Os óleos essenciais e a própolis vermelha são reconhecidos pela atividade antimicrobiana e capacidade antioxidante, e têm sido utilizados em filmes à base de biopolímeros como agentes ativos. O objetivo geral desta tese foi o desenvolvimento de filmes à base de gelatina contendo extrato etanólico de própolis vermelha (EEP) e óleo essencial de cravo (OE cravo), de manjericão (OE manjericão) ou de hortelã (OE hortelã), e aplicação na conservação de carne bovina moída. O EEP e OE´s foram caracterizados em relação ao conteúdo de fenóis totais, atividade antioxidante (ABTS e DPPH) e atividade antimicrobiana contra bactérias Gram (+) S. aureus, L. monocytogenes e bactérias Gram (-) E. coli e S. enteritidis. Foram elaborados filmes com diferentes concentrações de OE´s (8 tratamentos) seguindo um delineamento experimental simplex com dois componentes, e quatro filmes controles: gelatina; gelatina e EEP, gelatina e OE cravo, gelatina e OE manjericão. Os filmes foram caracterizados em relação a conteúdo de fenóis, capacidade antioxidante, atividade antimicrobiana, umidade e solubilidade, propriedades mecânicas (tração e perfuração), propriedades óticas e barreira à luz, permeabilidade ao vapor de água (PVA). Também foram realizadas análises por espetroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), por difração de raios x (DXR), por calorimetria diferencial de varredura (DSC), e por microscopia eletrônica de varredura (SEM) e microscopia de força atômica (AFM). O filme ativo que apresentou melhor atividade antimicrobiana e capacidade antioxidante e os filmes controles, foram acondicionados a 4 °C e 58%UR por quatros semanas para avaliação da estabilidade antioxidante e antimicrobiana. Amostras de carne bovina moída foram recobertas com o filme ativo e filmes controles, e acondicionadas a 4 ± 2 °C por 10 dias, com avaliações nos dias 0, 3, 7 e 10 de parâmetros cromáticos, índice de peróxidos (IP) e atividade antimicrobiana frente a coliformes totais, aeróbios mesófilos e S. aureus. Observou-se que o EEP apresentou capacidade antioxidante e atividade antimicrobiana, dependentes do tratamento de extração. Foram adicionados no filme de gelatina o EO cravo e OE manjericão por apresentarem atividade antimicrobiana e capacidade antioxidante maior que OE hortelã. A adição de EEP e OE´s na matriz de gelatina proporcionou um aumento no conteúdo de fenóis totais nos filmes. As propriedades mecânicas foram alteradas com a adição dos OE´s e propriedades óticas e barreira a luz UV-Vis pela adição de EEP. A umidade, solubilidade, PVA não foram modificadas drasticamente com a adição dos compostos ativos. Propriedades térmicas, cristalinidade e os resultados das análises espectrofotométricas FTIR apresentaram discretas modificações. O filme ativo e filmes controles diminuíram o crescimento microbiano nas amostras de carne bovina moída comparado com à amostra controle, além de apresentar diminuição no IP ao longo do tempo. Pode-se concluir que a adição de EEP e OE´s melhorou algumas propriedades físicas, além de conferir atividade antimicrobiana e antioxidante aos filmes de gelatina que podem ser aplicados na conservação de alimentos de baixa ou intermediária umidade e susceptíveis à oxidação lipídica. / Essential oils and red propolis are recognized by its antimicrobial activity and antioxidant capacity, and have been used in films based on biopolymers as active agents. The general objective of this thesis was the development of gelatin-based films added with red propolis ethanolic extract (EEP) and essential oil of clove (OE clove), basil (OE basil) and mint (OE mint), and its application for conservation of ground beef. The EEP and OE\'s were characterized in relation to the total phenol content, antioxidant capacity (ABTS and DPPH) and antimicrobial activity against Gram (+) bacteria S. aureus, L. monocytogenes and Gram (-) bacteria E. coli and S. enteritidis. Films with different concentrations of EO clove and EO basil (8 treatments), following a simplex experimental design with two components, and four control films were prepared: gelatin, gelatin and EEP, gelatin and OE clove, gelatin and OE basil. The films were characterized in relation to phenols content, antioxidant capacity, antimicrobial activity, moisture and solubility, mechanical properties (tensile strength and puncture tests), optical properties and light barrier, water vapor permeability (WVP). Moreover, analyses were performed by fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), by X-ray diffraction (DXR), by differential scanning calorimetry (DSC), and by scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). The active film that showed better antimicrobial and antioxidant capacity and controls films were stored at 4 °C and 58% RH for four weeks to evaluate antioxidant and antimicrobial stability. Ground beef were coated with active film and controls films and conditioned at 4 ± 2 ° C for 10 days, with evaluations on days 0, 3, 7 and 10 of the color parameters, peroxide value (PV) and antimicrobial activity against total coliforms, aerobic mesophiles and S. aureus. The EEP presented antioxidant capacity and antimicrobial activity, depending on the extraction treatment. OE clove and OE basil were added to the gelatin film because they presented antimicrobial activity and antioxidant capacity higher than OE mint. The addition of EEP and OE\'s in the gelatin matrix provoked an increase in the content of total phenols in films. The mechanical properties were altered with the addition of OE\'s and optical properties and UV-Vis light barrier by addition of EEP. The moisture, solubility, PVA did not change strongly with the addition of the active compounds. Thermal properties, crystallinity and FTIR spectrophotometric results presented slight modifications. The active film and control films decreased the microbial growth in ground beef samples compared to the control sample, besides showing decrease in the PV over time. It can be concluded that the addition of EEP and OE\'s improved some physical properties, besides conferring antimicrobial and antioxidant activity to the gelatin films that can be applied in the preservation of foods of low or intermediate moisture and susceptible to lipid oxidation.

