A ampla diversidade metabólica das cianobactérias é associada não somente a sua importância nos ciclos biogeoquímicos, mas também a sua distribuição global. Tal característica também é responsável pela capacidade destes organismos em produzir uma ampla variedade de substâncias de estruturas incomuns e atividades de interesse para o homem. Microcystis é um gênero cianobacteriano reconhecido como produtor de mais de duas centenas de produtos naturais, incluindo cianotoxinas. Microcystis aeruginosa é uma espécie frequentemente encontrada em florações, portanto causando preocupações sobre sua influência ecológica, especialmente em corpos d\'água doce utilizados para consumo humano. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi o levantamento da diversidade e quantidade de metabólitos secundários que podem ser produzidos pela espécie, através de análises genômicas, além de variáveis que podem potencialmente interferir nas análises computacionais, procurando-se por padrões na espécie, e comparando-se 18 linhagens de todos os continentes. Foi encontrado o total de 235 agrupamentos relacionados ao metabolismo secundário, categorizados em 12 classes segundo as estruturas de seus produtos, nas 18 linhagens, evidenciando a riqueza de agrupamentos relacionados ao metabolismo secundário encontrados nesta espécie. Destes agrupamentos, os mais abundantes pertencem às categorias dos Terpenos, Híbridos, Bacteriocinas e NRPS. Entre as NRPS, nenhuma foi comum a todas as linhagens. Ainda, a quantidade de agrupamentos variou entre 6 e 21, e a quantidade de categorias de produtos variou entre 4 e 10, mostrando uma distribuição heterogênea de agrupamentos e tipos de metabólitos preditos. Esta distribuição heterogênea foi detalhada para melhor compreensão deste padrão encontrado na espécie. Dos agrupamentos de NRPS, os três mais frequentes foram selecionados para uma análise pormenorizada de sua estrutura e sequência: aeruginosina (15 linhagens), microcistina (11 linhagens), e micropeptina (15 linhagens). O agrupamento de micropeptina encontrado nas linhagens SPC777, TAIHU98 e PCC 9806 se mostrou amplamente dissimilar com relação à referência utilizada, potencialmente indicando um erro de identificação causado pela plataforma antiSMASH utilizada para a localização dos agrupamentos. Análises de colinearidade genômica mostram uma baixíssima sintenia entre os genomas das linhagens em análise, sugerindo frequentes eventos de reorganização genômica. Ainda, análises de pangenoma mostram um cenário em que mais genomas desta espécie são necessários para a estimativa da quantidade total de genes diferentes que a espécie pode possuir, o que é interessante para futuros estudos de procura de metabólitos secundários. Análises do genoma cerne apontam para uma estimativa segura de 1.944 genes comuns a todos os genomas desta espécie, o que corresponde entre 35% e 50% dos genes em cada linhagem. Análises estatísticas apontam para diferentes graus de interferência não linear da quantidade de sequências contíguas na observação de diferentes padrões de outras características genômicas, sugerindo precaução nas expectativas com relação ao metabolismo secundário em caso de linhagens em que a montagem gênica ultrapasse o limite superior aproximado de 100 sequências contíguas. / The wide metabolic diversity of cyanobacteria is associated not only with their importance in biogeochemical cycles, but also with their global distribution. Such a feature is also responsible for the ability of these organisms to produce a wide variety of substances with unusual structures and activities of interest to man. Microcystis is a cyanobacterial genus recognized as a producer of more than two hundred natural products, including cyanotoxins. Microcystis aeruginosa is a species frequently found in cyanobacterial blooms, thus causing concerns about its ecological influence, especially in freshwater bodies used for human consumption. In this way, the objective of this work was the survey of the diversity and quantity of secondary metabolites that can be produced by the species, through genomic analyzes, besides variables that can potentially interfere in the computational analyzes, searching for patterns in the species, and comparing 18 strains from all the continents. A total of 235 clusters, categorized in 12 classes according to the structure of their products, were found in the 18 strains, evidencing the richness of clusters related to the secondary metabolism found in this species. Of these clusters, the most abundant belong to the categories of Terpenes, Hybrids, Bacteriocins and NRPS. Among NRPS, none were common to all strains. Also, the number of groups ranged from 6 to 21, and the number of product categories ranged from 4 to 10, showing a heterogeneous distribution of predicted groupings and types of metabolites. Such a heterogeneous distribution was detailed for a better understanding of this pattern found in the species. Of the NRPS clusters, the three most frequent were selected for a detailed analysis of their structure and sequence: aeruginosin (15 strains), microcystin (11 strains), and micropeptin (15 strains). The micropeptide cluster found in the SPC777, TAIHU98 and PCC 9806 strains was widely dissimilar to the reference, só potentially indicating an identification error caused by the antiSMASH platform used to locate the clusters. Genomic collinearity analyzes showed a very low synteny among the genomes of the strains under analysis, suggesting frequent events of genomic reorganization. Also, pangenome analyzes show a scenario in which more genomes of this species are needed for the estimation of the total amount of different genes the species may possess, which is interesting for future studies conserning secondary metabolites. Coregenome analyzes point to a reliable estimate of 1,944 genes common to all genomes of this species, which corresponds to 30% up to 50% of the genes in each strain. Statistical analyzes point to different degrees of non-linear interference of the number of contiguous sequences on the observation of different patterns of other genomic characteristics, suggesting necessary caution about expectations regarding the secondary metabolism in case of strains in which the gene assembly exceeds the approximate upper limit of 100 contiguous sequences.

