A soja tolerante ao herbicida glifosato é o vegetal geneticamente modificado mais cultivado. Entretanto, questões sobre a biossegurança dos alimentos GM são ainda levantadas, como as incertezas sobre a expressão das novas proteínas, mutações indesejadas, alterações de perfis nutricionais e aparecimento de compostos tóxicos. Apesar dos comprovados efeitos benéficos à saúde, a soja apresenta naturalmente, entre suas proteínas, fatores antinutricionais, que podem: provocar efeitos fisiológicos adversos; diminuir a biodisponibilidade de nutrientes; e induzir reações de hipersensibilidade. Paralelamente, a soja possui sabor e aroma desagradáveis por ação de enzimas lipoxigenases. Os fatores antinutricionais estão relacionados às aglutininas (lectinas) e aos inibidores de proteases (inibidor de tripsina, tipo Kunitz, e inibidor de tripsina e quimotripsina, tipo Bowman-Brik), enquanto as globulinas da soja respondem pelas reações de hipersensibilidade. Objetivou-se neste trabalho fazer a comparação dos mapas protéicos de soja GM, suas isolinhas convencionais e sojas orgânicas visando a detecção de alterações nos perfis protéicos destes diferentes tipos de cultivo, e também a análise da expressão dos fatores antinutricionais, como os inibidores de proteases e aglutininas, considerando a extensão das variações naturais existentes nas amostras. Para tanto, foram comparadas seis amostras de sementes de variedades comerciais de soja cultivadas em paralelo, sob as mesmas condições ambientais e de solo, compostas por três isolinhas genitoras e suas três correspondentes GMs e duas amostras orgânicas, sendo que uma delas é comercial e a outra ainda esta em campos de pesquisa, fornecidas pela Embrapa Soja. Foram analisados extratos protéicos de todas as amostras, após extração com ácido tricloroacético (TCA) e acetona, através de eletroforese unidimensional (1D) e bidimensional (2D). Nestas foi empregado gradiente de pH de 3-10 e as imagens avaliadas pelo software ImageMaster 2D Platinum. Diversos spots selecionados foram identificados por espectrometria de massas. Nas imagens dos géis 2D, foi possível identificar e quantificar os spots correspondentes às proteínas isoladas e não houve diferença estatística ao nível de significância de 5% entre os diferentes tipos de cultivo. Na verificação da sobreposição dos géis, obtivemos porcentagens de matchings superiores a 70% entre as amostras GMs e não GMs. As amostras orgânicas apresentaram % matchings menores que entre convencionais e GMs. Nos resultados da espectrometria de massas foi possível reconhecer os principais grupos protéicos da soja, como as frações e subunidades de β-conglicinina e de glicinina, bem como os inibidores de proteases, aglutininas e lipoxigenases e não foi possível perceber alterações na expressão dos peptídeos identificados e analisados. Podemos concluir que as variações encontradas entre as três amostras convencionais e entre as amostras dos grupos convencionais e orgânicas foram maiores que a comparação das amostras GMs com suas genitoras correspondentes. / The glyphosate tolerant soybean is the most cultivated GM plant. However, questions about the bio-safety of GM foods are still rising, as there are uncertainty about the expression of new proteins, undesired mutations, changes in nutritional profile and the production of toxic compounds. Despite of the beneficial effects to human health, the soybean has anti-nutritional factors that can cause adverse physiological effects, reduce the bioavailability of nutrients, and induce hypersensitivity reactions. At the same time the soybean develop undesirable flavor due to the action of lipoxygenases. The anti-nutritional factors are related to agglutinins (lectins) and to the proteases inhibitors (Kunitz\'s Trypsin Inhibitor and Bowman-Birk\'s Inhibitor of Trypsin and Chymotrypsin) while the soybean globulins are responsible for hypersensitivity reactions. The objective of this work was to compare proteic maps of GM soybean, conventional isolines and organic soybean aiming to detect changes in protein profiles of the different types of cultivation and also analyze the expression of the anti-nutritional factors, such as protease inhibitors and agglutinins, taking into consideration the natural variation existing in the samples. For this, it was performed the comparisons between six seed samples of commercial varieties of soybeans, grown in parallel under the same environmental conditions and soil, composed of three parental isolines and their three corresponding GM and two organic sample, one of them is commercial and the other is still in search fields. The samples were provided by Embrapa Soja. Protein extracts were analyzed from the samples after extraction with trichloroacetic acid (TCA) and acetone using regular monodimensional electrophoresis (1D) and two-dimensional (2D) ones. For 2D were used strips of pH gradient 3-10 and the final images analyzed by ImageMaster 2D Platinum software. Several selected spots were identified by mass spectrometry. In the images of the 2D gels, we could identify and quantify the spots corresponding to proteins isolated and there was no statistical difference at 5% of significance between the different types of cultivation. Checking the overlap of the gels, we obtained matchings above 70% between GM and non GM sample. The organic sample had lower matching index between conventional and GM. It was possible to recognize the major groups of soy protein as a result of mass spectrometry such as¨β-conglycinin fractions and glycinin as well as protease inhibitors, lipoxygenase, and agglutinins. We concluded that the variations found among the tree conventional samples and between samples of conventional and organic groups were higher than the comparison of sample GMs with their corresponding parentals.