Diversos biomateriais podem ser aplicados como suportes na imobilização de células totais de fungos filamentosos ou enzimas isoladas, visando a manutenção e o prolongamento da atividade enzimática em processos biocatalíticos. Exemplos promissores de biomateriais são a fibroína da seda e o alginato de sódio. A fibroína é um material protéico com alta estabilidade térmica, elasticidade, resistência à tensão, não sofre ataque microbiano, baixo custo de purificação e alta tenacidade, o alginato é um biopolímero versátil, devido a suas propriedades gelificantes em soluções aquosas. Assim, neste trabalho empregou-se micélios do fungo derivado de ambiente marinho, Penicillium citrinum CBMAI 1186, livres e imobilizados em biopolímeros (fibra de algodão, fibra de fibroína da seda e fibra de paina) na biorredução quimiosseletiva, regiosseletiva e enantiosseletiva da ligação α,β-C=C de enonas α,β-, α,β,γ,δ- e di-α,β-insaturadas previamente sintetizados pela a reação de condensação aldólica. Foi possível a utilização do fungo P. citrinum CBMAI 1186 na redução quimiosseletiva, regiosseletiva e enantiosseletiva da ligação dupla carbono-carbono de sistemas α,β-insaturados. A imobilização do fungo P. citrinum CBMAI 1186 em biopolímeros (algodão, fibroína da seda, paina e quitosana) permitiu a prolongamento da atividade celular do fungo. O protocolo desenvolvido foi capaz de obter compostos até então descritos apenas por síntese clássica. Também foi realizado reações de resolução enzimática de derivados de haloidrinas por diferentes lipases microbianas de: Pseudomonas fluorescens, Candida cylindracea, Rhizopus niveus e Aspergillus niger. A lipase de P. fluorescens foi imobilizada em esferas de fibroína do bicho da seda (método 1, via adsorção) e em blenda com alginato de cálcio (método 2, via encapsulação) em diferentes condições, tais como, variação de solvente, variação da quantidade de enzima imobilizada e tempo de reação. As condições otimizadas foram empregadas em diferentes haloidrinas, rendendo elevados excessos enantioméricos (ee > 99%) e alta razão enanantiomérica (E > 200) para os produtos acetilados. Foi possível desenvolver um protocolo simples, barato e prático para a síntese enantiosseletiva de haloidrina reforçando a versatilidade da fibroína e do alginato como suportes de imobilização para catalisadores heterogêneos. Também foi possível utilizar a lipase imobilizada (método 2) na reação de transesterificação para obtenção do biodiesel etílico. As melhores condições para o bom funcionamento do biocatalisador foram: 30% do biocatalisador, 20% de n-hexano, relação óleo e etanol de 1:4 a 32 ºC por 48 h em agitação magnética (400 rpm). Essas condições permitiram a formação de 42% de rendimento do biodiesel etílico. O biocatalisador apresentou algumas limitações reacionais, tais como, fragilidade frente a elevadas temperaturas (> 32 ºC) e prolongado tempo de agitação magnética. Porém, permaneceu apto no meio por 4 ciclos consecutivas. Conclui-se que os biomateriais (fibroína, alginato e quitosana) podem ser utilizados como alternativas versáteis na imobilização de micélios de fungos filamentoso e de enzimas isoladas para aplicações em biocatalíticas. / Various biomaterials have been used as matrices for immobilization of whole filamentous fungi or isolated enzymes in order to maintain and extend enzyme activity in biocatalytic processes. Promising examples of biomaterials include silk fibroin and sodium alginate. Fibroin is a protein with high thermal stability, elasticity, and tensile strength; the ability to resist microbial attacks; and low purification costs. Owing to its gelling properties in aqueous solutions, alginate is a versatile biopolymer. In this work, we used the mycelia of a marine fungus, Penicillium citrinum CBMAI 1186, in the free form as well as immobilized in biopolymers (cotton fiber, silk fibroin, and kapok fiber) for the chemoselective, regioselective, and enantioselective bioreduction of the α,β-C=C bond of unsaturated α,β-, α,β,γ,δ-, and di-α,β-enones previously synthesized by aldol condensation. P. citrinum CBMAI 1186 successfully performed chemoselective, regioselective, and enantioselective reduction of the double carbon-carbon bond in unsaturated