados da literatura chega-se a um total de 164 táxons para o arquipélago. Nossos estudos adicionaram 59 táxons à flora do arquipélago, sendo 33 Rhodophyta, 11 Phaeophyceae, 14 Chlorophyta e 1 Magnoliophyta. A flora marinha do arquipélago de Abrolhos se mostrou mais diversa do que a do recife Sebastião Gomes, possivelmente devido a uma maior diversidade de hábitats e, talvez, por ser uma área menos impactada e com menor turbidez. Em comparação com o conhecimento da flora marinha das principais formações oceânicas da costa brasileira observa-se, em ordem decrescente de riqueza específica: o arquipélago de Fernando de Noronha, o arquipélago de Abrolhos, o recife Sebastião Gomes, o atol das Rocas, a ilha de Trindade e os penedos de São Pedro e São Paulo. O trabalho descreve e ilustra os atributos mais importantes das espécies encontradas. / The Marine Macroflora of the Abrolhos Archipelago and Sebastião Gomes reef (Brazil). Despite the considerable endeavor and advances in the knowledge of the macrophyte flora (seaweeds and seagrasses) on the Brazilian coast since the seminal works of A. B. Joly in the 1950s, there are still areas that have not been adequately sampled. This is the case of the reef formations along the coast. On the southern coast of Bahia there is a pronounced enlargement of the continental shelf known as the Abrolhos bank, which comprises the largest reef formation in the southern Atlantic. We selected two regions within the Abrolhos bank to focus our surveys: i. the Sebastião Gomes reef, 16 km off the mouth of the Caravelas river, and ii. the Abrolhos archipelago, a group of five small islands, 70 km off the coast. Sebastião Gomes reef is subjected to a larger anthropic impact and turbid water due to terrigenous sediments; the Abrolhos archipelago is surrounded by calcareous biogenic sediments, bathed by clear water and protected from human activities. Besides those two nuclear sampling sites we also got samples from some giant chapeirões, a unique reef formation, on the border of the archipelago. The nonarticulated calcareous red algae were not included in our surveys. As a result of our surveys we identified 103 species on Sebastião Gomes reef (48% Rhodophyta, 26% Phaeophyceae, 25% Chlorophyta and 1% Magnoliophyta). This, added to what was already known for this reef totalizes 110 species. Of those, 74 species correspond to first citations for this reef, being 43 Rhodophyta, 13 Phaeophyceae and 18 Chlorophyta. For the archipelago we found 149 spp. (59% Rhodophyta, 22% Phaeophyceae, 18% Chlorophyta and 1% Magnoliophyta). If we include the species that were reported to the archipelago by others, the flora amounts to 164 spp.. Our studies reported, for the first time to the archipelago, 59 taxa: 33 Rhodophyta, 11 Phaeophyceae, 14 Chlorophyta and 1 Magnoliophyta. The higher species diversity at the archipelago may be due to a higher ecological diversity and lower turbidity, but, perhaps also, to a lower human impact, what remains to be investigated. In comparison with other offshore islands and reefs along the Brazilian coast we have the following situation, in a decreasing order of species richness: archipelago Fernando de Noronha, Abrolhos archipelago, Sebastião Gomes reef, Rocas atoll, Trindade island and São Pedro & São Paulo islands. The work describes and illustrates the more relevant aspects of each species studied.
