Bactérias podem formar comunidades bacterianas sésseis, conhecidas como biofilmes, os quais possuem um grande impacto tanto na indústria, por serem responsáveis pelo entupimento e corrosão de tubulações, quanto na saúde, por serem resistentes ao tratamento com antibióticos. Nos últimos anos, o mensageiro secundário c-di-GMP foi descoberto como um importante regulador nas vias de sinalização envolvidas na capacidade da bactéria alternar entre esses dois fenótipos: livre nadante ou em biofilme. Um dos alvos moleculares de c-di-GMP é FleQ, uma Enhancer binding protein bacteriana (bEBP), que regula a expressão dos genes flagelares de forma dependente do fator σ54, em um processo dependente de ATP. FleQ também atua no controle da transcrição dos genes envolvidos na síntese do exopolissacarídeo PEL, principal constituinte da matriz protetora que reveste o biofilme bacteriano em Pseudomonas aeruginosa, possivelmente em um processo dependente do fator σ70. A atividade de FleQ é regulada pelos níveis de c-di-GMP e por uma segunda proteína, FleN, que se liga diretamente à FleQ. Apesar do papel do complexo FleQ:FleN na regulação do operon pel ter sido estudado, seu efeito na transcrição dos genes flagelares ainda é desconhecido. Para um melhor entendimento do mecanismo regulatório de FleQ, foram resolvidas as estruturas cristalográficas do domínio REC e do domínio AAA+ em seu estado apo e em complexo com ADP, ATPγS e c-di-GMP. Também foi identificado e confirmado o sítio ativo da proteína, as diferentes formas oligoméricas de FleQ, além da proposição de como a atividade da proteína é controlada por FleN. Esses resultados sugerem um mecanismo único na transcrição mediada por uma bEBP não convencional que atua tanto com o fator σ54 e σ70, no qual a oligomerização do complexo FleQ:FleN possui um papel essencial na regulação dos genes flagelares e de formação do biofilme. Estes estudos também levam à hipótese que outras bEBPs, associadas a diferentes fenótipos, podem ser reguladas por c-di-GMP. / Bacteria can form sessile communities known as biofilm, which has a major industrial impact, causing tubing obstruction and corrosion, and in the health, due to its resistance against antibiotic treatment. In recent years, a novel secondary messenger molecule named c-di-GMP has been discovered as a key regulator in signaling pathways related to the bacteria capacity to alternate between two distinct phenotypes: free-swimming cells and biofilm community. One of the molecular targets of c-di-GMP so far identified is FleQ, a bacterial enhancer binding protein (bEBP), which regulates flagellar gene expression in a σ54 dependent mechanism. FleQ acts also controlling transcription of genes involved in PEL exopolysaccharide synthesis, main component of the protective matrix, possibly in a σ70 dependent process. FleQ activity is regulated by a second protein, FleN, which directly interacts with FleQ. Although the role of FleQ:FleN complex in regulating pel operon has been studied, its effect in flagellar gene transcription has not. For a better understanding of FleQ regulatory mechanism, we obtained the crystallographic structure of the REC domain and the AAA+ domain in its apo state and bound to ADP, ATPγS and c-di-GMP. It has also been identified and confirmed c-di-GMP binding site, the distinct oligomers of FleQ, and also proposed a mechanism by which FleN regulates FleQ. These results suggest an unique mechanism in the transcription mediated by an unusual bEBP that acts in conjunction with both σ54 and σ70 factors, in which oligomerization of FleQ:FleN complex has a crucial role in the regulation of flagellar and biofilm formation genes. These studies also lead to the hypothesis that others bEBP, related to distinct phenotypes, may be regulated by c-di-GMP.

Organismos de mar profundo encontram limitações na disponibilidade de alimentos e exploram enriquecimentos orgânicos esporádicos que chegam ao assoalho oceânico. O objetivo deste trabalho foi descrever a diversidade das comunidades bacterianas associadas a parcelas sintéticas e orgânicas (vértebras de baleia e blocos de madeira) no Espírito Santo, Rio de Janeiro e São Paulo a 3.300 m de profundidade, avaliando a influência dos substratos e da localização geográfica sobre essas comunidades. Foi realizada a extração de DNA e amplificação do gene RNAr 16S para sequenciamento por Illumina Miseq e análises estatísticas pelo Qiime. Os Gêneros dominantes nos substratos sintéticos, madeira e vértebras foram Psychroserpens (Flavobacteriia), Phaeobacter, (Alphaproteobacteria), Desulfobacter, (Deltaproteobacteria), respectivamente. Com base nos resultados obtidos, afirma-se que o tipo de substrato teve maior influência do que a localização geográfica sobre a estrutura das comunidades bacterianas. / Deep sea organisms found limitations in the availability of food and exploit sporadic organic enrichments that reach the ocean floor. The aim of this study was to describe the diversity of bacterial communities associated with synthetic and organic substrate (whale bone and wood blocks) in Espírito Santo, Rio de Janeiro and Sao Paulo to 3,300 m deep, assessing the influence of substrates and location geographical about these communities. 16S rRNA sequencing was performed by Illumina Miseq and statistical analysis by Qiime. The dominant genera in synthetic substrates, wood and vertebrae were Psychroserpens (Flavobacteriia), Phaeobacter (Alphaproteobacteria) and Desulfobacter, (Deltaproteobacteria), respectively. Based on these results, it is stated that the substrate type had greater influence than geographic location on the structure of bacterial communities.