α,β-systems. Immobilization of P. citrinum CBMAI 1186 in biopolymers (cotton, silk fibroin, kapok fiber, and chitosan) prolonged the biocatalytic activity of the fungus. This protocol could be used to obtain compounds that have until now only been produced using classic synthesis methods. Enzymatic resolution of derivatives of halohydrins by lipases from Pseudomonas fluorescens, Candida cylindracea, Rhizopus niveus, and Aspergillus niger was also carried out. P. fluorescens lipase was immobilized in silk fibroin spheres (method 1, via adsorption) and in a calcium alginate blend (method 2, via encapsulation) under different conditions, i.e., different solvents, quantity of immobilized enzyme, and reaction time. The optimized conditions were used to resolve different halohydrins, and the acetylated products were obtained at high enantiomeric excess (ee > 99%) and high enantiomeric ratio (E > 200). A simple, inexpensive, and convenient protocol was developed for the enantioselective synthesis of halohydrins. The results highlight the versatility of fibroin and alginate as immobilization matrices for heterogeneous catalysts. The lipase immobilized by method 2 was also used in a transesterification reaction to obtain ethyl biodiesel. The optimum conditions for biocatalysis were: 30% biocatalyst, 20% n-hexane, and oil-to-ethanol ratio of 1:4 at 32°C for 48 h on a magnetic stirrer (400 rpm). Under these conditions, the yield of ethyl biodiesel reached 42%. Biocatalysts have some limitations, such as low stability at temperatures > 32°C and prolonged time of magnetic stirring. However, the catalysts remained active for 4 consecutive cycles. In conclusion, biomaterials (fibroin, alginate, and chitosan) can be used as versatile alternatives for immobilization of fungal mycelium and isolated enzymes for use in biocatalysis.

Poli-hidroxialcanoatos (PHA) são poliésteres naturais, acumulados por muitas bactérias sob condições de estresse nutricional, que atuam como reserva de carbono e energia. No Brasil, o bagaço de cana-de-açúcar é um importante resíduo lignocelulósico que ainda contém açúcares, podendo servir como precursores de outros produtos como os PHA. Em mistura de açúcares, diversas bactérias consomem preferencialmente a glicose depois os outros açúcares. Esta resposta é denominada repressão catabólica (RC). Neste trabalho foram estudadas estratégias pra reduzir o processo de RC, para que os açúcares em mistura sejam consumidos simultaneamente e inserir genes que permitam a síntese de polihidroxialcanoatos (PHA) em E. coli VH33 e W3110. O meio M9 sem suplementação foi selecionado e foi utilizado em ensaio de acúmulo em biorreator. Neste ensaio a linhagem mutante VH33 pSK-::phaCABCn chegou a acumular um pouco mais de 27% de sua biomassa seca em forma de PHA. Ao fazer a análise de fluxos metabólicos foi observado que a linhagem já estava em sua capacidade máxima teórica. Nestes ensaios a repressão catabólica ainda estava presente. Foram realizados ensaios em biorreator com hidrolisado do bagaço de cana- de- açúcar, porém a bactéria não foi capaz de crescer. / Polyhydroxyalkanoates (PHA) are natural polyesters accumulated by many bacteria under nutritional stress conditions; with the role of as carbon and energy sources. In Brazil, the sugarcane bagasse is an important lignocellulosic crop that can be used as precursors for other products, for instance, PHAs. E. coli are capable to select, in a mixture of sources of carbon, that promotes the best bacterial growth rate. This phenomenon is known as catabolite repression (CR). The aim of this work is to create strategies to reduce the repression catabolite process. During this project, sugar mixtures have been simultaneously consumed. Genes were inserted in E. coli VH33 and the wild type W3110. The M9 medium without supplementation was selected and used to accumulate bioreactor assay. The mutant strain VH33 pSK-::phaCABCn accumulated up to 27% of PHA. In the metabolic flux analysis, it was observed that LFM 862 strain was already in the theoretical maximum capacity. The catabolic repression was practically abolished in this assay. Bioreactor assays were made using sugarcane hydrolysate, but the strain was not capable to grow.