Os três reservatórios rasos e em série localizam-se no Parque Estadual das Fontes do Ipiranga (PEFI), região sudoeste do município de São Paulo, numa unidade de conservação que abriga as nascentes do histórico riacho do Ipiranga. O primeiro reservatório recebe água do Lago das Garças, um sistema artificial eutrófico, onde já foram detectadas florações de cianobactérias potencialmente tóxicas e com problemas ecológicos, sanitários e estéticos. Objetivo. Analisar a variação sazonal da comunidade fitoplanctônica de três reservatórios rasos subseqüentes a um lago hipereutrófico localizado no município de São Paulo/SP, visando avaliar a qualidade da água durante o sistema em série. Material e Métodos. As coletas foram realizadas trimensalmente durante o período de um ano (outubro/2005 a julho/2006), em uma estação de amostragem em cada um dos três reservatórios e a duas profundidades: superfície e fundo. Foram determinadas variáveis morfométricas (área superficial, perímetro, comprimento máximo e profundidade), climatológicas (temperatura do ar e precipitação), físicas e químicas (temperatura da água, transparência, zona eufótica, pH, condutividade, turbidez, oxigênio dissolvido, demanda bioquímica de oxigênio, fósforo total e ortofosfato, nitrogênio total e amoniacal), biológicas (coliformes totais e termotolerantes, clorofila-a, feofitina, composição florística, densidade total, biovolume, estimativa do número de células e espécies descritoras) e aplicações de índices biológicos. Na análise qualitativa foi empregada a rede de malha de 20 µm e identificação em microscópio óptico binocular com câmara clara. Na análise quantitativa, foi utilizado a garrafa coletora e método de sedimentação em câmara de volume definido e contagem em microscópio invertido. A ordenação dos dados foi realizada por meio da análise de componentes principais (ACP) e análise de correspondência canônica (ACC). Resultados. Como conseqüência da floração de cianobactérias registradas nos três reservatórios, foram identificados 125 táxons distribuídos em 12 classes. A classe com maior representatividade foi Chlorophyceae com 38,8%, seguida por Cyanobacteria (23,8%), Euglenophyceae (8,7%), Cryptophyceae (6,3%), Zygnemaphyceae (5,5%), Bacillariophyceae (4,7%) e 11,1% para as demais classes (Chrysophyceae, Coscinodiscophyceae, Dinophyceae, Xanthophyceae, Craspedomonadophyceae e Fragilariophyceae). Os táxons que apresentaram 100% de freqüência foram: Microcystis aeruginosa, Cylindrospermopsis raciborskii, Planktothrix agardhii (Cyanobacteria). As espécies descritoras que podem ser consideradas como bioindicadoras de poluição foram Cylindrospermopsis raciborskii e Chroococcus minutus, que juntas contribuíram com 79,4% de toda densidade deste estudo. Conclusões. A comunidade fitoplanctônica respondeu sazonalmente às estações do ano, predominando a classe Cyanophyceae na primavera e a classe Chlorophyceae nas demais estações e não houve melhoria na qualidade da água durante a série. / The three shallow cascading reservoir system are located in Parque Estadual das Fontes do Ipiranga (PEFI) Biological Reserve in the southern of São Paulo city where located headwater Ipiranga Stream. The first reservoir is linked to Lago das Garças, a shallow and eutrophic environment, where have become frequent blooms of Cyanobacteria that produce aggressive toxins which cause problems to environment and public health. Objective. This study aimed to analyze the sazonal variation of the phytoplankton community of three shallow cascading reservoir system subsequent of a eutrophic lake and avaliated the water quality. Material and Methods. Samples were collected quarterly during the period of one year (October/2005 to July/2006), in the deepest part of the each lake, in two depths. Morphometric variables (superficial area, perimeter, maximum length and depth), climatic variables (air temperature and precipitation), physical and chemical variables (water temperature, transparence of water, euphotic zone, pH, conductivity, turbidity, dissolved oxygen, biochemical oxygen demand, nutrients), biological variables (total and fecal coliforms, chlorophyll-a, pheopigments, species composition, density, biovolume, cells number and descriptions species) were determined. Qualitative samples were collected at the surface using planktonic net (20 µm) and identificated using a binocular optic microscope. Quantitative samples were obtained by collecting bottle and counting in inverted microscope. Multivariate statistical analysis was applied to calculate the correlations between biological and environmental data. Results. The phytoplankton community was composed of 125 taxons distributed in 12 classes: Chlorophyceae (38,8%) was the main class regarding species richness and density, followed by the Cyanobacteria (23,8%), Euglenophyceae (8,7%), Cryptophyceae (6,3%), Zygnemaphyceae (5,5%), Bacillariophyceae (4,7%) and 11,1% for others classes (Chrysophyceae, Coscinodiscophyceae, Dinophyceae, Xanthophyceae, Craspedomonadophyceae and Fragilariophyceae). Taxons that had appeared during all study are: Microcystis aeruginosa, Cylindrospermopsis raciborskii, Planktothrix agardhii (Cyanobacteria). Cylindrospermopsis raciborskii and Chroococcus minutus are descriptions species and they can be considered bioindicator of pollution because their density are elevated (79,4% of total density). Conclusions. The phytoplankton community as well as the environmental variables responded to the seasonality, predominance of Cyanophyceae in spring and Chlorophyceae in others stations. It didn’t have improvement in the quality of the water during the serie.

