O presente trabalho teve como objetivo caracterizar os efeitos de diferentes dietas e da anoxia e fase de recuperação, sobre o metabolismo de carboidratos no músculo da mandíbula e no hepatopâncreas do caranguejo Chasmagnathus granulatus. Os animais foram alimentados diariamente com carne bovina (dieta rica em proteínas, HP) e arroz cozido (dieta rica em carboidratos, HC) ad libitum, e mantidos em aquários com aeração constante, salinidade 200/00, temperatura de 25°C e fotoperíodo natural, durante 15 dias. Após este período, os animais foram submetidos á 1 hora de anoxia (período em que a aeração da água dos aquários foi substituída por Nitrogênio, até que a oxigenação chegasse a zero), e 3 horas de recuperação (período onde a água desoxigenada foi novamente substituída por água oxigenada, em normóxia). O músculo da mandíbula e o hepatopâncreas dos animais foram retirados e submetidos aos experimentos de captação de glicose, síntese e mobilização de glicogênio, síntese de lipídeos e produção de CO2. Amostras de hemolinfa foram retiradas para a determinação das concentrações de glicose. Nos experimentos de captação de glicose no músculo e no hepatopâncreas, não foram encontradas diferenças significativas (p>0,05). Nos experimentos de síntese de glicogênio, a recuperação aumentou a síntese (p<0,05) em 5 vezes no músculo do grupo HC, assim como no grupo HP , quando comparados ao grupo controle e a outra dieta. Os valores de síntese de lipídeos a partir de 14C-glicose no músculo de C. granulatus apresentaram diferenças significativas entre os grupos controle (p<0,05). Os animais controle HC apresentaram uma diminuição nos valores de síntese de lipídeos quando comparados ao grupo controle. A anoxia reduziu os valores (p<0,05) de síntese de lipídeos no músculo dos animais HP. A anoxia elevou os valores de síntese no hepatopâncreas do grupo HP, e três horas de recuperação foram suficientes para retornar a valores iniciais. Esta diferença também foi significativa (p<0,05) em relação á outra dieta. A síntese de glicogênio foi superior no músculo de animais HC e no hepatopâncreas de animais HP durante a recuperação. Uma hora de anoxia diminuiu os valores de mobilização no músculo do grupo HC e em três horas os valores iniciais retornam, tempo que não foi suficiente para recuperar os valores do mesmo tecido no grupo HP. No hepatopâncreas, o grupo HP diminui a mobilização de glicogênio durante a anoxia e recuperação, enquanto o grupo HC não apresenta variações nos valores de mobilização. Nos experimentos de formação de CO2 no músculo da mandíbula de C. granulatus foram encontradas diferenças significativas (p<0,05) entre os grupos controles. O grupo HP apresentou valores maiores em 50% de formação de CO2 no músculo em relação ao grupo HC. Não foram encontradas diferenças significativas entre os animais do grupo HC. Os animais do grupo HP submetidos a anoxia e a recuperação, apresentaram valores inferiores e significantes (p<0,05) ao grupo controle. No hepatopâncreas, a formação de CO2 se elevou (p<0,05) durante a anoxia no grupo HP. Foram encontradas diferenças significativas entre os grupos controle. O grupo HC apresentou valores de formação de CO2 no hepatopâncreas menores quando comparados ao grupo HP. Os valores de glicose na hemolinfa de C. granulatus alimentados com dieta HC e HP, e submetidos a anoxia apresentaram uma elevação quando comparados ao grupo controle. O grupo anoxia HC e recuperação HC também apresentaram diferenças significativas (p<0,05) quando comparados à dieta HP. Os valores do grupo HC foram maiores que o grupo HP. Os efeitos metabólicos da anoxia e da subseqüente recuperação sobre o metabolismo da glicose no músculo e no hepatopâncreas de C. granulatus foram marcantes em relação ao grupo em normóxia.