Nos últimos anos, um estilo de vida celular vem ganhando destaque no mundo científico: o biofilme. O biofilme é uma comunidade celular em que as células permanecem aderidas a um substrato e envoltas em uma matriz de biopolímeros. Bactérias no estado de biofilme possuem algumas características alteradas, como o aumento da resistência a antibióticos e a facilidade de troca de genes de resistência, sendo um grande inconveniente na área médica e industrial. O patógeno humano Pseudomonas aeruginosa é uma bactéria gram-negativa causadora de infecções associadas a pacientes que apresentam o sistema imune debilitado, sendo muito comum em casos de fibrose cística. Além disso, P. aeruginosa é um organismo modelo no estudo de formação de biofilme, podendo produzir três tipos distintos de exopolissacarídeos: alginato, PSL e PEL. Devido ao pouco conhecimento do polissacarídeo PEL, a cepa P. aeruginosa PA14 vem sendo amplamente estudada, uma vez que essa é a única cepa em que PEL é o principal polímero responsável pela estabilidade da matriz de polissacarídeos. No processo de produção e exportação de PEL, sete proteínas são necessárias: Pel(A-G). Segundo predições computacionais e comparações com outros tipos de complexos biossintéticos de exopolissacarídeos, um modelo de arranjo molecular das proteínas Pel foi proposto, embora algumas proteínas não possuam uma função bem determinada no processo de síntese de PEL. Nesse contexto, o trabalho buscou estudar as proteínas envolvidas na formação de PEL para a melhor elucidação do mecanismo de ativação, produção e exportação desse polissacarídeo, com destaque para a enzima glicosiltransferase PelF e a investigação de uma possível interação de PelF com a proteína reguladora de produção do polissacarídeo, PelD, e a transportadora de membrana interna, PelG. Foram realizados diversos testes de interação entre PelF, PelG e construções solúveis de PelD por cromatografia de exclusão molecular, crosslinking e pull-down que não apresentaram interações entre tais construções, indicando que frações de membrana de PelD ou outros parceiros de interação podem ser necessários para a formação do complexo de síntese e exportação de PEL da membrana interna. Adicionalmente, mutantes de PelD sítio-dirigidos foram construídos em P. aeruginosa PA14 e tiveram sua capacidade de formação de biofilme avaliadas para investigação do mecanismo de ativação de PelD. A diminuição da formação de biofilme de mutantes de algumas regiões de PelD como a hélice S (resíduos 158-176), o core hidrofóbico ocupado pela hélice S e resíduos que estabilizam a ligação de c-di-GMP nos levou a propor um mecanismo de ativação desse importante regulador proteico de formação de biofilme em P. aeruginosa nunca descrito anteriormente. / In the last years, a cellular lifestyle has been in the spotlight in the scientific world: the biofilm. Biofilm is a cellular community in which cells are attached to a substrate and surrounded by a biopolymeric matrix. Bacteria in a biofilm lifestyle has some altered characteristics, as a higher antibiotics tolerance and facility in resistance genes exchange, turning them into a big problem in medical and industrial fields. The human pathogen Pseudomonas aeruginosa is a gram-negative bacterium which causes infections associated to patients with an impaired immune system, as frequently found in patients with cystic fibrosis. Moreover, P. aeruginosa is a model organism in biofilm formation studies, producing three distinct types of exopolysaccharides: alginate, PSL and PEL. Since there is few information about PEL polysaccharide, the strain PA14 has been broadly studied because this is the unique strain in which PEL is the main polymer that gives stability of the polysaccharide matrix. In the process of PEL production and exportation, seven proteins are required: Pel(A-G). Computational predictions and comparison with other similar exopolysaccharides biosynthetic complexes led to a model of molecular complex of Pel proteins, though some proteins do not have a clear role in the PEL synthesis process. In this context, the work aimed to study the proteins related to PEL synthesis for a better understanding of the mechanism of production and exportation of this polysaccharide, focusing on the glycosyltransferase PelF and the investigation of its possible interaction with PelD, the regulatory protein of the polysaccharide production, and PelG, the putative inner membrane transporter. Several interaction assays were performed with PelF, PelG and soluble constructs of PelD using size exclusion chromatography, crosslinking and pull-down. No interaction was detected, showing that membrane fractions of PelD or other interaction partners can be required to the inner membrane complex of synthesis and export of PEL. Additionally, site-directed mutants of PelD in P. aeruginosa PA14 were constructed to evaluate their biofilm formation ability and investigate PelD activation mechanism. Mutants in regions as S-helix (residues 158-176), hydrophobic core occupied by the S-helix and residues of c-di-GMP stabilization presented a decrease of biofilm formation compared to the wild type strain. Those results allowed us to propose an activation mechanism of this important regulator of biofilm formation in P. aeruginosa never described before.