Os plásticos, polímeros geralmente derivados de petróleo com características bastante atraentes e valor baixo estão presentes em quase todos os objetos produzidos pelos homens, desde consumo doméstico até produtos de alta tecnologia. Em 2015, aproximadamente 320 milhões de toneladas de plásticos foram produzidas e a estimativa é que este consumo continue aumentando até 2020. No entanto, cerca de 60% do que é produzido, são plásticos não biodegradáveis, os quais são persistentes ambientalmente, afetando negativamente diversos seres vivos, inclusive os seres humanos. Diante deste cenário, e como alternativa ambientalmente correta, podemos fazer uso de biopolímeros, em especial o polihidroxibutirato (PHB). O PHB é um homopolímero biodegradável, biocompatível e possui características similares às do polipropileno, podendo servir como potencial substituto a esse polímero derivado de petróleo. No entanto, o PHB ainda não está difundido no nosso cotidiano, porque apresenta alto custo de produção e purificação, principalmente devido aos substratos utilizados, que na maioria das vezes são açúcares e chegam a representar 30% do preço final do produto. Visando diminuir o preço de produção, o objetivo deste trabalho é produzir o PHB utilizando bactérias metilotróficas, isoladas de ambiente estuarino e capazes de consumir metanol. Após isolamento seletivo, duas bactérias do gênero Methylobacterium sp. foram isoladas e identificadas por biologia molecular e espectrometria de massas (MALDI-TOF). A produção de PHB foi estudada em frascos agitados sem quaisquer ajustes de condições físico-químicas por um período de 168 horas sob 28 ºC e 180 RPM em agitador orbital de bancada e também em biorreator sob 28 °C, 180 RPM e pH 7,0 durante 96 horas. Os melhores resultados foram obtidos por M. extorquens sem ajuste de condições físico-químicas, tendo atingido produtividade do produto de 125 mg.L-1 e acúmulo de 30% de PHB em biomassa. M. rhodesianum obteve produtividade do produto de 38 mg.L-1 em seu melhor resultado, porém é uma produtora em potencial de polietileno glicol a partir de metanol. / Plastics, usually petroleum-derived polymers that have attractive characteristics and low price, are present in literally almost all products produced by humans. They are present since from home consuming to high technology products. In the year of 2015 approximately 320 million tons of plastics were produced and is estimate this consumption will continue to increase until 2020. However, about 60% of this production is non-biodegradable plastics, which makes them environmentally persistent, affecting negatively several living beings including humans. Considering this scenario, and as an environmentally correct alternative, we can make use of biopolymers, especially polyhydroxybutyrate (PHB). PHB is a biodegradable, biocompatible homopolymer and has characteristics similar to those of polypropylene, which may serve as a potential substitute for this petro derivative polymer. However, PHB is still not widespread in our daily lives, once has a high cost of production and purification, mainly due to the substrates used, which in most cases are sugars, and they can represent 30% of the final price of the product. In order to decrease the price of production, this work aims to produce PHB using methylotrophic bacteria, isolated from an estuarine environment and capable of consuming methanol. After a selective isolation, two bacteria of the genus Methylobacterium sp. were isolated and identified by molecular biology and mass spectrometry (MALDI-TOF). PHB production was studied in shake flasks without any physical-chemical adjustments for a 168 hour period under 28 ºC and 180 RPM in a rotary shaker and also in bioreactor under 28 °C, 180 RPM and pH 7.0 for 96 hours. The best results were obtained by M. extorquens without adjustment of physical-chemical conditions, reaching a product productivity of 125 mg.L-1 and accumulation of 30% of PHB in biomass. M. rhodesianum obtained product productivity of 38 mg.L-1 at its best result, but is a potential producer of polyethylene glycol from methanol.