A biodiversidade de cianobactérias e algas fitoplanctônicas foi estudada em duas das maiores represas da Região Metropolitana de São Paulo (RMSP): Billings e Guarapiranga, que fornecem água para o abastecimento de milhões de pessoas. As amostras foram coletadas bimensalmente, em pontos próximos à captação da Sabesp, durante o período de janeiro/2004 a dezembro/2004. As amostras foram filtradas com rede de plâncton de 20m de abertura de malha, preservadas em formol e depositadas no Herbário do Instituto de Botânica (SP). Foram identificados, descritos e ilustrados, 84 táxons para as represas Billings (Braço Taquacetuba) e Guarapiranga, sendo: 36 de Chlorophyceae (43%); 17 de Cyanobacteria (20%); 13 de Euglenophyceae (15,5%); 7 de Bacillariophyceae (8,5%); 5 de Zygnematophyceae (6%); 3 de Xantophyceae (3,5%); 2 de Dinophyceae (2,5%) e 1 de Chrysophyceae (1%). Vinte e três táxons foram considerados como primeiras referências para as represas estudadas. Nove espécies de cianobactérias potencialmente tóxicas foram identificadas para as duas represas. O resultado do índice de similaridade de Sörensen apontou alta similaridade entre as floras fitoplanctônicas de ambas as represas. / Biodiversity of planktonic cyanobacteria and algae in two of the greatest reservoirs from the Metropolitan Region of São Paulo (RMSP), Billings and Guarapiranga, which supply water for millions of people was studied. The samples were collected every two months, in a specific site (Sabesps water sourcing) in both reservoirs, from January to December 2004. The samples were filtered using a plankton net (20m) and were preserved with formaldehyde. The studied samples were kept in the Herbarium of the Institute of Botany (SP). Eighty-four taxa were identified, described and illustrated: thirty-six belong to Chlorophyceae (43%); seventeen to Cyanobacteria (20%); thirteen to Euglenophyceae (15.5%); seven to Bacillariophyceae (8.5%); five to Zygnematophyceae (6%); three to Xantophyceae (3.5%); two to Dinophyceae (2.5%) and one to Chrysophyceae (1%). Twenty three taxa were considered as new references to the studied reservoirs and nine potentially toxic species of cyanobacteria were identified. The Sorensen index showed high similarity between the phytoplanktonic floras of both reservoirs.

As cianobactérias são micro-organismos reconhecidos por seu potencial em produzir cianotoxinas que afetam não só o ecossistema e a outros organismos dos ambientes aquáticos, mas também aos seres humanos, agindo em diversos órgãos e tecidos. Cerca de 600 metabólitos secundários produzidos por cianobactérias já foram descritos na literatura, sendo que muitos deles possuem potencial biológico. Os peptídeos de baixo peso molecular, produzidos por cianobactérias chamados cianopeptídeos, dos quais se podem citar as anabaenopeptinas, aeruginosinas, microviridinas, cianopeptolinas e microgininas, são compostos provindos do metabolismo secundário de cianobactérias e são descritos como inibidores de proteases e fosfatases em alguns sistemas biológicos. Sendo assim, o objetivo do estudo foi identificar a ocorrência de cianopeptídeos em cianobactérias brasileiras e testar seu efeito de inibição da atividade sobre enzimas proteases. Os objetos de estudo foram: uma linhagem da espécie Sphaerospermopsis torques-reginae, duas de Cylindrospermopsis raciborskii, duas de Microcystis sp, uma de Oscillatoria e uma de Pseudanabena sp. A partir dos resultados obtidos pode-se afirmar que do total de linhagens analisadas, ao menos 4 destas parecem produzir os cianopeptídeos de interesse, quando avaliados por cromatografia líquida de alta eficiência com detector de arranjo de diodos (HPLC-DAD). Em seguida, culturas de duas linhagens de C. raciborskii (uma produtora e outra não produtora de saxitoxina) foram amostradas a cada 3 dias, para a avaliação do crescimento celular, produção de cianopeptídeos e de saxitoxina e suas variantes. Não foi possível confirmar a produção de cianopeptídeos nas duas linhagens desta espécie. Por outro lado, foi evidenciado um aumento da produção de saxitoxinas quando cultivada num meio sem nitrogênio em comparação com a condição controle. Quando analisada a linhagem de Microcystis sp. (LTPNA 08), produtora de microcistinas, foi possível confirmar por cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas (LC-MS) a produção de dois cianopeptídeos, sendo estes, duas microgininas. Desta forma, desenvolveu-se um método cromatográfico para a separação desses compostos e purificação por cromatografia líquida semi-preparativa, onde foi possível a obtenção de frações enriquecidas de microgininas e microcistinas-RR e LR, com cerca de 70%, 86% e 97% de pureza. Por fim, realizaram-se ensaios avaliando a atividade da enzima conversora de angiotensina (ECA) e aminopeptidase M (AMP M) com as frações isoladas de microgininas e microcistina-LR. A atividade da ECA foi ± 50% inibida pelas frações testadas de cianopeptídeos, microcistina-LR isolada e microcistins-lR comercial. A atividade da AMP M foi 100% e 24,5% inibida quando incubada com 20 µM da fração de microgininas e microcistina-LR, respectivamente. Desta forma, as microgininas isoladas de cianobactérias brasileiras, mostraram-se como importantes inibidores da ECA e AMP M, podendo, no futuro, serem utilizadas como compostos para o tratamento de patologias cardiovasculares e renais. / Cyanobacteria are micro-organisms recognized for their potential to produce cyanotoxins that affect not only the ecosystem and other organisms of aquatic environments, but also humans, acting in various organs and tissues. Around 600 secondary metabolites produced by cyanobacteria have been described in the literature; many of them have biological potential. Low molecular weight peptides produced by cyanobacteria are called cyanopeptides, among them we can cite the anabaenopeptins, aeruginosins, microviridins, cyanopeptolins and microginins, these compounds are derived from secondary metabolisms of cyanobacteria and apparently cause inhibition of proteases and phosphatases in some biological systems. Therefore, this study targeted the identification of the occurrence of cyanopeptides in