Trabalho realizado no LEPAE-Laboratory for Process, Environmental and Energy Engineering - Department of Chemical Engineering - Faculty of Engineering, Univerty of Oporto / Tese de Doutoramento. Engenharia Química e Biológica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Made available in DSpace on 2014-08-13T14:50:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-07-19Bitstream added on 2014-08-13T18:00:53Z : No. of bitstreams: 1 000750764.pdf: 553502 bytes, checksum: d8b9b96b06bbcfe3fb747913ca8ae054 (MD5) / As peritonites são sérias e frequentes complicações em pacientes submetidos à terapia de reposição renal, principalmente na diálise peritoneal ambulatorial contínua (CAPD, “continuous ambulatory peritoneal dialysis”). As infecções fúngicas, embora menos frequentes que as bacterianas, estão associadas a uma maior taxa de morbidade e mortalidade, e normalmente tornam impossíveis a CAPD, devido à necessidade de remoção do cateter. Este trabalho visou caracterizar e identificar as peritonites fúngicas com o uso de métodos morfofisiológicos e moleculares, além de avaliar seus perfis de sensibilidade e produção de biofilme in vitro em pacientes submetidos à CAPD do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Botucatu. Foram avaliados trinta isolados de leveduras obtidos de episódios distintos de peritonites, que foram identificados por métodos morfofisiológicos (CHROMagar e auxanograma) e moleculares, tais como o sequenciamento de rDNA, perfil de restrição do gene SADH e padrão do intron do grupo I. Foram também realizados o perfil de sensibilidade antifúngica para as drogas anfotericina B, fluconazol, voriconazol e caspofungina pela técnica de microdiluição em caldo, seguindo o protocolo do CLSI M27-A3 e a produção de biofilme utilizando-se discos de silicone em reação com XTT (sal de tetrazol). Dos 30 isolados de leveduras, observou-se que as espécies de Candida parapsilosis foram as predominantes (n=10), seguida de Candida albicans (n=7), Candida tropicalis (n=6), Candida orthopsilosis (n=5), Candida guilliermondii (n=1) e Kodamaea ohmeri (n=1). Dentre os isolados de C. albicans, caracterizados pelo perfil de intron do grupo I, observou-se predomínio de genótipos do grupo A (n=5) e também a ocorrência de genótipos do grupo B (n=2). Todos os isolados foram sensíveis ao voriconazol e caspofungina, amostras de C.orthopsilosis (n=5), K.ohmeri (n=1), C.guilliermondii (n=1) e C. albicans (n=1) ...

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-08-13Bitstream added on 2014-06-13T18:50:38Z : No. of bitstreams: 1 tavares_ll_me_sjrp.pdf: 1771695 bytes, checksum: ae4d9f94fd6915f2e3ae8fda69b172e0 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O propósito deste estudo foi verificar alterações na estrutura e em algumas propriedades funcionais de biofilmes produzidos com zeína adicionados de argilas modificadas. As argilas modificadas Cloisite® 15A e Cloisite® 30B foram adicionadas na solução filmogênica sob agitação nas proporções de 1, 2 e 4% em relação à massa de zeína e os filmes formados pelo método “casting”. Ácido oléico e glicerol foram utilizados como agentes plasticizantes. Para a caracterização da microestrutura dos biofilmes foram realizadas as análises de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Ótica (MO) e Espectroscopia no Infravermelho (FTIR) e as propriedades funcionais avaliadas foram Opacidade, Solubilidade e Permeabilidade ao Vapor d’Água. Por meio das imagens obtidas na MEV observou-se que os acréscimos de argilas nos filmes resultaram na formação de uma microestrutura heterogênea, ou seja, estrutura de fase separada chamada de microcompósito ou tactóide, uma vez que as argilas não dispersaram no filme, o que proporcionou a formação de agregados. No entanto, por meio das imagens obtidas com a MO, observou-se uma distribuição uniforme dos glóbulos de lipídeos na matriz protéica, para todos os filmes. Em concordância com a característica da microestrutura dos filmes elaborados identificados na MEV, o FTIR foi capaz de identificar número de onda referente às argilas, indicando que a mesma não estabeleceu estruturação com a proteína, confirmando a formação de uma estrutura de fase separada tipo tactoide. Todos os filmes elaborados apresentaram maior opacidade quando comparados com o polietileno em razão da presença de pigmentos carotenóides. Pequenas diferenças na espessura das amostras e a quantidade de argila adicionada não influenciaram na transparência dos materiais. Os testes... / The purpose of this study was to evaluate changes in the structure and some functional properties of zein edible films added with modified clays. The modified clays Cloisite® 15A and Cloisite® 30B were added in the solution under agitation in the proportions of 1, 2 and 4% based on the weigh of zein. The