A produção de PHAMCL por Pseudomonas putida IPT 046 em cultivo contínuo sob limitação múltipla de nutrientes foi estudada, utilizando glicose e frutose como fontes de carbono. O estudo da limitação em nitrogênio, fósforo e simultânea de nitrogênio e fósforo para indução de acúmulo de polihidroxialcanoato, apontou que maiores valores de polímero foram acumulados quando fósforo foi o nutriente limitante (70%). Limitação em nitrogênio resultou no máximo em 40% de polímero. A limitação simultânea de nitrogênio e fósforo resultou em 68% de polímero, menor consumo de oxigênio para gerar células e maior fator de conversão de fonte de carbono em polímero (0,19 g/g) quando comparado com a limitação em fósforo, 0,16 g/g, ou à limitação em nitrogênio, 0,10 g/g. Oxigênio utilizado para manutenção das células não dependeu do tipo de limitação e dos valores das vazões específicas de alimentação. Um modelo metabólico foi proposto, ajustando aos dados experimentais na condição de limitação em nitrogênio. / Multiple nutrient limited growth of Pseudomonas putida IPT 046 was studied in chemostat culture from glucose and fructose as carbon source. Nitrogen, phosphorus and both nitrogen and phosphorus limitation was performed in order to accumulate medium-chain-length polhydroxyalkanoate. Phosphorus limitation resulted in higher polymer content accumulated (70%). Nitrogen limited assays achieved only 40% of polymer. Nitrogen and phosphorus simultaneous limitation resulted in 68 % polymer content, less oxygen demand to synthesize cells and best yields of carbon into polymer (0,19 g/g) when compared with 0,16 g/g on phosphorus limitation and 0,10 g/g on nitrogen limitation. Oxygen demand for maintenance is the same, independent of limitation strategy or dilution rate performed. A metabolic pathway model was proposed and fitted with nitrogen limited experimental data.

Os Polihidroxialcanoatos (PHAs) são poliésteres naturais, acumulados por diversos microorganismos como reserva de carbono e energia, sendo hoje considerados a melhor alternativa para o plástico tradicional, devido às suas propriedades biodegradáveis e biocompatíveis. Escherichia coli é considerada um hospedeiro ideal para a produção de PHAs, devido a várias vantagens sobre outros microrganismos. Linhagens de Escherichia coli foram avaliadas com o intuito de escolher aquela que apresentasse as melhores características como hospedeira dos genes envolvidos na produção dos PHAs. A linhagem E. coli LS5218 apresentou os melhores resultados de consumo das diferentes fontes de carbono avaliadas, assim como as melhores velocidades de crescimento. Esta linhagem tem a capacidade de produzir, além do P3HB, o copolímero P3HB-co-3HV. Os resultados obtidos a partir dos cultivos em frascos agitados demonstraram que a linhagem E. coli LS5218 consegue produzir P3HB, correspondendo a cerca de 40% da massa seca celular. A limitação do crescimento nos cultivos em biorreator, mediante o controle da velocidade de alimentação da fonte de carbono e nitrogênio, favoreceu a síntese e acúmulo do polímero. A análise de fluxos metabólicos indicou que existe uma considerável perda de carbono na forma de CO2, devido ao suprimento de NADPH pela isocitrato desidrogenase. A análise de modos elementares aponta que, para se atingir desempenhos melhores, o fluxo na via das pentoses deveria ser aumentado significativamente, de forma a que todo o NADPH para biossíntese de P3HB fosse suprido por essa via, e, que o fluxo no ciclo de Krebs deveria ser o menor possível, suprindo apenas a demanda de precursores para a biossíntese de biomassa residual. Finalmente, foi possivel obter, embora em pequenas quantidades, acúmulos do copolimero a partir de E. coli LS5218 expressando os genes de C. necator. A partir destes resultados, fica evidente que a utilização da linhagem LS5218 é interessante sob o ponto de vista industrial, devido ao fato de ela utilizar eficientemente fontes de carbono, e ter a capacidade de acumular o P3HB e seu copolímero P3HB-co-3HB. / The Polyhydroxyalkanoates (PHAs) are natural polyesters accumulated by several microorganisms as a source of carbon and energy, now considered as the best alternative to the traditional plastic due to their biocompatible and biodegradable properties. Escherichia coli is considered an ideal host for the production of PHAs, due to several advantages over other microorganisms. Escherichia coli strains were evaluated in order to choose the one that presented the best characteristics as a host of genes involved in the production of PHAs. The strain E. coli LS5218 showed the best results in terms of consumption of different carbon sources being tested and the best growth rates. This strain has the ability to produce the P3HB and additionally, the copolymer P3HB-co-3HV. The results from the cultivation in shaked flasks showed that the strain E. coli LS5218 can produce P3HB, corresponding to 40% approximatelly of the dry cell mass using glucose as carbon source. Limiting the growth of cultures in a bioreactor by controlling the feeding speed of the carbon and nitrogen source, favored the synthesis and accumulation of the polymer. Analysis of the metabolic flux indicated that a considerable loss of carbon in the form of CO2 due to NADPH supply by the isocitrate dehydrogenase. Elemental analysis shows that to achieve better performance, the flow of the pentose pathway should be substantially increased, in order to all the NADPH for the biosynthesis of P3HB can be supplied by this pathway and that the flow in the Krebs cycle should be as small as possible, only to supply the demand of precursors for the biosynthesis of residual biomass. Finally, it was possible to obtain, although in small quantities, accumulation of the copolymer using E. coli LS5218 expressing the genes of C. necator. From these results it is evident that the use of LS5218 strain is interesting from the industrial point of view due to the fact of efficiently utilize carbon sources and have the capacity of accumulate the P3HB and its copolymer P3HB-co-3HB.