O presente trabalho teve como objetivo determinar os efeitos da anoxia ambiental e da recuperação da anoxia sobre o metabolismo da glicose em brânquias anteriores e posteriores de caranguejos Chasmagnathus granulatus alimentados com uma dieta rica em carboidratos ou proteínas. Os animais foram coletados e aclimatados em aquários com aeração constante e salinidade de 20‰, temperatura de 250C e fotoperíodo natural durante 15 dias, onde receberam as respectivas dietas, ad libitum, uma vez ao dia no fim de cada tarde. Um grupo foi alimentado com dieta rica em proteínas (HP) e outro com uma dieta rica em carboidratos (HC) pobre em proteínas. As dietas HC e HP são isocalóricas. Para os estudos de anoxia, grupos de 15 animais que receberam dietas HC ou HP foram mantidos em aquários onde o oxigênio foi substituído por gás N2, até que a concentração de oxigênio chegasse à zero, e os animais, então, foram submetidos à anoxia durante uma hora, para depois serem utilizados nos experimentos. O grupo controle foi mantido em normóxia (PO2 18,95%), com salinidade 20‰ e temperatura de 25 0C.Para os experimentos de recuperação, os animais foram mantidos sob as mesmas condições de anoxia descritas acima. Após período de anoxia de 1h, a água desoxigenada foi substituída por água em condições de normóxia. Depois de três horas em normóxia, os animais foram utilizados nos experimentos. Após os períodos de anoxia ou de recuperação eram coletadas amostras de hemolinfa e os animais eram crioanestesiados durante cinco minutos para a retirada das brânquias 6 anteriores e posteriores utilizadas nos experimentos. Animais do grupo em normóxia (controle) sofriam os mesmos tratamentos. Nas brânquias anteriores de animais que receberam dieta HP e foram submetidos à recuperação, verifica-se uma diminuição de 33% na captação de glicose (p<0,05) quando comparada ao grupo anoxia. Nas brânquias posteriores de animais que receberam a dieta HC e foram submetidos à recuperação, a capacidade de síntese de glicogênio aumentou 60% (p<0,05) em relação ao grupo controle. Nas brânquias posteriores de animais com dieta HC, pós-incubação de 1 h em meio livre de glicose, a concentração de 14C-glicogênio foi 8 e 4 vezes maior (p<0,05) no grupo recuperação quando comparada àquelas obtidas nos grupos controle e anoxia, respectivamente. Nas brânquias anteriores (dieta HC), no grupo recuperação, a concentração de 14C-glicogênio foi cerca de 2,5 vezes maior (p<0,05) quando comparada àquela obtida no grupo controle. Nas brânquias posteriores de animais que receberam a dieta HP, grupo anoxia, a síntese de lipídeos (p<0,05) aumentou cerca de 6 vezes quando comparada àquela do controle. Na fase de recuperação, a síntese de 14C-lipídios reduziu 3 vezes quando comparada àquela observada no grupo anoxia. A comparação entre as duas dietas demonstra que a síntese de 14C-lipídios no grupo anoxia da dieta HP foi 2 vezes maior (p<0,05) que aquela constatada no mesmo grupo em caranguejos alimentados com a dieta HC. Nas brânquias anteriores de animais que receberam a dieta HP, grupo anoxia, a síntese de lipídios aumentou cerca de 3 vezes (p<0,05) quando comparada àquela do controle. Na fase de recuperação, a síntese de 14C-lipídios reduziu 6 vezes quando comparada àquela observada no grupo anoxia. A comparação entre as duas dietas mostra que a síntese de 14C-lipídios no grupo anoxia da dieta 7 HP foi 3 vezes maior (p<0,05) que aquela constatada no mesmo grupo em caranguejos alimentados com a dieta HC. Nas brânquias posteriores e anteriores dos animais em normóxia (controle) alimentados com dieta rica em proteínas, a formação de 14CO2 foi 5 e 10 vezes maior (p<0,05), respectivamente, comparada ao grupo HC. Nas brânquias posteriores, a formação de 14CO2 no grupo HP submetido à recuperação diminuiu 39% (p<0,05) em relação ao grupo submetido à anoxia. Nas brânquias anteriores, no grupo HP em recuperação, a formação de 14CO2 foi 59% e 60% menor, quando comparada àquelas obtidas nos grupos anoxia e controle, respectivamente. Nas brânquias posteriores de animais alimentados com dieta HP a anoxia por 1h reduziu (p<0,05) a concentração de glicogênio. O período de 3h em normóxia não foi suficiente para que os níveis de glicogênio voltassem a valores semelhantes aqueles do grupo controle. Nas brânquias posteriores de caranguejos mantidos com a dieta HC, a recuperação de 3h aumentou 2 e 4 vezes (p<0,05) a concentração de glicogênio quando comparada àquelas obtidas nos grupos controle e anoxia, respectivamente. Nas brânquias posteriores de caranguejos mantidos com a dieta HC, a recuperação de 3h aumentou 2 e 4 vezes (p<0,05) a concentração de glicogênio quando comparada àquelas obtidas nos grupos controle e anoxia, respectivamente. Nas brânquias anteriores do grupo HC, a recuperação de 3h incrementou significativamente os valores de glicogênio, quando comparados àqueles obtidos no grupo anoxia. Em animais do grupo HC submetidos à anoxia aumentaram significativamente (p<0,05) os valores de glicose hemolinfática. Entretanto, a recuperação por 3h diminuiu em apenas 50% (p<0,05). No grupo HP a anoxia também elevou significativamente os valores de glicose na hemolinfa. Contudo, a recuperação de 3h foi suficiente para que a concentração de glicose hemolinfática chegasse a valores semelhantes àqueles verificados no grupo controle. A comparação dos valores de glicose hemolinfática entre os grupos HP e HC mostra, nas 3 8 situações experimentais estudadas, concentrações significativamente maiores no grupo alimentados com a dieta HC. Os resultados do presente trabalho mostram que em C. granulatus a glicose foi utilizada nas brânquias por diferentes vias durante o estresse anóxico e a fase de recuperação. Entretanto, a composição da dieta administrada por 15 dias aos caranguejos modifica o fluxo deste substrato para vias diferenciadas, alterando, assim, o padrão de resposta metabólica ao estresse anóxico e à fase de recuperação.