Brazilian cyanobacterias and testing its effect on the inhibition of proteases activity. The targets of study were: a strain of species Sphaerospermopsis torques-reginae, two strains of Cylindrospermopsis raciborskii, two strains of Microcystis sp. and, one strain of Pseudanabena and Oscillatoria sp. From the results obtained in this study it can be stated that at least four of the total of strains analyzed appear to produce cyanopeptides of interest, when analyzed by high-performance liquid chromatography whit phodo diodo array detector (HPLC-PDA). The cultures of two strains of C. raciborskii (a producer of saxitoxin and a non-producer) were sampled every 3 days for assessment of cell growth, production of cyanopeptides and saxitoxins. It was not possible to confirm the production of cyanopeptides in strains of this species. Nevertheless, an increase in production of saxitoxins was shown when cultivated in an environment without nitrogen, as compared to the control condition. When the strain of Microcystis sp. (LTPNA 08), a producer of microcystins, was analyzed, the production of two cyanopeptides was confirmed by using liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS). After confirmation, a method using HPLC-PDA was used to do the separation and purification of these compounds by semi-preparative chromatography, in which it was possible to obtain an enriched fraction of microginins, microcystin-RR and microcystin-LR with approximately 70%, 86% and 97% purity, respectively. Lastly, inhibition experiments were run with angiotensin-converting enzyme (ACE) and aminopeptidase M (AMP M) with the isolated fractions. The microginins fractions, MC-LR commercial and MC-LR isolated, showed an inhibition of ± 50% of the angiotensin-converting enzyme. The activity of AMP M was 100% and 24.5% inhibited when incubated with microginins and microcystin-LR fractions in a concentration of 20 µM, respectively. Thus, isolated microginins from Brazilian cyanobacteria have exhibited properties as potential therapeutic agents in development of inhibitors of ACE and AMP M, which can be a benefit of using these molecules in the treatment of cardiovascular and renal pathologies.

Introdução: Os problemas ambientais estão ocorrendo cada vez com mais freqüência, e um destes problemas está relacionado com a água, pois águas de boa qualidade na natureza estão ficando mais escassas. Objetivo: O objetivo do presente estudo é avaliar as condições ambientais em que se encontram as águas captadas por 4 estações de tratamento de água, sendo cada uma delas localizadas em 4 cidades, as quais são: Bragança Paulista, Piracaia, Nazaré Paulista e Mairiporã; e cujas águas são pertencentes aos mananciais que fazem parte do Sistema Cantareira. Metodologia: A metodologia está baseada a partir de dados secundários obtidos de relatórios e análises realizadas pela SABESP (Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo), no período de 2002 a 2008. Uma das formas de avaliação dos efeitos da poluição causados por mudanças ambientais ou atividades antrópicas, sobre a vida aquática dos mananciais, pode ser com o uso de bioindicadores. Variáveis bióticas e abióticas são as ferramentas deste estudo que estão inter-relacionadas, dependendo da influência que uma causa sobre a outra. Como variável biótica que indica poluição, destaca-se as cianobactérias, por serem estas resistentes aos poluentes. Este trabalho busca informações de variáveis abióticas em decorrência da própria mudança ambiental, para melhor avaliação sobre as variáveis bióticas fornecidas por microrganismos planctônicos como o crescimento de cianobactérias em águas continentais, por exemplo, aumento de poluentes como o excesso de nitrogênio e fósforo total do corpo dágua, alterações de natureza climática como a variação de temperatura da água, e a concentração de oxigênio dissolvido da água. Para efeito de comparação com as cianobactérias, foram utilizadas as algas verdes, desta forma procurou-se avaliar num determinado período de tempo as condições ambientais das águas captadas pelas estações de tratamento situadas ao longo do Sistema Cantareira, mostrando que o crescimento da densidade de cianobactérias aponta para um aumento gradual de poluição. Resultados: Os resultados indicam que no período do estudo, houve um aumento no número de cianobactérias em todos os reservatórios considerados: Bragança Paulista (75 por cento), Piracaia (105 por cento), Nazaré Paulista (22 por cento) e Mairiporã (179 por cento) / Introduction: The environmental problems are happening every time with more frequency, and one of these problems is related with the water, because waters of good quality in the nature are being scarcer. Objective: The objective of the present study is to evaluate the environmental conditions in that meet the waters captured by 4 water treatment plants, being located each one of them in 4 cities, which are: Bragança Paulista, Piracaia, Nazaré Paulista and Mairiporã; and whose waters are belonging to the sources that are part of the Cantareira System. Method: The methodology is based starting from obtained secondary data of reports and analyses accomplished by SABESP (Company of Basic Sanitation of the State of São Paulo), in the period from 2002 to 2008. One in the ways of evaluation of the effects of the pollution caused by environmental changes or anthropogenic activities, about the aquatic life of the watershed, it can be with the bioindicators use. Variable biotics and abiotics are the tools of this study that are interrelated, depending on the influence that a cause on the other. As variable biotic that indicates pollution, stands out the cianobactérias, for they be these resistant ones to the pollutants. This work search for information of abiotic variables due to the own environmental change, for better evaluation on the biotic variables supplied by planktonic microorganisms as the cyanobacteria growth in continental waters, for example, increase of pollutants as the excess of nitrogen and total phosphorus of the body of water, alterations of climatic nature as the variation of temperature of the water, and the concentration of dissolved oxygen of the water. For comparison effect with the cyanobacterias, the green algae were used, this way it tried to evaluate in a certain period of time the environmental conditions of the waters captured by the treatment plants located along the Cantareira System, showing that the growth of the cyanobacteria density indicate for a gradual increase of pollution. Results: The results indicate that in the period of the study, there was an increase in the cyanobacteria number in all the considered reservoirs: Bragança Paulista (75per cent), Piracaia (105per cent), Nazaré Paulista (22per cent) and Mairiporã (179per cent)