Polihidroxialcanoatos (PHA) são biopolímeros naturalmente produzidos e acumulados por diversos organismos, como bactérias, archaeas e alguns eucariontes, como fungos e leveduras. São materiais termoplásticos, biodegradáveis, biocompatíveis e podem ser produzidos a partir de fontes renováveis, exibindo grande potencial para substituir plásticos produzidos a partir de recursos não renováveis. Copolímeros híbridos de PHA, que podem ser formados por monômeros de cadeia curta e média, como P(3HASCL-co-3HAMCL), apresentam características físico-químicas diferenciadas, semelhantes às dos plásticos derivados de petróleo, sendo por isso interessantes para a indústria de materiais. A PHA sintase é considerada a enzima chave na síntese de PHA, responsável por catalisar a polimerização de diferentes monômeros de (R)-hidroxiacil-CoA, influenciando a composição monomérica do polímero formado. Sistemas de recombinação baseados em transposons bacterianos são explorados como ferramentas moleculares para inserção de sequências gênicas no cromossomo de bactérias Gram-negativas. Por exemplo, elementos mini-Tn7 podem ser prontamente transferidos para a construção de cepas recombinantes. No presente trabalho, é apresentada a construção de diferentes linhagens recombinantes a partir de Pseudomonas sp. LFM 046 e LFM 461, portando em seus cromossomos genes de PHA sintase de Ralstonia eutropha, Aeromonas hydrophila ou Aeromonas sp. TSM 81. Clones candidatos foram triados quanto a inserção das sequências de interesse em seu cromossomo, sendo os positivos avaliados em relação à capacidade de produção de PHA em ensaios em agitador rotativo, com glicose como única fonte de carbono. Um dos recombinantes obtidos se mostrou produtor do copolímero P(3HB-co-3HO-co-3HD), acumulando aproximadamente 2 % de sua massa seca celular na forma de PHA. / Polyhydroxyalkanoates (PHA) are biopolymers naturally produced and accumulated by many organisms such as bacteria, archaeas and some eukaryotes, such as fungi and yeasts. As thermoplastics, biodegradable, biocompatible and possibly made from renewable resources, they exhibit great potential to replace oil-derived plastics. Hybrid PHA copolymers can be formed by short and medium-chain monomers, P(3HASCL-co-3HAMCL), and present industry desired physicochemical properties, becoming similar to conventional oil-based plastics. PHA synthase is the key enzyme in PHA biosynthesis, responsible for catalyzing the polymerization of (R)-hydroxyacyl-CoA molecules, influencing polymer monomeric composition. Tn7-based recombination strategies represent powerful molecular tolls designed for gene delivery in Gram-negative bacteria, as mini-Tn7 elements can be readily transferred to recombinants production. In this work, its presented the constructions of recombinant Pseudomonas strains harboring PHA synthase genes from Ralstonia eutropha and Aeromonas strains in specific sites of its chromosome, and the production of P(3HB-co-3HO-co-3HD). Obtained clones were screened to confirm chromosomic insertion of the phaC sequences. Positive clones PHA production and composition were evaluated in shaken-flasks assays using glucose as the only carbon source. One of the constructed recombinants accumulated P(3HB-co-3HO-co-3HD), corresponding about to 2 % of its Cell Dry Weight as PHA.