REIS, C. L. B. Estudos de pré-tratamentos do bagaço de caju utilizando líquido iônico prótico visando a obtenção de produtos de valor agregado. 2016. 82 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-11-07T13:06:06Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_clbreis.pdf: 2418073 bytes, checksum: 8fd280f37fe085c3fd6cd24abd1d752a (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-11-16T16:09:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_clbreis.pdf: 2418073 bytes, checksum: 8fd280f37fe085c3fd6cd24abd1d752a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-16T16:09:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_clbreis.pdf: 2418073 bytes, checksum: 8fd280f37fe085c3fd6cd24abd1d752a (MD5) Previous issue date: 2016-03-18 / Lignocellulosic materials represent a promising renewable feedstock for the production of fermentable sugars and biofuels. Cashew apple bagasse (CAB) waste of the cashew apple agribusiness is an example of lignocellulosic material, mainly composed of cellulose, hemicellulose and lignin, which form a complex and intricate structure, and these features one of the greatest difficulties for the use of lignocellulosic residues by biotransformation, both microbial and enzyme, thereby limiting the use and prevents the conversion economically feasible value-added products. Different pretreatments of CAB were evaluated using diluted sulfuric acid, sodium hydroxide, alkaline hydrogen peroxide, to modify its structure, and among alternative technologies to pretreatment, which is gaining focus is on ionic liquids application. In this context, the present study aims to evaluate different procedures of pretreatment of CAB using the protic ionic liquid 2-(hydroxy) ethylammonium acetate (2-HEAA). Initially, the ionic liquid was synthesized for neutralization acid-base reaction using acetic acid and monoethanolamine in the 1:1 ratio at 35 °C for 24 h. Five methodologies of pretreatment from CAB were evaluated: A method - the pretreatment was conducted in a oven at 120 °C for 3 h using 5% (w/w) solid; B method - the pretreatment was conducted in a oven at 130 °C for 24 h, using 8.68% (w/w) solid, after complete dissolution ethanol 96% was added; C method - the pretreatment was conducted in a autoclave at 120 °C for 3 h, using 15.23% (w/w) solid; D and E methods - the pretreatment was conducted for heated at 80 °C for 6 h or 24 (D and E methods, respectively) using 10% (w/w) solid under continuous stirring in a reactor, after complete dissolution, was treated with a 3% (w/w) NaOH. The analysis of 13C NMR CP/MAS indicate the solids formation with crystalline cellulose structure after pre-treatment, each method has a different mechanism of action on the structure of bagasse, but there was no relationship of crystallinity in the digestibility of cellulose. All studied methods showed an increase in the digestibility of cellulose and high yield of glucose. The digestibility of the cellulose CAB after pretreatment for the methods A, B, C, D and E was 60.65%, 98%, 73.10%, 88.59% and 94.88%, respectively. Glucose yield 270 mgglucose/gCAB-IL (CAB-IL-A), 747.72 mgglucose/gCAB-IL (CAB-IL-B), 541.84 mgglucose/gCAB-IL (CAB-IL-C), 626.43 mgglucose/gCAB-IL (CAB-IL-D), 720.92 mgglucose/gCAB-IL(CAB-IL-E), while the CAB reported 48 mgglucose/gCAB at 96 h of enzymatic hydrolysis. The results demonstrated that increasing crystallinity is a factor of the second order in enzymatic hydrolysis and decreasing the lignin percentage in that the samples positively affects the hydrolysis, taking the 2-HEAA the percent delignification of up to 91.54% (CAB-IL-E), also shown in the FTIR spectra. The pretreatment that was more satisfactory was the method B, that showed a higher level of remaining solids, high digestibility (97.80%), high yield glucose 747.72 mgglucose/gCAB-IL and 8.68% (w/w) of CAB/IL. The potential of reuse of the IL was examined using the method B, the IL was used in three pre-treatment processes (once pure and two times reused), which resulted glucose yield of 463.09 mgglucose/gCAB-IL (CA-IL-R-1) and 505.04 mgglucose/gCAB-IL (CAB-IL-R-2) at 72 h of enzymatic hydrolysis. This work appears as innovative and important model for advancing the use of ILs protic in the pretreatment of