Algumas espécies de cianobactérias podem produzir diferentes tipos de peptídeos bioativos (cianopeptídeos), como aeruginosinas, cianopeptolinas, microgininas, microviridinas, anabaenopeptinas e microcistinas. As microcistinas, que compõem a classe mais conhecida na literatura científica, são hepatotoxinas e inibem fosfatases do tipo 1 e 2A. Já as microgininas, moléculas inibidoras da enzima conversora de angiotensina (ECA) e de outras proteases, são importantes candidatas ao desenvolvimento de fármacos anti-hipertensivos. No entanto, as funções fisiológicas desses compostos ainda não foram completamente elucidadas. O objetivo desse estudo é identificar e isolar cianopeptídeos, especialmente da classe das microgininas, produzidos por cepas de cianobactérias brasileiras. O fracionamento dos extratos das cianobactérias foi biomonitorado por meio de ensaios de inibição da ECA. Para tanto, foram produzidos extratos de culturas de 59 cepas de cianobactérias mantidas em laboratório e, quando pertinente, seguiu-se o pré-fracionamento por extração em fase sólida em coluna de fase reversa. As frações obtidas foram testadas para a inibição da ECA e analisadas por cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas (LC-MS). Nos casos em que houve inibição, o fracionamento foi continuado por cromatografia líquida de alta eficiência semipreparativa para o isolamento dos cianopeptídeos. As espécies analisadas pertencem aos gêneros: Microcystis, Oscillatoria, Radiocystis, Sphaerocavum, Sphaerospermopsis, Cylindrospermopsis, Leptolyngbya, Pleurocapsa, Chrooccocidiopsis, Nostoc, Brasilonema, Desmonostoc, Oculatella e Limnothrix. Além de outras espécies das famílias Pseudanabaenaceae, Nostocaceae e Michochaetaceae que não tiveram suas identificações concluídas. Nas análises por HPLC-DAD não foram encontrados picos com espectros de UV característicos de microgininas nas 59 cepas avaliadas. Esses resultados foram corroborados por análises por LC-MS, nas quais também não foi possível a detecção desses compostos. Como método de triagem, as análises por LC-MS triplo quadrupolo foram conduzidas via precursor ion scan para o monitoramento das perdas m/z 128 e 142, que são fragmentos oriundos do aminoáciodo Ahda, exclusivamente presente em microgininas. Algumas linhagens se revelaram produtoras de variantes do cianopeptídeo microcistina, possuindo absorção UV máxima em 238 nm. Amostras de Israel, doadas pelo Prof. Shmuel Carmeli, da Universidade de Tel Aviv, também foram analisadas por espectrometria de massas no modo precursor ion para a investigação da produção de microgininas. Foram encontrados íons de m/z 128 e 142 em uma das amostras de Israel. Ensaios enzimáticos iniciais da ECA foram realizados com frações das cepas controle LTPNA 08 e 09, sabidamente produtoras de microgininas. Realizou-se a otimização do método inicial de detecção dos cianopeptídeos para que fosse procedido o isolamento dos compostos de interesse da cultura LTPNA 08. As frações obtidas foram analisadas por cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas (LC-MS) e isoladas por um coletor de frações. 4,8 mg de microgininas foram obtidos com o isolamento das moléculas a partir de 3 g de biomassa seca da linhagem. Ensaios enzimáticos de inibição da ECA com as frações isoladas de microgininas e microcistina-LR comercial também foram realiazados. Os resultados mostram que tanto as microgininas quanto a microcistina-LR comercial apresentam potencial de inibição da enzima ECA. As microgininas e a microcistina-LR podem ser consideradas como novas moléculas a serem estudadas para o desenvolvimento de fármacos inibidores da ECA. Continuar a investigação da produção desses compostos é relevante tanto por seu potencial ecotoxicológico quanto por seu potencial farmacológico. / Some cyanobacterial species can produce different types of bioactive peptides (cyanopeptides), such as aeruginosins, cyanopeptolins, microginins, microviridins, anabaenopeptins and microcystins. Microcystins are well known in the scientific literature as hepatotoxins that inhibit phosphatases type 1 and 2A. Microginins are reported as inhibitors of the angiotensin converting enzyme (ACE) and other proteases, being important candidates for the development of anti-hypertensive compounds. Nevertheless, the physiological functions of these compounds have not been fully elucidated. The aim of this study is to isolate and identify cyanopeptides, namely microginins, produced by Brazilian cyanobacterial strains. The fractionation of cyanobacterial extracts was screened by ACE inhibition assays. Extracts of 59 cyanobacterial strains were produced from cultures cultivated under laboratory conditions and, in cases where microginins were found, prefractionation were carried out by solid phase extraction on a reverse phase column. The fractions obtained were tested for inhibition of ACE and analyzed by liquid chromatographymass spectrometry (LC-MS) by using precursor ion scan to monitor the loss of m/z 128 and 142, typical fragments detected from the amino acid Ahda, which is exclusively found in microginins. In cases where fractions demonstrated inhibitory activity, the fractionation was continued by semi-preparative high performance liquid chromatography for the isolation of cyanopeptides. The analyzed species belong to the genere: Microcystis, Oscillatoria, Radiocystis, Sphaerocavum, Sphaerospermopsis, Cylindrospermopsis, Leptolyngbya, Pleurocapsa, Chrooccocidiopsis, Nostoc, Brasilonema, Desmonostoc, Oculatella and