films were formed pouring the solution on a surface to dry by casting method. Oleic acid and glycerol were used as plasticizer agents. Analyses of Scanning Electron Microscopy (SEM), Optical Microscopy (MO) and Infrared Spectroscopy (FTIR) were performed to characterize the microstructure of biofilms. The functional properties evaluated were opacity, solubility and permeability of water vapor. SEM images showed that the additions of clays in the films resulted in the formation of a heterogeneous microstructure, i.e. the phase separated structure called microcomposite or tactoids, since the clays were not dispersed in the film, which forms points of aggregates. However, the images obtained with MO showed an even distribution of lipids globules in the protein matrix, for all films. In agreement with the characteristic of the microstructure of the films showed by SEM, FTIR analyses pointed out the absence of wave number related to the clays, indicating that it was not established a really binding of the clays with the protein molecule. This confirms the formation of a material with phase separated, tactoid type. All the films prepared showed higher opacity when compared with polyethylene because of the presence of carotenoid pigments. Little differences in thickness of the samples and the amount of clay added did not influence the transparency of materials. Statistical mean tests of water solubility of the samples showed no differences among those films added with clay and the control. Water... (Complete abstract click electronic access below)

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-01-16T19:16:33Z No. of bitstreams: 1 AngelicaKercyaPereiraDeMendonca_DISSERT.pdf: 1253602 bytes, checksum: 20cdc99a948ce77b5113a3d59ba2e556 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-01-22T13:06:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AngelicaKercyaPereiraDeMendonca_DISSERT.pdf: 1253602 bytes, checksum: 20cdc99a948ce77b5113a3d59ba2e556 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-22T13:06:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AngelicaKercyaPereiraDeMendonca_DISSERT.pdf: 1253602 bytes, checksum: 20cdc99a948ce77b5113a3d59ba2e556 (MD5) Previous issue date: 2017-07-25 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / O controle qu?mico do biofilme dent?rio e da microbiota planct?nica atua como coadjuvante do controle mec?nico para fins de manuten??o e/ou restabelecimento da sa?de bucal. Nesse contexto, emergem os fitoter?picos com a finalidade de atuar como agentes antimicrobianos na cavidade oral. Diante disso, o presente estudo buscou avaliar a a??o antimicrobiana dos extratos da folha e da raiz da Turnera ulmifolia Linn. (chanana) e da folha da Passiflora edulis Flavicarpa Degener (maracuj?-amarelo) frente a bact?rias do g?nero streptococcus (Streptococcus mutans, Streptococcus oralis e Streptococcus sanguinis) e microrganismos superinfectantes (Pseudomonas aeruginosa e Enterococcus faecalis) do ambiente bucal. Para isso foram investigadas a Concentra??o Inibit?ria M?nima (CIM), a Concentra??o Inibit?ria M?nima de Ader?ncia (CIMA) e a Cin?tica Bactericida dos extratos mencionados, utilizando como controle o digluconato de clorexidina a 0,12%. No que diz respeito ? atividade inibidora de crescimento bacteriano dos extratos investigados, verificou-se que frente ao Streptococcus mutans, o extrato da folha da Turnera ulmifolia Linn se apresentou estatisticamente superior aos demais (p<0,05); com rela??o aos Streptococcus oralis e Streptococcus sanguinis, foi o extrato da folha da Passiflora edulis Flavicarpa Degener que exibiu resultados com signific?ncia estat?stica (p<0,05) e diante dos microrganismos superinfectantes, foi o extrato da raiz da Turnera ulmifolia Linn que apresentou os melhores resultados (p<0,05). Esses extratos vegetais mostraram halos de inibi??o variados, apresentando at? 22mm de di?metro. No tocante ao efeito antiaderente, todos os extratos testados apresentaram resultados positivos em diferentes dilui??es, para todos os microrganismos estudados, merecendo destaque apenas o efeito antiaderente do extrato da folha da Passiflora edulis Flavicarpa Degener frente aos Streptococcus oralis e Streptococcus sanguinis. Quanto ? Cin?tica Bactericida, os extratos bruto e dilu?dos testados n?o demonstraram atividade inibidora de crescimento bacteriano a partir de 4h de contato com nenhum dos microrganismos do estudo. Por?m, o digluconato de clorexidina a 0,12% se mostrou mais eficaz do que todos os referidos extratos para todos os testes realizados, exceto para o efeito antiaderente do extrato da folha da Passiflora edulis Flavicarpa Degener frente aos Streptococcus oralis e Streptococcus sanguinis, sendo esses ?ltimos superiores ao digluconato de clorexidina a 0,12%. Portanto, conclui-se