CAB, presenting a promising alternative that results in high extraction of lignin from CAB and in high yields in the enzymatic hydrolysis, which may then serve as substrates for the production of value added products. / Materiais lignocelulósicos representam uma promissora matéria-prima renovável para a produção de açúcares fermentáveis, biocombustíveis, produtos de base biológica, em bioplásticos, bioquímicos, reduzindo assim a dependência do petróleo. O bagaço de caju (BC), um resíduo da agroindústria de caju, é um exemplo de material lignocelulósico, o qual é composto principalmente por celulose, hemicelulose e lignina arranjados em uma estrutura complexa e intrincada. Em razão disso, resíduos lignocelulósicos são resistentes à biotransformação microbiana e enzimática, limitando assim o uso e a conversão desses em produtos economicamente viáveis. Na literatura, são encontrados diferentes métodos de modificação da estrutura do BC, dentre eles, a utilização de ácido sulfúrico diluído, hidróxido de sódio, peróxido de hidrogênio alcalino, entre outras tecnologias alternativas para o pré-tratamento. No entanto, a aplicação de líquidos iônicos próticos na dissolução de biomassa lignocelulósica vem ganhando foco nas pesquisas, pois podem ser projetados de acordo com as características físico-químicas almejadas, através da combinação de diferentes cátions e ânions. Neste contexto, o presente estudo teve como objetivo avaliar diferentes procedimentos de pré-tratamento do bagaço de caju utilizando-se o líquido iônico prótico acetato de 2- hidroxietanolamina (2-HEAA). Inicialmente, o líquido iônico (LI) foi sintetizado por reação ácido-base de neutralização do ácido acético e monoetanolamina em proporção equimolar a 35 °C durante 24 h. Foram estudadas cinco metodologias distintas de pré-tratamento do BC: Método A: conduzido em estufa com circulação de ar a 120 °C durante 3 h usando 5% (m/m) de BC em LI; Método B: conduzido em estufa com circulação de ar a 130 °C por 24 h usando 8,68% (m/m) de BC em LI, com posterior remoção de LI com etanol 96% (v/v); Método C: conduzido em autoclave a 120 °C durante 3 h usando 15,23% (m/m) de BC em LI, os Métodos D e E foram realizados em reator a 80 °C durante 6 h e 24 h, respectivamente, sob agitação contínua com posterior extração com NaOH 3% (m/m) e utilizando 10% (m/m) de BC em LI. As análises de RMN de 13C CPMAS indicaram que os sólidos pré-tratado apresentaram uma estrutura de celulose cristalina, em que cada método apresentou um mecanismo de ação diferente sobre a estrutura do bagaço, porem não houve nenhuma relação da cristalinidade sob a digestibilidade da celulose. Todos os métodos estudados apresentaram aumento na digestibilidade da celulose e elevado rendimento de glicose. A digestibilidade da celulose do BC após pré-tratamento para os métodos A, B, C, D e E, foi de 60,65%, 98%, 73,10%, 88,59% e 94,88%, respectivamente. Com rendimento de glicose de 270 mgglicose/gBC-LI (BC-LI-A), 747,72 mgglicose/gBC-LI (BC-LI-B), 541,84 mgglicose/gBC-LI (BC-LI-C), 626,43 mgglicose/gBC-LI (BC-LI-D), 720,92 mgglicose/gBC-LI (BC-LI-E), enquanto o BC reportou 48 mgglicose/gBC em 96 h de hidrólise enzimática. Os resultados demonstraram que o aumento da cristalinidade não influenciou negativamente a hidrólise enzimática e que a diminuição do percentual lignina no bagaço pré-tratado afeta positivamente a hidrólise, obtendo um percentual de deslignificação de 91,54 % utilizando o método E, resultado corroborado pelos espectros obtidos por FTIR. O pré-tratamento que mostrou-se mais satisfatório foi o método B, que apresentou maior teor de sólidos remanescentes, elevada digestibilidade (97,80%), alto rendimento de glicose 747,72 mgglicose/gBC-LI e com 8.68% (m/m) de BC em LI. Estudou-se tambem o reuso do LI conduzindo o pré-tratamento conforme o método B, que obtiveram rendimentos de glicose de 463,09 mgglicose/gBC-LI (BC-LI-R-1) e 505,04 mgglicose/gBC-LI (BC-LI-R-2) em 72 h de hidrólise enzimática. Assim, esse trabalho surge como modelo inovador e importante para o avanço do uso de LIs próticos no pré-tratamento de materiais lignocelulósicos, apresentando-se como alternativa promissora que resulta em elevada extração da lignina do BC e em altos rendimentos de carboidratos na hidrólise enzimática.