Limnothrix. And other species of Pseudanabaenaceae, Nostocaceae and Michochaetaceae families did not have their peptides completely characterized. Analyses of HPLC-DAD did not revealed characteristic features by UV spectra of microginins in the 59 strains. These results were corroborated by analyses of LC-MS triple quadrupole, microginins were not detected as well. Some strains were positive for microcystin variants, showing maximum UV absorption at 238 nm and typical MS/MS spectra. Initial enzyme assays for the inhibition of ACE were performed with fractions of the control strains LTPNA 08 and 09, known as microginins\' producers. Samples fromIsrael, kindly donated by Prof. Shmuel Carmeli, of Tel Aviv University, were analyzed by mass spectrometry in the precursor ion mode for the investigation of microginins. Ions m/z 128 and 142 were founded on one sample of Israel. A HPLC method was optimized for the detection and isolation of cyanopeptides produced by culture LTPNA 08. Fractions isolated by semi-preparative HPLC were analyzed by LC-MS and collected when UV and MS spectra were characteristically similar to microginins . 4.8 mg of microginins were obtained by semi-preparative HPLC from 3 g of dried strains. The inhibition assays of ECA were performed with fractions of microginins and microcystin-LR analytical standard. The results showed that microginins as well as microcystin-LR have the potential of inhibiting ACE. Microginins and microcystin-LR can be considered as target molecules for the study of ACE inhibitors. Further research on the production of these classes of peptides is relevant because of its ecotoxicological and pharmacological potential.

O presente estudo propõe-se em investigar os componentes das crostas biológicas de solo (CBS) visando compreender o comportamento e as inter-relações das CBS em areais do Estado do Rio Grande do Sul (RS), no extremo meridional do Brasil. Pode ser entendido como uma análise exploratória de CBS existentes em nos areais do bioma Pampa, no sudoeste do RS, através de levantamento florístico e de características do solo. A pesquisa visa contribuir para estudos sobre o papel desse componente biótico na pedogênese e estabilidade da superfície de solos em áreas com processos de arenização. As amostras foram coletadas em maio de 2014 e 2015 em três locais, sendo duas por sítio, nos municípios de Alegrete e São Francisco de Assis. O sítio analisado em Alegrete se constitui de um areal recoberto por plantio de eucalipto, já os sítios em São Francisco de Assis se caracterizam por areais que sofrem processos de ravinamento, um sem interferência humana e o outro com ravina estabilizada artificialmente. As costas biológicas foram coletadas com placa de Petri invertida para garantir uma profundidade máxima de 2 cm e o mesmo volume para todas as amostras. A subsuperfície do solo também foi amostrada para análises texturais e químicas. A análise do material biológico foi realizada em estereoscópio e microscópio óptico (400-1.000x) onde verificou-se que a composição florística é constituída por 13 táxons de cianobactérias destacando-se espécies filamentosas, 2 táxons de líquens e um táxon de briófitas. Os resultados mostram que a sequência de sucessão se mostrou desde estágios primários – com manchas de cianobactérias – a táxons mais evoluídos com musgos de grande espessura. Foram observadas diferentes morfologias para as CBS, seguindo os padrões taxonômicos suave, rugoso, pinacular e ondulado. As amostras de solo sub-superficiais, confirmaram a textura arenosa e baixa fertilidade dos Neossolos Quartzarênicos Órticos nos sítios de estudo. Uma conclusão geral a partir dos estudos prévios, dos materiais analisados e das observações em campo corrobora afirmações de pesquisas que alertam para a elevada suscetibilidade dos solos destes locais do Rio Grande do Sul a processos erosivos hídricos e eólicos. / This study aims to investigate the biological soil crusts (BSC) components in order to understand the behaviour and the interrelations of BSC in some areais (sand deposits with no vegetation cover) of Rio Grande do Sul (RS), the southernmost Brazilian State. It can be understood as an exploratory analysis of existing BSC in Pampa geographic sites in southwestern RS through floristic survey and soil characteristics. The research aims to contribute to studies on the role of the biotic component in pedogenesis and stability of the soil surface in sites under sandification processes. The samples were collected in May 2014 and 2015 in three locations, two per site, in Alegrete and São Francisco de Assis. The analysed site in Alegrete constitutes a sandy terrain covered with eucalyptus plantation (29°42'35.48''S and 55°25'13.47"W), while the sites in São Francisco de Assis are characterized by sands that suffer processes of ravine, one without human intervention (29°30'54.98"S and 55°07'23.07"W) and the other with artificially stabilised ravine (29°23'58.85"S and 55°13'37.60"W). The biological crusts were collected with inverted Petri dish to ensure a maximum depth of 2 cm and the same volume for all samples. The soil subsurface was also sampled for textural and chemical analysis. The analysis of biological material was carried out in the stereoscope and optical microscope (400-1000x) where it was found that the floristic composition consists of 13 taxa of cyanobacteria highlighting filamentous species, 2 taxa of lichens and 1 taxon of bryophytes. The sequence of succession showed from early stages - with spots of cyanobacteria – to most advanced taxa with thick mosses. Different morphologies were observed for BSC, following the taxonomic patterns smooth, rough, pinacular and wavy. The subsurface soil samples confirmed the sandy texture and low fertility of the Psamments in the study sites. general conclusion from previous studies of the analysed materials and field observations corroborates research statements that warn of the high susceptibility of soils from these sites in Rio Grande do Sul to water and wind erosion, so this study recommends adoption of maximum care of soil conservation for whatever the intended use of the studied areas.