BIM é uma proteína pro-apoptótica membro da família Bcl-2. No sistema imune, BIM tem sido descrita como reguladora da homeostase de linfócitos. Porém, o papel do BIM no estabelecimento da resposta imune de linfócitos T CD8+ ainda não foi investigado. Sendo os vetores adenovirais fortes ativadores destas células, investigamos o papel de BIM na qualidade e na frequência de linfócitos T CD8+ em camundongos C57Bl/6 selvagens, bim+/- e bim-/- imunizados com 2x106 PFU Ad.cOVA / 100 μl. Observou-se que camundongos bim-/- apresentam uma redução da lise específica desencadeada pelos linfócitos CD8+, assim como uma menor freqüência de linfócitos CD8+ produtores de IFNγ. Contrariamente, os camundongos bim-/- não mostraram diferencias no controle da progressão tumoral, o que poderia estar relacionado ao acumulo de linfócitos efetores apresentado nestes animais. Em conclusão, camundongos bim-/- apresentam uma menor freqüência de linfócitos T CD8+ com capacidade efetora, sugerindo um importante papel de BIM na produção destas células. / BIM is a pro-apoptotic protein member of the Bcl-2 family. In the immune system, BIM has been described as a regulator of lymphocyte homeostasis. However, the role of BIM on the establishment of the immune response mediated by CD8+ T lymphocytes has not been studied yet. As the adenoviral vectors are strong activators of these cells, we investigated the role of BIM on the quality and frequency of antigen-specific CD8+ T cells, wild-type, bim+/- and bim-/- C57Bl/6 mice immunized with 2x106 PFU Ad.cOVA / 100μl. We observed that bim-/- mice showed a lower frequency of IFN-γ-producing CD8+ T cells along with a reduction in the specific lysis triggered by CD8+ lymphocytes. Surprisingly, bim-/- mice did not show differences in the control of tumor progression, which could be related to the accumulation of effector lymphocytes presented in these animals. In conclusion, bim-/- mice present a lower frequency of CD8+ lymphocytes with effector capacity, suggesting an important role of BIM in their production.

Os equinos são animais que, quando adultos, apresentam elevado peso corpóreo e ossos bastante resistentes para sustentar esse peso. Dessa forma, para que ocorra fratura nos ossos do cavalo é necessário um trauma de elevada energia resultando em fraturas cominutivas, que podem formar falhas ósseas impedindo o contato entre os fragmentos ósseos, o que compromete a estabilidade e resistência da osteossíntese. Devido à complexidade desse tipo de fraturas e aos implantes disponíveis apresentarem baixa resistência para o uso nessa espécie e devido a seu comportamento, o tratamento de fraturas em equinos apresenta baixos índices de sucesso. Dessa maneira, o uso de um material osteocondutor com resistência mecânica para o preenchimento dessas falhas poderia elevar a resistência da osteossíntese, levando a melhores índices de sucesso na correção dessas fraturas. O presente estudo teve como objetivo a avaliação biomecânica em laboratório de dois biomateriais substitutos ósseos no preenchimento de falha óssea. Para isso foram utilizados 30 ossos terceiro metacarpiano de equinos que foram submetidos a osteossíntese com placa LCP em sua face dorsal e criada uma falha óssea transversal completa de um centímetro na diáfise média. Dez dessas peças foram submetidas a ensaios biomecânicos não destrutivos até a carga de 1000N, onde foram avaliadas a rigidez, as deformações da peça inteira, da placa e do osso individualmente em diferentes regiões. As outras 20 dessas peças foram submetidas a ensaios destrutivos, onde foram avaliadas a carga e deformação suportada no limite elástico e no ponto de ruptura. Dessa forma, pôde-se observar que houve aumento na rigidez de 699,39N/mm para 2905,38N/mm e 4274,93N/mm devido ao preenchimento da falha com poliuretana de mamona e quitosana, respectivamente. A peça inteira teve sua deformação diminuída de 1,73mm para 0,5mm e 0,35 com carga de 1000N, devido ao preenchimento da falha com poliuretana de mamona e quitosana, respectivamente. A placa teve sua deformação diminuída de 2260,64µd para 320,25µd pelo preenchimento da falha com poliuretana de mamona e para 89,88µd com o preenchimento com quitosana durante a aplicação de 1000N. O osso próximo à falha sofreu maiores deformações tanto com poliuretana de mamona quanto com quitosana, contudo não apresentou maiores deformações em região distante da falha. A peça inteira teve aumento da carga suportada em seu limite elástico de 1008N para 8804N apenas com o preenchimento da falha com quitosana. A peça inteira teve sua deformação diminuída de 1,64mm para 1,26 no limite elástico apenas devido ao preenchimento da falha poliuretana de mamona. A peça inteira teve aumento da força suportada no momento de ruptura de 1660N para 15187N e 11012N com o preenchimento da falha com poliuretana