COSTA. Luís Eduardo Castanheira. Fração polissacarídica extraída da alga vermelha Gracilaria intermedia: atividade anti-inflamatória e antinociceptiva. 2014. 78 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Anderson Silva Pereira (anderson.pereiraaa@gmail.com) on 2017-01-23T21:25:02Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_leccosta.pdf: 1330705 bytes, checksum: ae09e8991cebe3eada65ac66e53c41a5 (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2017-01-25T22:03:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_leccosta.pdf: 1330705 bytes, checksum: ae09e8991cebe3eada65ac66e53c41a5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-25T22:03:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_leccosta.pdf: 1330705 bytes, checksum: ae09e8991cebe3eada65ac66e53c41a5 (MD5) Previous issue date: 2014 / Seaweeds from the Gracilaria genus are an important source of agar and sulfated polysaccharides and are commonly used in food, pharmaceutical and biotechnology industries. The objective of this study was to extract, structurally characterize and evaluate the anti-inflammatory and antinociceptive effects of a sulfated plysaccharide extracted from the red alga Gracilaria intermedia. A sulfated polysaccharide fraction was extracted from the red alga Gracilaria intermedia by enzymatic digestion with papain. The sugar content and protein contamination were evaluated through colorimetric tests. The material presented high yield and purity, without any protein contamination. The sulfated polysaccharides extracted were subjected to structural characterization analysis by Fourier transform infrared spectroscopy and the average molecular weight of the polysaccharide fraction was determined by Gel Permeation Chromatography (GPC). The polysaccharide fraction was identified as an agaran with a molecular weight of 410 kDa. Anti-inflammatory activity tests were conducted in models of paw edema induced by carrageenan, dextran, compound 48/80, serotonin, and histamine. The anti-inflammatory effect of the polysaccharide on carrageenan-induced peritonitis was also evaluated, with subsequent counting of leukocytes and neutrophils, as well as measurement of TNF-α and interleukin-1β levels. The results of the anti-inflammatory activity tests indicate that the extracted polysaccharide exhibits high anti-inflammatory activity and this activity is related to inhibition of inflammatory mediators. The antinociceptive activity was evaluated using models of writhing induced by acetic acid, formalin test and hot plate. The antinociceptive tests showed that the extracted polysaccharide had analgesic activity in the writhing test induced by acetic acid and in the formalin test but showed no significant reduction in the hot plate test, suggesting an action mechanism in the peripheral system. The sulfated polysaccharides derived from seaweed Gracilaria intermedia show potential for future use as an anti-inflammatory compound. / As algas marinhas do gênero Gracilaria são importantes fontes de ágar e polissacarídeos sulfatados e são comumente utilizadas nas indústrias alimentícia, farmacêutica e biotecnológica. O objetivo deste trabalho foi extrair, caracterizar estruturalmente e avaliar o potencial anti-inflamatório e antinociceptivo de uma fração polissacarídica extraida da alga Gracilaria intermedia. Uma fração de polissacarídeos sulfatados foi obtida a partir da alga vermelha Gracilaria intermedia através de extração enzimática com papaína. O teor de açucar e contaminação por proteínas foram avaliados através de testes colorimétricos. O material apresentou alto rendimento após a extração e alta pureza, sem contaminação por proteínas. Os polissacarídeos foram submetidos a testes de caracterização estrutural através da análise por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier e a massa molar média da fração polissacarídica foi determinada através de Cromatografia por Permeação em Gel (GPC). O polissacarídeo foi identificado como uma agarana, com um peso molecular de 410 kDa. Foram realizados testes de atividade anti-inflamatória em modelos de edema de pata induzido por carragenana, dextrana, composto 48/80, serotonina e histamina. Também foi avaliado o efeito anti-inflamatório do polissacarídeo em modelo de peritonite induzida por carragenana, com posterior contagem de leucócitos e neutrófilos, assim como medição dos níveis de TNF-α e interleucina-1β. Os resultados indicam que o polissacarídeo extraído apresenta alta atividade anti-inflamatória e esta atividade está relacionada à inibição de mediadores inflamatórios. A atividade antinociceptiva foi avaliada através de modelos de contorção abdominal induzida por acido acético, teste da formalina e placa quente. Os demonstraram que o polissacarídeo extraído apresentou atividade analgésica nos testes de contorção abdominal induzida por ácido acético e no teste da formalina mas não apresentou redução significativa no teste de placa quente, sugerindo um mecanismo de ação a nível de sistema periférico. Os polissacarídeos sulfatados obtidos a partir da alga marinha Gracilaria intermedia mostram potencial para serem utilizados futuramente como princípio ativo para um composto anti-inflamatório.