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Biocatalisadores de origem marinha (algas, bactérias e fungos) para redução estereosseletiva de cetonas / Biocatalysts from marine origin (algae, bacteria and fungi) for stereoselectivy reduction of ketonesMouad, Ana Maria 10 September 2009 (has links)
Neste trabalho foram realizadas reações de redução de cetonas empregando diferentes organismos marinhos como biocatalisadores (algas, fungos e bactérias). Nas triagens foram utilizados derivados de acetofenonas (o-iodoacetofenona, m-iodoacetofenona, p-iodoacetofenona, o-fluoracetofenona, o-cloroacetofenona, o-bromoacetofenona, o-nitroacetofenona) e duas cetonas 1,3-dicarboniladas: a 4,4,4-triflúor-1-(furan-2-il)butano-1,3-diona e a 4,4,4-triflúor-1-(naftalen-2-il)butano-1,3-diona. As reações com as algas marinhas Bostrychia tenella e a Bostrychia radicans levaram aos álcoois com excelentes seletividades (ee >98%), contudo, obtiveram-se baixas conversões. Foram isoladas as bactérias Bt-01 (B. tenella) e Bt-02 (B. radicans), as quais catalisaram as reduções das acetofenonas com resultados similares aos obtidos com as algas. Os fungos (Br-09, Br-23, Br-27, Br-61) isolados da alga B. radicans reduziram as acetofenonas com boas seletividades e conversões. Ainda, reações de redução das acetofenonas com quatro linhagens de fungos isolados da alga Sargassum sp (SMA2-C, SMA2-8, SMA2-58, SGPY-41) levaram a obtenção dos respectivos álcoois com diferentes conversões e seletividades. As reduções das cetonas 1,3-dicarboniladas foram realizadas com as algas B. tenella e B. radicans, e com sete linhagens de fungos marinhos (Aspergillus sydowii Ce15, Aspergillus sydowii Ce19, Aspergillus sydowii Gc12, Bionectria sp Ce5, Penicillium raistrickii Ce16, Penicillium miczynskii Gc5 e Trichoderma sp Gc1). As algas e os fungos marinhos catalisaram a redução regiosseletiva e estereosseletiva das cetonas 1,3-dicarboniladas, onde ocorreu a redução do grupo α-trifluorcarbonílico. Concluiu-se que as algas e seus microrganismos associados, e os fungos marinhos têm potencial para serem utilizados como biocatalisadores em reações de redução. Este trabalho foi o primeiro estudo realizado no país envolvendo algas marinhas e seus microrganismos associados em reações de redução de cetonas, cujos resultados são bastante promissores. / In this work, were investigated the ketone reduction reactions using several marine organisms as biocatalysts (algae, fungi and bacteria). In the screening were utilized acetophenone derivatives (o-iodoacetophenone, m-iodoacetophenone, p-iodoacetophenone, o-fluoroacetophenone, o-chloroacetophenone, o-bromoacetophenone, o-nitroacetophenone) and two 1,3-dicarbonylated compounds: 4,4,4-trifluoro-1-(furan-2-yl)butane-1,3-dione and 4,4,4-trifluoro-1-(naftalen-2-yl)butane-1,3-dione. The reactions with algae Bostrychia tenella and Bostrychia radicans afforded the alcohols with high selectivities (ee > 98%), however, with low conversions. The bacteria Bt-01 and Bt-02 were isolated from algae B. tenella and B. radicans, respectively, which catalyzed the reductions of acetophenones as the same as obtained with the algae. The acetophenones were reduced by several fungi (Br-09, Br-23, Br-27, Br-61) in good selectivities and conversions. These fungi were isolated from Bostrychia radicans. In addition, the acetophenone reduction reactions were screened with four strains of fungi, which were isolated from algae Sargassum sp (SMA2-C, SMA2-8, SMA2-58, SGPY-41). The alcohols were obtained with different conversions and selectivities. The reductions of 1,3-dicarbonylated compounds were carried out with the algae B. tenella and B. radicans, and marine fungi (Aspergillus sydowii Ce15, Aspergillus sydowii Ce19, Aspergillus sydowii Gc12, Bionectria sp Ce5, Penicillium raistrickii Ce16, Penicillium miczynskii Gc5 and Trichoderma sp Gc1). The algae and marine fungi catalyzed regio- and estereoselectively reductions of the 1,3-dicarbonylated compounds. The α-trifluoromethylcarbonyl group was reduced preferentially. In conclusion, the algae and associated micro-organisms and marine fungi have potential for catalyzing ketone reduction reactions. This investigation was the first study carried out in the Brazil by using algae and associated micro-organisms in the ketone reduction reactions. The obtained results here are promising and interesting.
