published_or_final_version / abstract / Chemistry / Master / Master of Philosophy

Thesis (M. Phil.)--University of Hong Kong, 2008. / Also available in print.

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Orientador: Hiroshi Aoyama / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-22T18:38:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dantzger_DarleneDenise_M.pdf: 2112371 bytes, checksum: 028650c262ae910dc42abf89039ad4e4 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O uso de produtos agrícolas vem sendo a principal forma de combater parasitas na aquicultura, sendo que o Diflubenzuron, (DFB) é o mais utilizado. Este composto inibe a síntese de quitina, componente do exoesqueleto dos parasitas, e apresenta baixa toxicidade aos peixes. Porém, no ambiente aquático, o DFB pode ser tóxico às espécies não-alvo e, quando degradado, gera p-cloroanilina, (PCA), metabólito potencialmente cancerígeno e mutagênico para o ser humano. Tendo em vista a necessidade de se obter mais informações sobre a toxicidade destes compostos nos organismos aquáticos não-alvo, a proposta deste trabalho foi analisar a atividade enzimática de fosfatases ácida (FAT) e alcalina (Falc), catalase (CAT) e superóxido dismutase (SOD) de microalga Pseudokirchneriella subcapitata, microcrustáceo Daphnia similis e o peixe Oreochromis niloticus com base na concentração efetiva 50% (CE50) para os testes in vivo, e na concentração de inibição 50% (CI50) para os testes in vitro, do DFB e de seu metabólito PCA. Como resultado do teste de toxicidade aguda a CE50 do DFB foi 0,00096 mg.L-1, 0,009 mg.L-1 e >100 mg.L-1 para algas, daphnias e peixes respectivamente. A CE50 do PCA para as daphnias e os peixes foi de 0,27 mg.L-1 e 24 mg.L-1 , respectivamente. Por sua vez, as algas não sofreram alteração no seu crescimento durante a exposição ao PCA. Nos testes bioquímicos in vivo o DFB e o PCA provocou alterações na atividade das enzimas fosfatases ácida, alcalina, catalase e superóxido dismutase dos organismos-teste. Assim, as enzimas estudadas mostraram-se sensíveis à exposição aos compostos nos estudos in vivo podendo ser utilizadas como indicadoras de poluição dos recursos hídricos por DFB e PCA. Nos ensaios in vitro onde as enzimas foram incubadas com os compostos DFB e PCA em diferentes concentrações, apenas as FAT e CAT do fígado dos peixes sofreram diminuição da sua atividade mediante a exposição a diferentes concentrações de PCA, e foram, portanto, utilizadas para a determinação das constantes cinéticas: Michaelis-Mentem (Km), inibição (Ki), e da velocidade máxima (Vmax), e concentração de inibição média (CI50). A FAT sofreu uma inibição do tipo competitiva (Ki 8,2 mM - Km 0,21 mM - Vmax 0,01211 e CI50 3,2 mM), já a CAT apresentou uma inibição não competitiva (Ki 0,030 mM - Km 56,3 mM - Vmax 0,001198 e CI50 0,20 mM) conforme foi aumentando a concentração de PCA. O teste in vitro foi importante, pois permitiu elucidar o mecanismo de ação do PCA sobre as enzimas FAT e CAT dos peixes. Os resultados desta pesquisa mostraram que ambos os compostos foram tóxicos aos organismos-teste e causaram alterações significativas nos biomarcadores avaliados. Portanto, a utilização do DFB deve ser realizada de forma criteriosa / Abstract: The use of agricultural products has been the main way to combat parasites in aquaculture, and the diflubenzuron (DFB) is the most used for that. This compound inhibits the chitin synthesis of the parasites exoskeleton, and has low toxicity to fishes. However, in the aquatic environment, the DFB can be toxic to non-target species and, when degraded, generate p-chloroaniline (PCA), a metabolite potentially carcinogenic and mutagenic to humans. According to requirement for more information about the toxicity of these compounds on aquatic organisms, the purpose of this study was to analyze the enzymatic activity of acid and alkaline phosphatases, catalase and superoxide dismutase for microalgae Pseudokirchneriella subcapitata, microcrustacean Daphnia similis and fish Oreochromis niloticus based on 50% effective concentration (EC50) for in vivo tests, and 50% inhibiting concentration (IC50) for in vitro tests, for the DFB and its metabolite PCA. The DFB EC50 was 0.00096 mg.L-1, 0.009 mg.L-1 and > 100 mg L-1 for algae, daphnia and fish in acute test. The PCA EC50 for daphnia and fish was 0.27 mg.L-1 and 24 mg.L-1, respectively. In turn, the algae had no change in their growth during exposure to PCA. In biochemical in vivo assays the DFB and PCA caused alterations in the activities of acid and alkaline phosphatases, catalase and superoxide dismutase for test organisms. Thus, the enzymes studied were sensitive to the exposure of these compounds in vivo studies and may be used as biomarkers of water pollution resources by DFB and PCA. On the in vitro test, the enzymes were incubated with the compounds DFB and PCA at different concentrations, only the FAT and CAT of fish liver had decreased activity with exposure to different concentrations of PCA, therefore, were used for determination of kinetic constants Km, Ki and Vmax, and IC50. The FAT had a competitive inhibition (Ki 8,2 mM - Km 0,21 mM - Vmax 0.01211 and IC50 3.2 mM), the CAT had a non-competitive inhibition (Ki 0,030 mM - Km 56,3 - Vmax 0.001198 and IC50 0.20 mM) when the concentration of PCA was increased. The in vitro test was important because has clarified the mechanism of action of PCA on FAT and CAT fish enzymes. The results of this study showed that both compounds were toxic to test organisms and caused significant changes in biomarkers evaluated. Therefore, the use of DFB must be done carefully / Mestrado / Bioquimica / Mestra em Biologia Funcional e Molecular