Os reservatórios no Brasil, especialmente no Estado de São Paulo, são importantes ecossistemas que foram construídos nos últimos 40 anos. Alguns destes reservatórios, principalmente os do sistema em cascata do Médio e Baixo rio Tietê, encontram-se em estado eutrófico. Florações de cianobactérias são freqüentemente relacionadas a estas condições eutróficas, o que compromete os usos múltiplos destes reservatórios, implicando em riscos à saúde humana e à biota aquática. Os objetivos deste estudo foram investigar a ocorrência, distribuição e freqüência de florações de cianobactérias nestes reservatórios, assim como quantificar as concentrações das cianotoxinas e a toxicidade destas florações, relacionando-as aos parâmetros físicos e químicos no ambiente que, eventualmente, atuam como indutores da dominância das cianobactérias. Amostras (10 L) com florações de cianobactérias foram coletadas à montante e próximo dos seis reservatórios do Médio e Baixo rio Tietê (Barra Bonita, Bariri, Ibitinga, Promissão, Nova Avanhandava e Três Irmãos), entre novembro/2002 e outubro/2003. Alíquotas (100 mL) dessas amostras foram coletadas e preservadas (formalina 4 %) para identificação e quantificação em laboratório. O material restante foi congelado e liofilizado para identificação e quantificação de cianotoxinas, e para testes ecotoxicológicos. Variáveis físicas e químicas da água foram tomadas nos locais de amostragem, e amostras complementares de água foram coletadas com bomba de sucção integrando toda a coluna d´água. Nestas amostras, foram efetuadas análises de nutrientes totais e dissolvidos, clorofila-a e composição da comunidade fitoplanctônica. Os testes de toxicidade de diferentes concentrações de extratos de cianobactérias (liofilizados) foram realizados por exposição de neonatos de Daphnia similis, Ceriodaphnia dubia, Ceriodaphnia silvestrii (48h), e por injeções intraperitoniais em camundongos Swiss albino (24h). Os resultados demonstraram que a classe Chlorophyceae obteve a maior riqueza de espécies, enquanto que Cyanophyceae obteve a maior freqüência e densidade de organismos nas amostras analisadas. Cianobactérias tóxicas, principalmente dos gêneros Microcystis, Anabaena, Cylindrospermopsis, Raphidiopsis e Planktothrix foram encontradas em todas as amostras coletadas. Cianotoxinas, como microcistinas, foram detectadas na maioria dos reservatórios com valores que variaram de 2,17 a 150 'mü'g/L. Contudo, toxinas paralisantes, como saxitoxinas, foram encontradas em alguns reservatórios, com valores máximos variando de 4,53 a 6,93 'mü'g eq. STX/L. Todas as amostras testadas apresentaram toxicidade, com variações de 'CE IND.50'-48h nos microcrustáceos, de 0,10 a 1,32 mg/mL (p.s.) para Daphnia similis, 0,2 a 1,70 mg/mL (p.s.) para Ceriodaphnia dubia e 0,09 a 1,20 mg/mL (p.s.) para Ceriodaphnia silvestrii. Com relação aos testes realizados com camundongos Swiss albino, a 'DL IND.50'-24h variou de 48 a 904 mg/kg (p.s.). Embora tenha sido demonstrada a redução gradativa da concentração de nutrientes ao longo do rio, principalmente de fósforo e nitrogênio (total e dissolvido), indicando a capacidade depurativa dos sistemas ao longo da seqüência de reservatórios em cascata, o presente estudo demonstrou que ainda assim há manutenção de condições favoráveis para o desenvolvimento de florescimentos de cianobactérias tóxicas em todos os reservatórios. Os resultados demonstraram que o processo de eutrofização contínua e a presença de florações de cianobactérias tóxicas nos reservatórios podem representar riscos potenciais à biota aquática ou às populações humanas que utilizam essas águas para fins diversos. Esta situação representa um desafio no manejo desse sistema em cascata, segundo as características operacional do sistema, tais como o tempo de residência da água e outros fatores a serem considerados nestas construções / Reservoirs in Brazil, particularly in São Paulo State, are important ecosystems which were built up successively in the last 40 years. Some of these reservoirs, mainly at the Middle and the Low Tietê river cascade system are eutrophic. Frequently cyanobacterial blooms are related to these eutrophic conditions which compromise the multiple use of the reservoir, implicating risk to human health and aquatic biota. This study aims to investigate occurrence, distribution and frequency of cyanobacterial blooms in these reservoirs, just as quantify cyanotoxin concentrations, and toxicity of these blooms, relating with physical and chemical environmental parameters as inductors of the dominant of cyanobacteria. Samples (10 L) of cyanobacterial blooms were collected near to the six reservoirs of the Middle and Low Tietê river (Barra Bonita, Bariri, Ibitinga, Promissão, Nova Avanhandava and Três Irmãos), between November/2002 and October/2003. Samples of cyanobacterial blooms were taking from each reservoir with plankton net (20 mm). Aliquot (100 mL) of samples were collected and preserved (formalin 4 %) for laboratory identification and quantification. The material remaining were frozen and lyophilized for determination and quantification of cyanotoxins, and for ecotoxicological tests. The water physical and chemical variables were evaluated in situ, as well as complementary water samples were collected with a water-pump integrating all the water column to analysis of total and dissolved nutrients, chlorophyll-a and the composition phytoplankton community. The tests of toxicity of different concentrations of cyanobacterial extracts (lyophilized) were carried out by exposition of neonates of Daphnia similis, Ceriodaphnia dubia, and Ceriodaphnia silvestrii (48h), and intraperitoneal injection in Swiss albino