Este trabalho aprensenta a per-O-acetilação de carboidratos e derivados de carboidratos através da utilização de catálise heterogênea com peneira molecular em uma reação sem solvente, baseada nos princípios da Química Verde. A utilização da peneira molecular 13X/KCl como catalisador se mostrou mais eficaz do que o método convencional que emprega excesso de piridina como solvente e DMAP como catalisador, levando à obtenção do produto após 3 horas à 25 °C ou 1 hora à 50 °C. A reação pode ser realizada em escala multigrama em balão aberto. O catalisador é fácilmente revomido do meio reacional por filtração e reutilizado sem perda significativa da atividade por, no mínimo, quatro ciclos. Esta metodologia verde para acetilação foi aplicada à D-ribonolactona e derivados, assim como carboidratos naturais. Adicionalmente, apresenta-se a reação de desproteção regiosseletiva por etanólise enzimática da 2,3,5-tri-O-acetil-D-ribonolactona, catalisada pela Candida Antarctica lipase B. Estudou-se também duas novas metodologias, baseadas nos princípios da Química Verde, para a obtenção da D-ribonolactona através da oxidação da D-ribose utilizando geração in situ de bromo molecular, apartir de sais de bromo e N-bromosuccinimida. / The present work studies the reaction of per-O-acetylation of carbohydrate derivatives with molecular sieves as heterogeneous catalysts under solvent-free conditions, based on the principles of Green Chemistry. The use of 13X/KCl molecular sieves was found to be more efficient than the excess of pyridine coupled with DMAP normally employed in the conventional method, giving high yields of the expected peracetylated product after 3 hours at 25 ºC or 1 hour at 50 ºC. The reaction can be carried out in gram scale and open flask. The catalyst is readily separated from the medium by filtration and can be reutilized without significant loss of activity. This green procedure for acetylation was extended to D-ribonolactone derivatives and natural carbohydrates. Additionally, the regioselective alcoholysis of acetyl groups catalyzed by Candida Antarctica lipase B in EtOH is shown as part of the studies of the research group. We also studied two new methodologies for the obtention of D-ribonolactone through D-ribose oxidation by in situ generation of molecular bromine, from bromine salts and N-bromosuccinimide.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2002-07-19Bitstream added on 2014-06-13T18:29:34Z : No. of bitstreams: 1 facincani_ap_me_jabo.pdf: 1373718 bytes, checksum: b53fbfa950bc393c0258f8d1ac8b5755 (MD5) / Muitas das questões relacionadas a como Xylella fastidiosa vive num ambiente cuja concentração de nutrientes é baixa, e como e porquê ela forma agregados nos vasos do xilema, devem estar relacionados com seu metabolismo. O seqüenciamento deste organismo forneceu informações para serem aplicadas em estudos genéticos funcionais, visando à elucidação da funcionalidade de vias metabólicas que possam estar intimamente ligadas à etiologia do amarelinho. O presente estudo foi conduzido com o objetivo de verificar a funcionalidade da via Glicolítica de X. fastidiosa através de estudo das isoenzimas fosfoglicose isomerase, aldolase ou gliceraldeído-3-fosfato liase, gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase e piruvato quinase presentes na via Glicolítica e a glicose 6-fosfato desidrogenase presente na Entner-Doudoroff, bem como a clonagem, expressão e a determinação da atividade da enolase. O gene da enolase é uma das 35 ORFs anotadas no cosmídeo 02F10, denominada XF1291. Estes estudos sugerem que a bactéria X. fastidiosa não utiliza a via Glicolítica no metabolismo de carboidratos, inferindo assim no elevado tempo de duplicação deste fitopatógeno. As atividades enzimáticas da enolase recombinante, da enolase nativa e das isoenzimas aldolase e gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase não foram detectadas, sugerindo que a X. fastidiosa utiliza a via Entner-Doudoroff para a formação de piruvato. São apresentadas evidências de que a regulação gênica e a presença de isoformas, com propriedades regulatórias diferentes, podem dificultar a compreensão do metabolismo de carboidratos em X. fastidiosa. / Many of the questions related to how Xylella fastidiosa lives in an environmental with low concentration of nutrients, and the reason why she forms aggregates in xylem vessels should be related with its metabolism. However, the sequencing this organism provided information to be applied in functional genetic studies. These studies focus on elucidating the functionality of metabolic pathways that might be intimately involved in amarelinho etiology. The objective of this study was to verify the functionality of the Glycolytic pathways by studying the isozymes phosphoglucose isomerase, aldolase or glyceraldehyde-3-phosphato-lyase, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase and pyruvate kinase in the Glycolytic pathway and glucose-6-phosphate dehydrogenase in Entner-Doudoroff pathway, as well as the cloning and expression of enolase and determination of its activity. The enolase gene is one of 35 ORFs annoted in 02F10 cosmid and denominated XF 1291. These studies suggested that X. fastidiosa bacterium does not use the Glycolitic pathway in the metabolism of carbohydrates, which might explain the long time of duplication presented by this phytopathogen. The enzymatic activities of recombinant enolase, native enolase and isozymes aldolase and glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase have not been detected, suggesting that X. fastidiosa uses the Entner-Doudoroff pathway to produce pyruvate. Evidences are presented that the regulation of genes and the presence of isoforms with different properties of regulation can make it difficult to understand the metabolism of carbohydrates in X. fastidiosa.

Resumo