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Composição química e potencial biológico das algas vermelhas marinhas Laurencia filiformis, Laurencia intricata, Plocamium brasiliense e Ochtodes secundiramea da costa brasileira / Chemical composition and biological potency of the marine red algae Laurencia filiformis, Laurencia intricata, Plocamium brasiliense and Ochtodes secundiramea of the Brazilian coastGressler, Vanessa 08 September 2010 (has links)
O oceano apresenta uma vasta diversidade de espécies, entre elas as algas marinhas, as quais são usadas principalmente como fonte de alimentos, de produtos industriais e para uso medicinal. Considerando a biodiversidade encontrada, são poucos os estudos que verificam a composição química e atividade biológica de algas. Desta forma, o presente trabalho descreve especialmente compostos do metabolismo primário (lipídios, proteínas e aminoácidos), composição química volátil, e potencial antioxidante e antimicrobiano de quatro espécies de algas vermelhas da costa brasileira (Laurencia filiformis, Laurencia intricata, Plocamium brasiliense e Ochtodes secundiramea). As análises de lipídeos revelaram que estas algas são ricas em ácidos graxos poliinsaturados ω3 e ω6, mas que apresentam o ácido palmítico como majoritário. O teor de proteínas encontrado é considerável e aproximadamente 50% da composição de aminoácidos é de aminoácidos essenciais. Para extrair os compostos voláteis das algas selecionadas para o estudo, três métodos foram utilizados: arraste a vapor, extração por solvente e HS-SPME. A caracterização química dos compostos voláteis deu-se principalmente pela utilização de cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG-EM). Ainda foram isolados e identificados dois compostos majoritários do óleo essencial de L. filiformis, o (-)-7-epi-silfiperfolan-6β-ol e o (-)-silfiperfolan-7β-ol, e quatro compostos do extrato acetona/água de P. brasiliense, o 3,4-eritro-7-diclorometil-3-metil-3,4,8-tricloro-1,5(E),7(E)-octatrieno; o 3,4-eritro-7-diclorometil-3-metil-3,4,8-tricloro-1,5(E),7(Z)-octatrieno; o 3,4-eritro-1-bromo-7-diclorometil-3-metil-3,4,8-tricloro-1(E),5(E),7(E)-octatrieno e o 3,4-eritro-1-bromo-7-diclorometil-3-metil-3,4,8-tricloro-1(E),5(E),7(Z)-octatrieno, utilizando diferentes técnicas cromatográficas, como CCDP e CLAE, para isolamento, e técnicas espectroscópicas (RMN uni e bidimensionais) e espectrométricas (HRMS e EIMS) para análise. A atividade antioxidante dos óleos essenciais, dos extratos e das substâncias isoladas foi verificada utilizando-se dois métodos (DPPH e quimioluminescência). Os extratos diclorometano de L. filiformis (IC50 de 48,5 µg/mL) e L. intricata (IC50 de 58,0 µg/mL) mostraram-se como os mais potentes. As mesmas amostras não apresentaram potencial antimicrobiano em concentrações de até 500 µg/mL frente aos nove microrganismos testados. / The ocean provides large diversity of species, among them the seaweeds, which are mainly used as food, industrial products and as medicine. Considering the biodiversity, there are only few studies which analize the algae volatile compounds and their biological activity. So that, this work describes specially compounds from the primary metabolism (lipids, proteins and amino acids), chemical volatile composition, and antioxidant and antimicrobial potencies of four red algae of the Brazilian coast (Laurencia filiformis, Laurencia intricata, Plicamium brasiliense and Ochtodes secundiramea). The lipid analysis showed that these algae have ω3 and ω6 polyunsaturated fatty acids, but the palmitic acid is the most abundant. The protein content observed is considerable and approximately 50% of the amino acid composition is of essential amino acids. To extract the volatile organic compounds from the algae selected for this study, three methods were used: hydrodestilation, solvent extraction and HS-SPME. For chemical characterization of the volatile compounds, the technique used was gas chromatography coupled with mass spectrometry (GC-MS). In addition, the two most abundant compounds from the essential oil of L. filiformis, the (-)-7-epi-silphiperfolan-6β-ol and the (-)-silphiperfolan-7β-ol, and four compounds of the aceton/water extract of P. brasiliense the 3,4-erythro-7-dichloromethyl-3-methyl-3,4,8-trichloro-1,5(E),7(E)-octatriene; the 3,4-erythro-7-dichloromethyl-3-methyl-3,4,8-trichloro-1,5(E),7(Z)-octatriene; the 3,4-erythro-1-bromo-7-dichloromethyl-3-methyl-3,4,8-trichloro-1(E),5(E),7(E)-octatriene and the 3,4-erythro-1-bromo-7-dichloromethyl-3-methyl-3,4,8-trichloro-1(E),5(E),7(Z)-octatriene, were isolated and identified using different chromatographic techniques like preparative TLC and HPLC for isolation and spectroscopic (NMR uni and bidimensional) and spectrometric techniques (HRMS and EIMS) for analysis. The antioxidant activity of the essential oils, of the extracts and of the isolated compounds was verified by two methods (DPPH and chemiluminescence). The dichloromethane extracts of L. filiformis (IC50 of 48.5 µg/mL) and L. intricata (IC50 de 58.0 µg/mL) showed higher potency. The same samples do not have antimicrobial activity in concentrations until 500 µg/mL up against the nine microorganisms tested.