que os extratos vegetais apresentam atividade inibidora de crescimento bacteriano, efeito antiaderente e potencial bactericida inferiores ao digluconato de clorexidina a 0,12% frente a todos os microrganismos estudados, exce??o feita somente ao efeito antiaderente do extrato da Passiflora edulis Flavicarpa Degener com rela??o aos Streptococcus oralis e Streptococcus sanguinis que parece ser superior ?quele do digluconato de clorexidina a 0,12% para os extratos investigados. / The chemical control of the dental biofilm and the planktonic microbiota acts as a coadjuvant of the mechanical control for maintenance and / or restoration of oral health. In this context, phytotherapics emerge with the purpose of acting as antimicrobial agents in the oral cavity. Therefore, the present study aimed to evaluate the antimicrobial action of leaf and root extracts of Turnera ulmifolia Linn (Chanana) and the leaf of the Passiflora edulis Flavicarpa Degener (yellow passion fruit) against bacteria of the genus Streptococcus mutans, Streptococcus oralis and Streptococcus sanguinis and superinfecting microorganisms (Pseudomonas aeruginosa and Enterococcus faecalis) from the oral environment. For this purpose, the Minimal Inhibitory Concentration (MIC), Minimum Inhibitory Adhesion Concentration (MIAC) and Bactericidal Kinetics of the mentioned extracts were investigated using 0,12% chlorhexidine digluconate as the control. As regards the bacterial growth inhibitory activity of the extracts investigated, it was verified that, in relation to Streptococcus mutans, Turnera ulmifolia Linn leaf extract was statistically superior to the others (p<0,05), in relation to Streptococcus oralis and Streptococcus sanguinis, was the extract of the leaf of the Passiflora edulis Flavicarpa Degener that showed results with statistical significance (p<0,05) and in front of the superinfecting microorganisms, was the root extract of Turnera ulmifolia Linn that presented the best results (p<0,05). These plant extracts showed varied inhibition halos, presenting up to 22mm in diameter. Regarding the anti-adherence effect, all the extracts tested showed positive results at different dilutions for all the microorganisms studied, with emphasis only on the non-stick effect of Passiflora edulis Flavicarpa Degener leaf extract against Streptococcus oralis and Streptococcus sanguinis. Regarding Bactericidal Kinetics, the crude and diluted extracts tested did not demonstrate bacterial growth inhibitory activity after 4 hours of contact with any of the microorganisms in the study. However, the chlorhexidine digluconate 0,12% was more effective than all the extracts for all tests, except for the non-stick effect of Passiflora edulis Flavicarpa Degener leaf extract front of Streptococcus oralis and Streptococcus sanguinis, and those higher than the 0,12% chlorhexidine digluconate. Therefore, it is concluded that plant extracts presents inhibitory activity of bacterial growth, non-stick effect and bactericidal potential lower than the 0,12% compared chlorhexidine gluconate to all microorganisms studied, except only to the non-stick effect of the extract of Passiflora edulis Flavicarpa Degener with respect to Streptococcus oralis and Streptococcus sanguinis which appears to be superior to that of the 0,12% chlorhexidine digluconate for the investigated extracts.

Orientador: Tsunao Matsumoto / Resumo: A aplicação do Reator de Biofilme Aerado em Membrana (MABR) no tratamento de esgotos apresenta como desafio o controle da espessura ótima do biofilme uma vez que elevadas espessuras impedem a transferência de oxigênio e de substratos paras as camadas que compõem o biofilme, findando no decaimento do desempenho do MABR. O objetivo central deste trabalho foi analisar o efeito da velocidade de recirculação sobre a eficiência de remoção de nutrientes e carbono orgânico, em um MABR operado em batelada sequencial com esgoto doméstico bruto. Com um volume de 20 L, o MABR continha um módulo de membranas com 0,08 m2m-3 de área específica, operando com ciclo de batelada de 12 horas. Foram monitorados os seguintes parâmetros: pH, temperatura, oxigênio dissolvido, nitrogênio amoniacal, nitrogênio total, nitrato, nitrito, DQO, fósforo e SSV. A taxa de remoção de amônia alcançada foi de até 75,17% e 62,5% na remoção de Nitrogênio Total para a velocidade de 11 cm/s. Nesta pesquisa houve pouca remoção do fósforo. Na remoção de carbono orgânico foram alcançadas eficiências em torno de 80% nas velocidades de recirculação de 6,3 e 11 cm/s. Assim, a melhor velocidade de recirculação para operação do MABR nas condições apresentadas neste trabalho, seria uma velocidade intermediária a 6,3 e 11 cm/s, na qual ocorreriam tanto a nitrificação e desnitrificação, pela permanência da camada anóxica, e a oxidação pelas heterótrofas. / Mestre