de mamona e quitosana, respectivamente. A peça inteira teve sua deformação máxima no ponto de ruptura diminuída de 5,4mm para 2,16mm apenas com o preenchimento da falha com quitosana. / Adult horses are heavy animals equipped with bones strong enough to support their body weight. High energy trauma is required to produce comminuted fractures, where bone loss may prevent proper fracture reduction and compromise osteosynthesis resistance and stability. In horses, aside from behavioural issues, low success rates associated with comminuted fracture resolution may be due to the complexity of such fractures or the low resistance of bone implants. Therefore, osteoconductive biomaterials with good mechanical resistance would potentially benefit treatment outcomes. This ex vivo study evaluated the biomechanical behaviour of two bone surrogate biomaterials in experimental third metacarpal fractures in horses. Thirty equine third metacarpal bone specimens were submitted to dorsal LCP (locking compression plate) osteosynthesis following creation of a transverse 1 cm wide middiaphiseal defect. Defects were filled either with Ricinus communis polyurethane or calcium phosphate cement-chitosan composite. Ten specimens were submitted to non-destructive biomechanical testing under 1000N maximum load; construct stiffness, construct deformation and isolated deformation of LCP and third metacarpal bone in different regions were evaluated. The remaining 20 specimens were submitted to destructive biomechanical testing; maximum load and deformation within the elastic limit, and to failure were documented. Bone defect repair with RCP or CPC-chitosan composite increased construct stiffness from 699,39N/mm to 2905.38N/mm and 4274.93N/mm and decreased construct deformation under 1000N from 1.73mm to 0,5mm and 0.35 respectively. LCP deformation under 1000N decreased from 2260.64d to 320.25µd and from 2260.64µd to 89.88d following filling of the bone defect with RCP or CPC-chitosan composite respectively. Bone deformation around the defect increased following treatment with RCP or CPC-chitosan composite. However bone deformation away from the defect remained unchanged. Maximum load within the elastic limit increased from 1008N to 8804N when the experimental defect was filled with chitosan composite. Conversely, construct deformation within the elastic limit decreased from 1.64mm to 1.26mm following treatment with RCP. Maximum load to construct failure increased from 1660N to 15187N and 11012N following bone defect repair with RCP or calcium phosphate cement-chitosan composite respectively. However, construct maximum deformation decreased from 5.4mm to 2.16mm when calcium phosphate cement-chitosan composite was used.

O lixo urbano tem sido apontado como um dos maiores poluentes ambientais. O lixo plástico chega a representar 20% do volume do lixo doméstico. Como alternativa aos plásticos petroquímicos, produtos plásticos menos agressivos ao meio ambiente e mais biodegradáveis têm sido estudados, entre eles os polihidroxialcanoatos (PHA). Os PHA são poliésteres biodegradáveis acumulados como material de reserva por inúmeras bactérias e que possuem aplicabilidade comercial bastante abrangente. Recentemente, os actinomicetos passaram a ser estudados para a produção destes polímeros. Em trabalho prévio, 53 novas linhagens de actinomicetos produtoras de biopolímeros foram isoladas de solo. Neste trabalho foi feita a seleção das bactérias quanto aos polímeros produzidos em diferentes de carbono. Das quatro linhagens selecionadas, duas foram analisadas quanto à produção de um novo polímero. Nas outras duas linhagens foram amplificados e estudados os genes sintetizadores dos polímeros. Em todas as linhagens foram feitas análises taxonômicas e cultivos em rejeitos industriais. / The urban waste has been described as one of the largest environmental pollutants. The plastic garbage can represent up to 20% of the volume of household waste. As an alternative to petrochemical plastics, plastic products less damaging to the environment and more biodegradable have been studied, among them polyhydroxyalkanoates (PHA). The PHA is a biodegradable polyester material accumulated as a reserve material by many bacteria and they have very broad commercial applicability. Recently, the actinomycetes have been studied for the production of polymers. In previous work, 53 new strains of actinomycetes producers of polymers were isolated from soil. In this work the bacterial the selection of bacteria was made concerning the polymers production on different carbon. Of the four strains selected, two were analyzed for the production of a new polymer. In the other two strains were amplified and studied the genes of polymers synthases. In all lineages were analyzed taxonomically and in cultivation on industrial waste.