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Estudos químicos e biológicos de algas marinhas do gênero Bostrychia Montagne (Rhodomelaceae, Rhodophyta) e fungos endofíticos associados / Chemical and biological studies in the seaweeds of Bostrychia Montagne (Rhodomelaceae, Rhodophyta) genus and endophytic fungi associated.Erbert, Cíntia 25 April 2011 (has links)
O ambiente marinho, pela própria diversidade orgânica que representa, tem sido reconhecido como fonte promissora de metabólitos secundários biologicamente ativos. Algas marinhas produzem grande variedade de substância terpenoídicas, aromáticas e de origem policetídica, e bioensaios têm demonstrado importante potencial biológico relativo a estes metabólitos. Micro-organismos associados às algas, tais como fungos endofíticos, também representam importante e promissora fonte de produtos naturais com esqueletos estruturalmente diversos. Bostrychia é um gênero algal fisiológica e biogeograficamente bem estudado mas são escassas as informações quanto à sua composição química, predominando a descrição de polióis e de moléculas de baixo peso molecular. Neste trabalho, os resultados da comparação dos perfis cromatográficos de espécies de Bostrychia representam uma primeira abordagem qualitativa dos constituintes polares do conjunto de espécies desse gênero ocorrentes no litoral norte do estado de São Paulo, e deverá ser complementado por meio do isolamento e identificação estrutural de seus constituintes majoritários. O isolamento de fungos endofíticos a partir de B. radicans (coletadas em ambiente de costão rochoso e manguezal) e B. tenella (coletadas no costão rochoso) possibilitou a preservação de 135 linhagens disponíveis para estudos posteriores. Dentre as linhagens isoladas de B. radicans costão, dez foram selecionadas para cultivo em meio sólido e entre estas três (C75, C81 e C82) foram selecionadas para estudos químicos e biológicos. As linhagens C81 e C82 foram identificadas por dados moleculares como Phomopsis longicolla e Penicillium brevicompactum, respectivamente. Foram isoladas e identificadas três substâncias conhecidas a partir de P. longicolla (18-deoxicitocalasina H, ácido micofenólico e dicerandrol C) e duas a partir de P. brevicompactum (ácido micofenólico e seu derivado metilado). Nos ensaios biológicos, a fração hexânica de P. longicolla apresentou alta atividade antimicrobiana (abaixo de 100g.mL-1), bem como um de seus metabólitos isolados (atividade abaixo de 10g.mL-1), frente às bactérias Staphylococcus aureus e S. saprophyticus. Esse mesmo metabólito também apresentou potencial de inibição de degranulação de mastócitos e atividade citotóxica, reforçando o potencial dos micro-organismos endofíticos na biossíntese de compostos que possam auxiliar no desenvolvimento de novos fármacos. Em conjunto, os resultados obtidos mostram que algas marinhas e fungos endofíticos associados representam uma importante área a ser explorada em relação ao potencial biológico de produtos naturais. / The marine environment, due to its organic diversity, has been recognized as a promising source of new biologically active secondary metabolites. Seaweeds produce a large variety of terpenoidic, aromatic and poliketids substances. Bioassays have been demonstrated significant biological potential concerning these metabolites. Microorganisms associated with algae, such as endophytic fungi, also represent important and promising source of natural products with molecularly-diverse structures. Bostrychia is an ecophysiology, biogeographically well-studied algal genus, but information about its chemical composition is scarce, prevailing reports about its polyol and low-molecular-weight contents. In this work, the results of the comparison of the chromatographic profiles of Bostrychia species growing in the north coast of São Paulo State represent a first qualitative approach of the polar constituent in this genus, and may be complemented by isolation and identification of their majority constituents. The isolation of endophytic fungi from B. radicans (collected in rocky shore and mangrove environment) and B. tenella (collected in the rocky shore) allowed the preservation of 135 strains available for posterior studies. Among the strains isolated from B. radicans rocky shore, ten were selected for cultivation in solid medium and three (C75, C81 e C82) were selected for chemical and biological studies. C81 and C82 strains were identified by molecular data as Phomopsis longicolla and Penicillium brevicompactum, respectively. Three known substances were isolated and identified from P. longicolla (18-deoxycytochalasin H, mycophenolic acid and dicerandrol C) and two from P. brevicompactum (mycophenolic acid and its methyl derivative). Biological assays revealed the hexanic fraction of P. longicolla presenting high antimicrobial activity (below of 100g.mL-1) against Staphylococcus aureus and S. saprophyticus, as well as one of its isolated metabolites (activity below of 10g.mL-1). This metabolite also presented mast cell degranulation inhibition and cytotoxic activity, reinforcing the potential of endophytic microorganisms in the byosinthesis of compounds that can be useful in the new drugs development. As a summary, the results show that algae and their endophytic fungi associated represent an important field to be explored in terms of biological potential of natural products.