Submitted by Carla Corrêa Mendes Gouvêa (carla_cmendes@hotmail.com) on 2018-06-07T14:56:34Z No. of bitstreams: 1 Tese corrigida Carla Correa Mendes Gouvêa.pdf: 2438125 bytes, checksum: 89f73cd540d3d9b9bbdf46167a4ca374 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Rimoli de Oliveira null (anapaula@foa.unesp.br) on 2018-06-07T18:14:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 gouvea_ccm_dr_araca_int.pdf: 2438125 bytes, checksum: 89f73cd540d3d9b9bbdf46167a4ca374 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-07T18:14:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 gouvea_ccm_dr_araca_int.pdf: 2438125 bytes, checksum: 89f73cd540d3d9b9bbdf46167a4ca374 (MD5) Previous issue date: 2018-05-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O objetivo deste estudo foi sintetizar e caracterizar nanocompósitos formados por polifosfatos (trimetafosfato de sódio (TMP) ou hexametafosfato de sódio (HMP)) e flúor (F) associados à nanopartículas de prata. Esses nanocompósitos foram avaliados quanto à sua ação anti-biofilme de Candida albicans (ATCC 10231) e Streptococcus mutans (ATCC 25175) e seu potencial em inibir a desmineralização do esmalte dentário por meio de ensaio in vitro de ciclagem de pH. As nanopartículas de prata foram sintetizadas através da redução do nitrato de prata (1 ou 10%) pelo borihidreto de sódio (NaBH4) em meio isopropílico contendo trimetafosfato de sódio (TMP) ou hexametafosfato de sódio (HMP)) e flúor (F). Os nanocompósitos foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e por difração de raios-X, e também determinada a concentração inibitória mínima (MIC) contra células planctônicas de C. albicans e S. mutans. A efetividade contra biofilmes pré-formados de 24h dos nanocompósitos, foi testada em concentrações de 1x e 10x os valores de MIC (de 40μg Ag ml−1), avaliada através da quantificação de células cultiváveis (CFUs), da atividade metabólica (XTT) e da biomassa total (Cristal Violeta). Os nanocompósitos contendo 10% de Ag apresentaram maior efetividade antimicrobiana contra ambos os microrganismos, comparados aos nanocompósitos contendo 1% de prata. O biofilme de S. mutans foi mais suscetível aos nanocompósitos TMP ou HMP/AgNP que o biofilme de C. albicans, com reduções respectivas de 2,88-3,71 log10 e 0,45-1,43 log10. Os nanocompósitos permitiram uma diminuição de cerca de 75% da biomassa total e em torno de 90% da atividade metabólica em ambos os biofilmes. Para avaliação in vitro do potencial anticárie, foi sintetizado um novo nanocompósito contendo 0,2% de TMP, 100 ppm de flúor e 10% de Ag e caracterizado por microscopia eletrônica de transmissão (MET). Blocos de esmalte bovino (4 mm x 4 mm, n = 60) selecionados pela dureza superficial inicial (SHi) foram alocados em cinco grupos (n = 12): água deionizada (Placebo), 100 ppm F (100F), 225 ppm F (225F), 100 ppm F + 0,2% TMP (100F/TMP) e 100 ppm F + 0,2% TMP + 10% Ag (100F/TMP/Ag). Os blocos foram tratados 2x ao dia com as soluções e submetidos a cinco ciclos de pH (soluções des e remineralizadora) à 37° C. Em seguida, determinou-se a dureza superficial final (SHf) e a dureza subsuperficial integrada (ΔKHN), e a concentração de fluoreto (F) e cálcio (Ca) no esmalte. A efetividade desse nanocompósisto (100F/TMP/Ag) contra a formação de biofilmes simples e misto de C. albicans (ATCC 10231) e S. mutans (ATCC 25175) foi avaliada por meio da contagem de unidades formadoras de colônias (CFUs). Os biofilmes foram também analisados por microscopia eletrônica de varredura (MEV). A dureza superficial (% SH) foi similar nas amostras tratadas com soluções contendo 225F, 100F/TMP e 100F/TMP/Ag (p> 0,001). Além disso, a capacidade de reduzir o corpo da lesão (ΔKHN) foi maior em 110F, 225F, 100F/TMP e 100F/TMP/Ag (p <0,001) na área A (5-20 μm) e na área B somente com 225F e 100F/TMP. O grupo 100F/ TMP/Ag apresentou maior desmineralização na área B (20-130 μm) (p <0,001). A concentração de F da solução 100F/TMP/Ag foi semelhante a 225F (p <0,001). Os grupos 100F, 225F, 100F/TMP e 100F/TMP/Ag apresentaram a maior e similar concentração de Ca (p> 0,001). A dureza superficial (% SH) foi similar nas amostras tratadas com soluções contendo 225F, 100F / TMP e 100F / TMP / Ag (p> 0,001). Além disso, a capacidade de reduzir o corpo da lesão (ΔKHN) foi maior em 110F, 225F, 100F / TMP e 100F / TMP / Ag (p <0,001) na zona A (5-20 μm) e na zona B apenas com 225F e 100F / TMP. O grupo 100F / TMP / Ag apresentou maior desmineralização na zona B (20-130 μm) (p <0,001). A concentração de F da solução 100F / TMP / Ag foi semelhante a 225F (p <0,001). Os grupos 100F, 225F, 100F / TMP e 100F / TMP / Ag apresentaram a maior e a mesma concentração de Ca (p> 0,001).Embora a solução 100F/TMP/Ag tenha apresentado valores mais baixos de áreas profundas do