O presente trabalho teve como objetivo determinar os efeitos da anoxia ambiental e da recuperação da anoxia sobre o metabolismo da glicose em brânquias anteriores e posteriores de caranguejos Chasmagnathus granulatus alimentados com uma dieta rica em carboidratos ou proteínas. Os animais foram coletados e aclimatados em aquários com aeração constante e salinidade de 20‰, temperatura de 250C e fotoperíodo natural durante 15 dias, onde receberam as respectivas dietas, ad libitum, uma vez ao dia no fim de cada tarde. Um grupo foi alimentado com dieta rica em proteínas (HP) e outro com uma dieta rica em carboidratos (HC) pobre em proteínas. As dietas HC e HP são isocalóricas. Para os estudos de anoxia, grupos de 15 animais que receberam dietas HC ou HP foram mantidos em aquários onde o oxigênio foi substituído por gás N2, até que a concentração de oxigênio chegasse à zero, e os animais, então, foram submetidos à anoxia durante uma hora, para depois serem utilizados nos experimentos. O grupo controle foi mantido em normóxia (PO2 18,95%), com salinidade 20‰ e temperatura de 25 0C.Para os experimentos de recuperação, os animais foram mantidos sob as mesmas condições de anoxia descritas acima. Após período de anoxia de 1h, a água desoxigenada foi substituída por água em condições de normóxia. Depois de três horas em normóxia, os animais foram utilizados nos experimentos. Após os períodos de anoxia ou de recuperação eram coletadas amostras de hemolinfa e os animais eram crioanestesiados durante cinco minutos para a retirada das brânquias 6 anteriores e posteriores utilizadas nos experimentos. Animais do grupo em normóxia (controle) sofriam os mesmos tratamentos. Nas brânquias anteriores de animais que receberam dieta HP e foram submetidos à recuperação, verifica-se uma diminuição de 33% na captação de glicose (p<0,05) quando comparada ao grupo anoxia. Nas brânquias posteriores de animais que receberam a dieta HC e foram submetidos à recuperação, a capacidade de síntese de glicogênio aumentou 60% (p<0,05) em relação ao grupo controle. Nas brânquias posteriores de animais com dieta HC, pós-incubação de 1 h em meio livre de glicose, a concentração de 14C-glicogênio foi 8 e 4 vezes maior (p<0,05) no grupo recuperação quando comparada àquelas obtidas nos grupos controle e anoxia, respectivamente. Nas brânquias anteriores (dieta HC), no grupo recuperação, a concentração de 14C-glicogênio foi cerca de 2,5 vezes maior (p<0,05) quando comparada àquela obtida no grupo controle. Nas brânquias posteriores de animais que receberam a dieta HP, grupo anoxia, a síntese de lipídeos (p<0,05) aumentou cerca de 6 vezes quando comparada àquela do controle. Na fase de recuperação, a síntese de 14C-lipídios reduziu 3 vezes quando comparada àquela observada no grupo anoxia. A comparação entre as duas dietas demonstra que a síntese de 14C-lipídios no grupo anoxia da dieta HP foi 2 vezes maior (p<0,05) que aquela constatada no mesmo grupo em caranguejos alimentados com a dieta HC. Nas brânquias anteriores de animais que receberam a dieta HP, grupo anoxia, a síntese de lipídios aumentou cerca de 3 vezes (p<0,05) quando comparada àquela do controle. Na fase de recuperação, a síntese de 14C-lipídios reduziu 6 vezes quando comparada àquela observada no grupo anoxia. A comparação entre as duas dietas mostra que a síntese de 14C-lipídios no grupo anoxia da dieta 7 HP foi 3 vezes maior (p<0,05) que aquela constatada no mesmo grupo em caranguejos alimentados com a dieta HC. Nas brânquias posteriores e anteriores dos animais em normóxia (controle) alimentados com dieta rica em proteínas, a formação de 14CO2 foi 5 e 10 vezes maior (p<0,05), respectivamente, comparada ao grupo HC. Nas brânquias posteriores, a formação de 14CO2 no grupo HP submetido à recuperação diminuiu 39% (p<0,05) em relação ao grupo submetido à anoxia. Nas brânquias anteriores, no grupo HP em recuperação, a formação de 14CO2 foi 59% e 60% menor, quando comparada àquelas obtidas nos grupos anoxia e controle, respectivamente. Nas brânquias posteriores de animais alimentados com dieta HP a anoxia por 1h reduziu (p<0,05) a concentração de glicogênio. O período de 3h em normóxia não foi suficiente para que os níveis de glicogênio voltassem a valores semelhantes aqueles do grupo controle. Nas brânquias posteriores de caranguejos mantidos com a dieta HC, a recuperação de 3h aumentou 2 e 4 vezes (p<0,05) a concentração de glicogênio quando comparada àquelas obtidas nos grupos controle e anoxia, respectivamente. Nas brânquias posteriores de caranguejos mantidos com a dieta HC, a recuperação de 3h aumentou 2 e 4 vezes (p<0,05) a concentração de glicogênio quando comparada àquelas obtidas nos grupos controle e anoxia, respectivamente. Nas brânquias anteriores do grupo HC, a recuperação de 3h incrementou significativamente os valores de glicogênio, quando comparados àqueles obtidos no grupo anoxia. Em animais do grupo HC submetidos à anoxia aumentaram significativamente (p<0,05) os valores de glicose hemolinfática. Entretanto, a recuperação por 3h diminuiu em apenas 50% (p<0,05). No grupo HP a anoxia também elevou significativamente os valores de glicose na hemolinfa. Contudo, a recuperação de 3h foi suficiente para que a concentração de glicose hemolinfática chegasse a valores semelhantes àqueles verificados no grupo controle. A comparação dos valores de glicose hemolinfática entre os grupos HP e HC mostra, nas 3 8 situações experimentais estudadas, concentrações significativamente maiores no grupo alimentados com a dieta HC. Os resultados do presente trabalho mostram que em C. granulatus a glicose foi utilizada nas brânquias por diferentes vias durante o estresse anóxico e a fase de recuperação. Entretanto, a composição da dieta administrada por 15 dias aos caranguejos modifica o fluxo deste substrato para vias diferenciadas, alterando, assim, o padrão de resposta metabólica ao estresse anóxico e à fase de recuperação.