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Modulação dos níveis de pigmentos e ácidos graxos em algas marinhas: função dos carotenóides e efeitos do estresse ambiental / Modulation of fatty acids and pigments in marine algae: function of carotenoids and environment stressPinto Junior, Ernani 02 August 2002 (has links)
O estresse ambiental sobre algas marinhas pode ser causado por poluentes, ausência de nutrientes, variação da temperatura ou da intensidade luminosa. Embora vários grupos estudem os efeitos do estresse ambiental sobre a ecologia de animais marinhos, nos últimos anos, contudo, poucos pesquisadores têm investigado o seu efeito sobre a fisiologia das algas marinhas, sobretudo sobre a biossíntese e função de carotenóides e ácidos graxos. Deste modo, foram abordados experimentalmente a atividade antioxidante in vitro de alguns carotenóides encontrados em algas (determinação da constante de supressão (KQ) de oxigênio singlete (02 (1Δg)) e redução da lipoperoxidação em lipossomos incorporados com carotenóides) bem como a monitoração da biossíntese de pigmentos e os níveis de ácidos graxos em algumas espécies de algas cultivadas em situações de estresse ambiental, como exposição a metais pesados (Gracilaria tenuistipitata e Lingulodinium polyedrum), alta densidade populacional (Amphidinium cartareae, Nitzschia microcephala, Lingulodinium polyedrum, Minutocellus polymorphus e Tetraselmis gracilis), e intensidade luminosa (Lingulodinium polyedrum). Ainda, nas algas expostas a estas condições adversas, parâmetros de estresse oxidativo e indicadores enzimáticos do metabolismo oxidativo foram medidos, como a atividade de superoxido dismutase, catalase, ascorbato peroxidase, e o doseamento dos níveis de malonaldialdeído (MDA), tióis e carbonilas de proteínas. Por RMN de 1H, EM e HPLC com a co-injeção de padrões, foram identificados vários carotenos (β-caroteno e licopeno), xantofilas (peridinina, luteina, diadinoxantina, diatoxantina entre outras) e três tipos de clorofilas (a, b e c) das macro e micro algas estudadas. Paralelamente, seguindo as mesmas técnicas cromatográficas, estudamos a interconversão de tiamina com a identificação das três formas desta vitamina (livre, mono e difosfato). Nos ensaios in vitro, as KQs da peridinina, carotenóide isolado de Lingulodinium polyedrum, em dois sistemas de solventes (CDCl3: 0,95 x 109 M-1.s-1 e D20/CD3COCD3 1:1: 5,0 x 109 M-1.s-1) sugere que este pigmento apresenta uma melhor função protetora contra os efeitos deletérios do O2 (1ΔG) em ambiente hidrofílico. A presença de peridinina e astaxantina incorporadas em lipossomos preenchidos com Fe2+/EDTA foi determinante para diminuir os efeitos danosos de H202 e t-ButOOH, mostrando que a ação desses pigmentos depende da permeabilidade dos agentes oxidantes através da bicamada lipídica. Ambos carotenóides apresentaram atividade quando a peroxidação foi provocada pelo lado externo da bicamada. A concentração dos ácidos graxos em culturas de Lingulodinium polyedrum durante o ciclo claro:escuro sugee que o aumento de C18:3 e C22:6 durante a fase clara ocorreu para compensar a lipoperoxidação (os níveis de MDA foram altos durante a fase clara) e manter a integridade e homeostase celular. Em culturas de G. tenuistipitata expostas a Cd2+ e Cu2+, os níveis do ácido C20:4 (n-6) aumentaram cerca de 30% no tratamento com Cd2+, provavelmente para preservar a integridade de membrana em resposta ao desbalanço redox provocado por esse metal. Em contrapartida, os níveis de C20:4 (n-6) decaíram cerca de 15% no tratamento com Cu2+, evidenciando a especificidade desse metal em atingir as membranas tilacóides no cloroplasto. O ácido C18:3 (n-4) foi detectado apenas no tratamento com Cu2+. Os resultados encontrados para a monitoração da biossíntese de carotenóides