Sementes de feijão são freqüentemente infestadas por diferentes insetos-praga incluindo Zabrotes subfasciatus, Callosobruchus maculatus e Acanthocelides obtectus. Estratégias visando o controle do ataque desses insetos têm sido desenvolvidas através do estudo de substâncias tóxicas e/ou proteínas antinutricionais que atuem sobre o desenvolvimento destes insetos. Os inibidores protéicos de α-amilases presentes em leguminosas como o feijão comum, bem como em sementes de cereais como o trigo, têm a capacidade de inibir a α-amilase de Z. subfasciatus. O estudo do mecanismo de interação entre os inibidores e as enzimas digestivas de insetos pode propiciar o delineamento de inibidores potentes que atuariam especificamente contra essas pragas. O estudo da interação do inibidor de trigo 0.19 e com a α-amilase de Z. subfasciatus desenvolvido neste trabalho demonstra a atuação de vários componentes de força na superfície de interação entre a enzima e o inibidor, garantindo a estabilidade do complexo. A presença de pontes de hidrogênio, interações hidrofóbicas e ligações iônicas foram evidenciadas. Através da análise da seqüência primaria de outros inibidores de cereais, foi verificado que o inibidor de α-amilase de trigo denominado 0.53 e o inibidor de cevada possivelmente atuam da mesma maneira sobre a α- amilase do inseto. Estes resultados tornam esses inibidores protéicos potenciais candidatos à transformação de plantas de feijão visando o controle do desenvolvimento de Z. subfasciatus durante seu estágio larval. / Several insects included Callosobruchus maculatus, Acanthocelides obtectus and Zabrotes subfasciatus have frequently infest bean seeds. Strategies for the control of these predators have been developed through the study of toxic substances and antinutritional factors, which act on the development of these insects. Proteinaceus Inhibitors of α-amylases present in varieties of beans, as well as in wheat seeds have been demonstrated to be active to the α-amylase of Z. subfasciatus. The study of the mechanism of interaction between these inhibitors and the digestive enzymes can promote a powerful inhibitor that acts specifically against these insect-pest. Studies on the interaction of the inhibitor of wheat kernels 0.19 and Z. subfasciatus α-amylase demonstrated the performance of some intermolecular forces on the surface of the enzyme-inhibitor interaction giving the stability to the complex. The presence of hydrogen bond, hydrophobic interactions and saline bridges had been showed . The analysis of the primary sequences of inhibitors from other cereals allowed to verify that the wheat amylase inhibitor 0.53 and the barley inhibitor possibly act by the same way on the insect a-amylase. These results make these proteinaceus inhibitors potential candidates to be used on the plant transformation for the control of the development of Z. subfasciatus during of larval stage.