Resumo: Muitas das questões relacionadas a como Xylella fastidiosa vive num ambiente cuja concentração de nutrientes é baixa, e como e porquê ela forma agregados nos vasos do xilema, devem estar relacionados com seu metabolismo. O seqüenciamento deste organismo forneceu informações para serem aplicadas em estudos genéticos funcionais, visando à elucidação da funcionalidade de vias metabólicas que possam estar intimamente ligadas à etiologia do amarelinho. O presente estudo foi conduzido com o objetivo de verificar a funcionalidade da via Glicolítica de X. fastidiosa através de estudo das isoenzimas fosfoglicose isomerase, aldolase ou gliceraldeído-3-fosfato liase, gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase e piruvato quinase presentes na via Glicolítica e a glicose 6-fosfato desidrogenase presente na Entner-Doudoroff, bem como a clonagem, expressão e a determinação da atividade da enolase. O gene da enolase é uma das 35 ORFs anotadas no cosmídeo 02F10, denominada XF1291. Estes estudos sugerem que a bactéria X. fastidiosa não utiliza a via Glicolítica no metabolismo de carboidratos, inferindo assim no elevado tempo de duplicação deste fitopatógeno. As atividades enzimáticas da enolase recombinante, da enolase nativa e das isoenzimas aldolase e gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase não foram detectadas, sugerindo que a X. fastidiosa utiliza a via Entner-Doudoroff para a formação de piruvato. São apresentadas evidências de que a regulação gênica e a presença de isoformas, com propriedades regulatórias diferentes, podem dificultar a compreensão do metabolismo de carboidratos em X. fastidiosa. / Abstract: Many of the questions related to how Xylella fastidiosa lives in an environmental with low concentration of nutrients, and the reason why she forms aggregates in xylem vessels should be related with its metabolism. However, the sequencing this organism provided information to be applied in functional genetic studies. These studies focus on elucidating the functionality of metabolic pathways that might be intimately involved in "amarelinho" etiology. The objective of this study was to verify the functionality of the Glycolytic pathways by studying the isozymes phosphoglucose isomerase, aldolase or glyceraldehyde-3-phosphato-lyase, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase and pyruvate kinase in the Glycolytic pathway and glucose-6-phosphate dehydrogenase in Entner-Doudoroff pathway, as well as the cloning and expression of enolase and determination of its activity. The enolase gene is one of 35 ORFs annoted in 02F10 cosmid and denominated XF 1291. These studies suggested that X. fastidiosa bacterium does not use the Glycolitic pathway in the metabolism of carbohydrates, which might explain the long time of duplication presented by this phytopathogen. The enzymatic activities of recombinant enolase, native enolase and isozymes aldolase and glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase have not been detected, suggesting that X. fastidiosa uses the Entner-Doudoroff pathway to produce pyruvate. Evidences are presented that the regulation of genes and the presence of isoforms with different properties of regulation can make it difficult to understand the metabolism of carbohydrates in X. fastidiosa. / Orientadora: Maria Inês Tiraboschi Ferro / Coorientador: João Martins Pizauro Junior / Banca: Julio Cezar Franco de Oliveira / Banca: Luiz Roberto Furlan / Mestre

Este trabalho aprensenta a per-O-acetilação de carboidratos e derivados de carboidratos através da utilização de catálise heterogênea com peneira molecular em uma reação sem solvente, baseada nos princípios da Química Verde. A utilização da peneira molecular 13X/KCl como catalisador se mostrou mais eficaz do que o método convencional que emprega excesso de piridina como solvente e DMAP como catalisador, levando à obtenção do produto após 3 horas à 25 °C ou 1 hora à 50 °C. A reação pode ser realizada em escala multigrama em balão aberto. O catalisador é fácilmente revomido do meio reacional por filtração e reutilizado sem perda significativa da atividade por, no mínimo, quatro ciclos. Esta metodologia verde para acetilação foi aplicada à D-ribonolactona e derivados, assim como carboidratos naturais. Adicionalmente, apresenta-se a reação de desproteção regiosseletiva por etanólise enzimática da 2,3,5-tri-O-acetil-D-ribonolactona, catalisada pela Candida Antarctica lipase B. Estudou-se também duas novas metodologias, baseadas nos princípios da Química Verde, para a obtenção da D-ribonolactona através da oxidação da D-ribose utilizando geração in situ de bromo molecular, apartir de sais de bromo e N-bromosuccinimida. / The present work studies the reaction of per-O-acetylation of carbohydrate derivatives with molecular sieves as heterogeneous catalysts under solvent-free conditions, based on the principles of Green Chemistry. The use of 13X/KCl molecular sieves was found to be more efficient than the excess of pyridine coupled with DMAP normally employed in the conventional method, giving high yields of the expected peracetylated product after 3 hours at 25 ºC or 1 hour at 50 ºC. The reaction can be carried out in gram scale and open flask. The catalyst is readily separated from the medium by filtration and can be reutilized without significant loss of activity. This green procedure for acetylation was extended to D-ribonolactone derivatives and natural carbohydrates. Additionally, the regioselective alcoholysis of acetyl groups catalyzed by Candida Antarctica lipase B in EtOH is shown as part of the studies of the research group. We also studied two new methodologies for the obtention of D-ribonolactone through D-ribose oxidation by in situ generation of molecular bromine, from bromine salts and N-bromosuccinimide.