que a solução contendo 225 ppm F, o nanocompósito foi capaz de inibir a desmineralização da superfície do esmalte. Estes nanocompósitos demonstraram atividade antimicrobiana significativa, especialmente contra S. mutans, e podem ser considerados uma alternativa potencial para novos biomateriais odontológicos, visando a prevenção ou tratamento de lesões cariosas. / The aim of this study was to synthesize and characterize nanocomposites formed polyphosphates (sodium trimetaphosphate (TMP) or sodium hexametaphosphate (HMP)) and fluoride (F) associated with silv er nanoparticles. The anti - biofilm activity of the nanocomposites were evaluated against Candida albicans (ATCC ATCC 10231) and Streptococcus mutans (ATCC 25175) . as well as their potential in inhibiting demineralization and increasing the remineralizatio n of dental enamel by in vitro pH cycling assay. Silver nanoparticles were synthesized by reduction of silver nitrate (1 or 10%) by sodium bor ohydride (NaBH 4 ) in isopropylic medium containing sodium trimetaphosphate (TMP) or sodium hexametap hosphate (HMP)) and fluoride (F) . The nanocomposites were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and X - ray diffraction. The minimum inhibitory concentration (MIC) of the nanocomposites was determined against planktonic cells of C. albicans and S. mutans . Eff ect iveness of preformed 24 - hour biofilms of nanocomposites at 1x and 10x MIC values was assessed by quantifying viable cells (CFUs), metabolic activity (XTT) and total biomass (Crystal Violet). The nanocomposites containing 10% Ag showed higher antimicrobia l effectiveness against both microorganisms compared to nanocomposites containing 1% silver. The S. mutans biofilm was more susceptible to the TMP or HMP - AgNP nanocomposites than the C. albicans biofilm, with respective reductions of 2.88 - 3.71 log 10 and 0. 45 - 1.43 log 10 . The nanocomposites allowed a reduction of about 75% of the total biomass and about 90% of the metabolic activity in both biofilms. For the in vitro evaluation of the anticaries potential, a new nanocomposite containing 0.2% TMP, 100 ppm fluo rine and 10% Ag was synthesized and characterized by transmission electron microscopy (TEM). B ovine enamel blocks (4 mm x 4 mm, n = 60) selected by initial surface hardness (SHi) were allocated in five groups (n=12): deionized water (Placebo ), 100 ppm F (1 00 F), 225 ppm F (225 F), 100 ppm F + 0.2% TMP (100 F / TMP) and 100 ppm F + 0.2% TMP + 10% Ag (100F / TMP / Ag). The blocks were treated 2x daily with the solutions and subjected to five pH cycles (deismineralizang and remineralizing solutions) at 37 ° C. Then, the final surface hardness (SHf) and integrated subsurface hardness ( Δ KHN), the concentration of fluoride (F) and calcium (Ca) in the enamel was determined. The effectiveness of this nanocomposite (100F / TMP / Ag) against the formation of single an d mixed biofilms of C. albicans (ATCC 10231) and S . mutans (ATCC 25175) was evaluated by the count ing colony forming units (CFUs). Biofilms were also analyzed by scanning electron microscopy (SEM). Similar values of % SH wer e observed for groups 225F, 100F /TMP and 100F/TMP Ag (p> 0.001). The 225F, 100F/TMP and 100F/TMP/Ag solutions showed capacity to reduce the lesion body (ΔKHN) in the depth of 5 - 20 μm. F concentration was similar in the enamel for the 100F/TMP/Ag and 225F (p> 0.001). The groups 100F, 225F, 100F/TMP and 100F/TMP/Ag presented the highest and the same concentration of Ca (p> 0.001). In relation to viable cells 100F/TMP/Ag nanocomposite promoted significant log reductions in the number of CFUs of S. mutans , of 5.42 and 4.46 log 10 respectivel y in single and mixed biofilms and C. albicans was mor e resistant. SEM images confirmed these results. The surface hardness (% SH) was similar in the samples treated with solutions containing 225F, 100F/TMP and 100F/TMP/ Ag (p> 0.001). In addition, the abil ity to reduce the lesion body (ΔKHN) was greater in 110F, 225F, 100F / TMP and 100F/TMP/ Ag (p <0.001) in zone A (5 - 20 μm) and in zone B only with 225F and 100F/TMP. The 100F/TMP/ Ag group showed greater demineralization in zone B (20 - 130 μm) (p <0.001). The F concentration of the 100F /TMP/ Ag solution was similar to 225F (p <0. 001). Groups 100F, 225F, 100F/ TMP and 100F /TMP/ Ag showed the highest and the same concentration of Ca (p> 0.001).Although the 100F/TMP/Ag solution yielded lower values of lesion deep ar eas than the solution containing 225 ppm F, but the nanocomposite was able to inhibit demineralization of surface of enamel. These compounds have demonstrated significant antimicrobial activity, especially against S. mutans , and can be considered a potenti al alternative for new dental bio materials , aiming at the prevention or treatment of carious lesions .