abrem novas perspectivas para a compreensão dos mecanismos bioquímicos e fisiológicos adotados por algas marinhas cultivadas em ambientes adversos. Diferentes respostas foram encontradas para os níveis de pigmentos para as micro e macroalgas estudadas, mostrando que a biossíntese e a atividade das enzimas envolvidas no metabolismo oxidativo podem variar nas diferentes espécies e conforme o estímulo empregado. / Environmental stress on marine algae is provoked by pollutants, lack of nutrients, temperature oscillation or high light. Although some researchers have investigated environmental stress effects on marine animais ecology, lately, however, few groups have studied its effects on marine algae physiology, i.e. carotenoid function and biosynthesis and fatty acids contents. Thus, the in vitro activity, such as the quenching of 02 (1ΔG) (KQ) and the reduction of liposome peroxidation incorporated with carotenoids, of some pigments founded in algae were determined as well as the their biosynthesis when some species were growth under stressful condition, for example, heavy metal exposition (Gracilaria tenuistipitata and Lingulodinium polyedrum), cell density (Amphidinium cartareae, Nitzschia microcephala, Lingulodinium polyedrum, Minutocellus polymorphus and Tetraselmis gracilis) and high light (Lingulodinium polyedrum). In addition, some parameters of oxidative stress and enzymatic markers of oxidative metabolism such as superoxide dismutase, catalase and ascorbate peroxidase activities, malondialdehyde (MDA), protein carbonyls and thiols contents, were measured. Some carotenes (β-carotene and licopene), xanthophylls (peridinin, lutein, diadinoxanthin, diatoxanthin, etc) and three chlorophylls (a, b and c) were identified either by 1H NMR and MS or standards spiked in HPLC in the species studied. Also, using HPLC techniques, we studied the thiamine interconversion identifying three forms of this vitamin (free, mono- and diphosphate). The KQs obtained for peridinin, isolated from Lingulodinium polyedrum, using two solvent systems (CDCl3: 0,95 x 109 M-1.s-1 and D20/CD3COCD3 1:1: 5,0 x 109 M-1.s-1) suggest this pigment is more effective against the deleterious effects of O2 (1Δg) in hydrophilic environment. Peridinin and astaxanthin incorporated to liposomes filled with Fe2+/EDTA decreased the lipoperoxidation when H202 e t-ButOOH were added, showing that their function depending on the peroxidation promoters permeability through the membrane. Also, both carotenoids were able to protect the membrane when the lipoperoxidation was promoted outside. The fatty acid contents measured in cultures of L. polyedrum during the light:dark cycle suggest that the increase of C18:3 and C22:6 levels during the light phase occurred to compensate the lipoperoxidation, since the levels of MDA were high in the same phase, and to keep the membrane integrity and cell homeostasis. The levels of C20:4 (n-6) increased about 30% when cultures of G. tenuistipitata were exposed to Cd2+ may be to preserve the cell membranes in response to misbalance caused by this heavy metal. On the other hand, the levels of C20:4 (n-6) decreased almost 15% during the treatment with Cu2+, showing an evidence that this metal can affect the tilakoid membranes. The fatty acid C18:3 (n-4) was only detected in the assay with Cu2+. The carotenoid biosynthesis results bring new perspectives concerning the comprehension of the biochemistry and physiology mechanisms employed by marine algae against stressful environmental conditions. Different responses were founded for the carotenoid contents, showing that the biosynthesis and the activity of the enzymes involved in the oxidative metabolism can vary according to species or stimuli used.
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