MSCAGR (Animal Science) / Department of Animal Science

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2017-02-14T16:31:16Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Jennifer Vieira Pinto - 2016.pdf: 3207260 bytes, checksum: 75e3617cc1ca4e537ea4eb6d34fb3ef8 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Rejected by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com), reason: Érika, na citação a letra "M" de mestrado é maiúscula, assim, como, o "D" de doutorado. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos) - Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2016. on 2017-02-15T09:28:57Z (GMT) / Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2017-02-15T15:56:43Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Jennifer Vieira Pinto - 2016.pdf: 3207260 bytes, checksum: 75e3617cc1ca4e537ea4eb6d34fb3ef8 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2017-02-15T15:57:00Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Jennifer Vieira Pinto - 2016.pdf: 3207260 bytes, checksum: 75e3617cc1ca4e537ea4eb6d34fb3ef8 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-15T15:57:00Z (GMT). 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Flours were analyzed for: granulometry, color, water absorption and solubility index, oil retention capacity, foam properties, emulsifiers, stabilizers, paste properties, kaempferol content, proximal composition, minerals, amino acid profile, protein in vitro digestibility and anti-nutritional factors. Black grains were lighter, and carioca, heavier. Grains of "PER" presented greater length and "AGR", greater sphericity; "ETL" tended to lighter grains; "PIT", "IPR" and "EST", darker. Flours of "EST" and "IPR" had greater uniformity; "ETL", "PER" and "AGR" presented lighter and more yellow flours; the "IPR" flour showed higher values of water absorption; "EST", higher values of oil absorption; the "PIT", better solubility; AGR, higher foaming (pH 2.5); the "IPR", the higher maximum viscosity. Grains of "PIT" presented higher concentration of kaempferol; "PIT" and "PER", higher protein levels; "EST" had more lipids; and "AGR", more carbohydrates. All flours had high mineral contents. Black beans showed higher levels of essential and non-essential amino acids, followed by special and carioca beans; "EST" had the lowest Essential Amino Acid Score (EAS) (1.20), and "ETL", highest EAS (1.40); "EST", lower protein digestibility; carioca and special beans, higher levels of phytic acid; "PIT" showed higher molar ratio (phytate: iron) and "AGR", higher molar ratio (phytate: zinc); "PER", lower tannin contents; "IPR", lower levels of trypsin inhibitors and "PIT", greater inhibition of α-amylase. The specialty beans presented excellent physical, chemical, technological, nutritional and functional characteristics, and can be used as ingredients of new products by the food industry. / Objetivou-se caracterizar propriedades físicas, químicas, tecnológicas, nutricionais e funcionais de feijões de diferentes grupos de cor, a fim de alimentar o banco de dados da Embrapa Arroz e Feijão, contribuindo com informações úteis à comunidade científica e indústrias de alimentos. Feijões carioca (Pérola – “PER” e BRS Estilo – “ETL”), preto (BRS Esteio – “EST” e IPR Uirapuru – “IPR”) e especial (BRS Agreste – “AGR” e BRS Pitanga – “PIT”) foram cultivados em Junho (inverno/2014), em Santo Antônio de Goiás-GO, e analisados quanto à/ao: peso de 100 grãos, tamanho, esfericidade, cor, umidade, aw e densidade. Farinhas foram analisadas quanto à/ao: granulometria, cor, índice de absorção e solubilidade em água, capacidade de retenção de óleo, propriedades espumantes, emulsificantes, estabilizantes, propriedades de pasta, teor de kaempferol, composição centesimal, minerais, perfil de aminoácidos, digestibilidade proteica in vitro, e fatores antinutricionais. Grãos pretos apresentaram-se mais leves, e carioca, mais pesados. Grãos de “PER” apresentaram maior comprimento e da cultivar “AGR”, maior esfericidade; ”ETL” tendeu a grãos mais claros; ”PIT”, “IPR” e “EST”, mais escuros. Farinhas de “EST” e “IPR” tiveram maior uniformidade; “ETL”, “PER” e “AGR” apresentaram farinhas mais claras e amareladas; farinha do “IPR” apresentou maiores valores de absorção de água; “EST”, maiores valores de absorção de óleo; a da “PIT”, melhor solubilidade; a da “AGR”, maior formação de espuma (pH 2,5); a do “IPR”, maior viscosidade máxima. Grãos da “PIT” apresentaram maior concentração de kaempferol; “PIT” e “PER”, maiores teores protéicos; “EST”, mais lipídeos; e “AGR”, mais carboidratos. Todas as farinhas tiveram altos teores de minerais. Feijões pretos apresentaram maiores teores de aminoácidos essenciais e não essenciais, seguidos dos feijões especiais e carioca; “EST” teve o menor Escore de Aminoácidos Essenciais (EAE) (1,20), e “ETL”, maior EAE (1,40); “EST”, menor digestibilidade proteica; feijões carioca e especiais, maiores teores de ácido fítico; “PIT” apresentou maior razão molar (fitato:ferro) e “AGR”, maior razão molar (fitato:zinco); “PER”, menores teores de taninos; “IPR”, menores teores de inibidores de tripsina e “PIT”, maior inibição de α-amilase. Os feijões especiais apresentaram ótimas características físicas, químicas, tecnológicas, nutricionais e funcionais, podendo ser utilizados como matéria prima na elaboração de novos produtos pela indústria alimentícia.