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Agrarias, Programa de Pós-graduação em Ciência dos Alimentos, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T05:09:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 290414.pdf: 4637599 bytes, checksum: a288eb2fbc3c11da74a4034b6ed07866 (MD5) / O objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar biofilmes de gelatina com ácidos graxos e surfactantes e verificar sua eficiência na conservação pós-colheita de frutos de mirtilo cv. Clímax. Os biofilmes de gelatina compostos com diferentes proporções de ácido esteárico, benzoato de sódio, Tween 20, Tween 80 e plastificados com glicerol foram avaliados em suas características estruturais, morfológicas, propriedades mecânicas e térmicas. Observaram-se os frutos de mirtilo cobertos com biofilmes e armazenados a 5°C e umidade relativa 75 - 80% durante 30 dias, com retiradas de amostra no início do experimento e a cada 5 dias. Foram avaliados perda de massa, sólidos solúveis totais (SST), pH, acidez total titulável (ATT) e relação SST/ATT nos frutos de mirtilo durante o armazenamento. Os filmes foram caracterizados quanto às suas propriedades térmicas (calorimetria exploratória diferencial - DSC), estruturais por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e morfológicas através de microscopia eletrônica de varredura (MEV). As propriedades mecânicas, tensão máxima e deformação de ruptura, foram também investigadas, bem como as propriedades de permeabilidade a vapor d'água, CO2, transparência e solubilidade em água. As análises de DSC indicaram um certo grau de imiscibilidade dos componentes emulsionados pela observação de alguns picos endotérmicos. Os espectros de infravermelho por transformada de Fourier apresentaram a identificação de bandas de amida I e II, CH3, CH e OCO e indicaram interações químicas entre a gelatina e o ácido esteárico. As micrografias dos filmes com a presença de ácido esteárico mostraram claramente a presença de partículas lipídicas cristalizadas na matriz filmogênica, evidenciando a não completa incorporação do ácido esteárico na matriz protéica. No entanto, as propriedades mecânicas não seguiram nenhuma tendência em relação ao teor de ácido esteárico e a deformação de ruptura variou em função do aumento da umidade relativa a 62%. Por outro lado, a presença do ácido esteárico apresentou um coeficiente de permeabilidade de vapor d'água menor que os filmes com gelatina e surfactantes, devido à propriedade de barreira do componente lipídico. No que se refere à permeabilidade de CO2, esta foi menor nos filmes sem adição de acido esteárico. Esta seletividade ao CO2 pode ser atribuída à melhor solubilidade de CO2 na matriz lipídica do filme composto com ácido esteárico. A transmitância das amostras na região do ultravioleta (210nm) foi menor que na região do visível (500nm), indicando que filmes de gelatina têm uma boa habilidade preventiva contra a radiação ultravioleta. A solubilidade dos filmes em água apresentou um comportamento atípico. Os biofilmes de gelatina promoveram uma barreira significativa na perda de água dos frutos de mirtilo e, consequentemente, na redução da perda de massa quando comparados aos frutos denominados de controle. Nas condições experimentais a que foram submetidos, os frutos de mirtilo cv. Clímax permaneceram aptos para o consumo in natura até 15 dias em armazenamento, mantendo o aspecto visual, sem perda de atratividade para comercialização. / The aim of this study was to develop and characterize gelatin biofilms with fatty acids and surfactants and verify their efficiency in postharvest conservation of blueberry fruit cv. Climax. Biofilms composed of gelatin with different proportions of stearic acid, sodium benzoate, Tween 20, Tween 80 and plasticized with glycerol were evaluated on their structural and morphological characteristics, besides their mechanical and thermal properties. Blueberries were observed when covered with biofilm and stored at 5°C and relative humidity 75-80% during 30 days, with samples taken at the beginning of the experiment and every 5 days. Mass loss, total soluble solids (TSS), pH, total acidity (TTA) and TSS / TTA were assessed in the fruit during storage. The films were characterized according to their thermal properties (differential scanning calorimetry - DSC), structural properties by infrared spectroscopy with Fourier transform - FTIR infrared spectroscopy and morphological properties by electronic scanning microscopy - SEM. The mechanical properties (maximum tension and strain at break) were also investigated, as well as properties of permeability to water vapor , CO2, transparency and water solubility. The DSC analysis indicated a degree of immiscibility of the components emulsified by the observation of some endothermic peaks. The infrared spectra by Fourier transform showed the identification of amide I and II, CH3, CH, OCO and they indicated chemical interactions between the gelatin and stearic acid. The micrographs of the films in the presence of stearic acid clearly showed the presence of lipid particles crystallized in the filmogenic matrix, showing the non-full incorporation of stearic acid in the protein matrix. However, the mechanical properties did not follow any tendency in relation to the stearic acid content, strain at break varied according to the increasing relative humidity to 62%. On the other hand, the presence of stearic acid had a smaller permeability coefficient of water vapor than the films with gelatin and surfactants because of the barrier property of the lipid component. Concerning the permeability of CO2, it was smaller in the films without the addition of stearic acid, the selectivity to CO2 could be ascribed to a better solubility of CO2 in the lipid matrix of the film composed by stearic acid. The transmittance of the samples in the ultraviolet region (210nm) was lower than in the visible region (500nm), indicating that films made from gelatin have a good preventive ability against ultraviolet radiation. The solubility of the films in water showed an atypical behavior. Gelatin biofilms promoted a significant barrier to water loss of blueberry and consequently to the reduction of mass loss when compared to the fruit denomined of control type. Under the experimental conditions they were submitted, the blueberries cv. Climax remained suitable for fresh consumption up to 15 days in storage, while maintaining the visual aspect, without any loss of attractiveness for commercialization.