mice (24h). The results demonstrate that the Chlorophyceae class had the higher richness of species, while Cyanophyceae had the higher frequency and density of organisms in analysed samples. Toxic cyanobacteria, mainly of genera Microcystis, Anabaena, Cylindrospermopsis, Raphidiopsis and Planktothrix, were found in all samples collected. Cyanotoxins, mainly microcystins, were detected in the majority of reservoirs which values were between 2.17 and 150 'mü'g/L. However, paralytic toxins, such as saxitoxins, were found in some reservoirs, which maximum values ranged from 4.53 to 6.93 'mü'g eq. STX/L. All tested samples were toxic, with range of 'CE IND.50'-48h in the microcrustaceans, from 0.10 - 1.32 mg/mL (d.w.) to Daphnia similis, from 0.2 - 1.70 mg/mL (d.w.) to Ceriodaphnia dubia and from 0.09 - 1.20 mg/mL (d.w.) to Ceriodaphnia silvestrii. With respect to Swiss albino mice test, 'DL IND.50'-24h varied from 48 - 904 mg/kg (d.w.). Although was demonstrated gradual reduction of nutrients downstream, mainly phosphorus and nitrogen (total and dissolved), indicating the depurative capacity of cascade reservoirs sequence, the present study still has demonstrated the maintenance of favorable conditions to development of to toxic cyanobacterial blooms in all the reservoirs. Results demonstrate that the continuous eutrophication process and toxic cyanobacterial blooms in these reservoirs could represent a potential risk to the aquatic biota and human populations who use these waters for multiple purposes. This situation represents a challenge in the management of cascade system, according to reservoirs operational system, such as water residence time and other factors which should be considered in these constructions

Microalgas e cianobactérias têm sido amplamente recomendadas para biomonitoração de metais pesados e outros poluentes, sendo considerados indicadores sensíveis às alterações ambientais e utilizados como organismos testes na regulamentação dos níveis de metal. Estes micro-organismos fotossintetizantes são produtores primários da base da cadeia alimentar aquática e são os primeiros a serem afetados pela poluição por metais pesados. O cobre é um metal normalmente considerado como nutriente essencial para a vida aquática mas pode ser tóxico para algumas espécies. Portanto, neste estudo foram avaliados o efeito tóxico e a bioacumulação de cobre (II) em quatro espécies de micro-organismos fotoautotróficos componentes do fitoplâncton dulcícola, duas cianobactérias filamentosas (Anabaena sp. e Oscillatoria sp) e duas microalgas da classe das clorofíceas (Monorraphidium sp. e Scenedesmus sp.). O meio de cultivo utilizado nos ensaios foi o ASM-1 com e sem a presença de cobre (0,6 mg/L a 12 mg Cu2+/L) onde, o efeito tóxico do metal foi monitorado por contagem celular para as microalgas e por peso seco para as cianobactérias. A bioacumulação do metal foi avaliada da mesma forma para todos os micro-organismos, através de coletas de amostras no decorrer do experimento e determinação da concentração de cobre em solução por espectrometria de absorção atômica com chama. Os resultados obtidos mostram que o efeito tóxico do metal é diretamente proporcional à concentração inicial para os micro-organismos estudados, mas que o cobre (II) foi mais tóxico para as cianobactérias que para as microalgas verdes. A bioacumulação teve uma relação direta com o efeito tóxico do metal sobre os micro-organismos. Os resultados obtidos permitem sugerir que cobre (II) tem efeito negativo no fitoplâncton, inibindo o crescimento e alterando parâmetros metabólicos como a fotossíntese. A bioacumulação do metal pode comprometer os níveis tróficos da cadeia alimentar, afetando seu transporte para seres superiores / Microalgal and cyanobacterial cells are widely used in the biomonitoring of metal contaminated areas as well as other pollutant agents, being considered sensitive microorganisms in relation to environmental changes and also used as test-organisms in the regulation of low levels of metals. These photosynthesizing microorganisms are primary producers in the aquatic food chain, and are the first ones to be affected by heavy metal pollution. Copper is a metal usually considered as an essential nutrient for aquatic forms of life, however toxic for some species. In this way, in the present study, the toxic effect of copper ion and its bioaccumulation by photoautotrophic microbes from freshwater phytoplankton: two filamentous cyanobacteria (Anabaena sp. and Oscillatoria sp) and two chlorophyte microalgae Monorraphidium sp. and Scenedesmus sp.). The culture medium used in the tests was the ASM-a medium in absence and contaminated with copper ion (0,6 mg/L to 12 mg Cu2+/L). The toxic effect of copper was monitored through cell count (microalgal cells) and dry weight measurements (cyanobacterial cells), and copper bioaccumulation was evaluated for all the species tested, through determination of the residual metal concentration in solution, by flame atomic absorption spectrometry. Results obtained indicated that the toxic effect of the metal was directly proportional to the initial concentration of the ion for all the species tested; however, copper ion was more toxic to cyanobacterial than to microalgal cells. The bioaccumulation of copper was directly related to the toxic effect of the ion over the microorganisms. Results obtained suggest that copper ion has a negative effect on the phytoplankton, inhibiting cell growth and also affecting metabolic parameters such as photosynthesis. The bioaccumulation of the metal can markedly affect the trophic levels in the food chain, thus affecting its transport to higher species

Made available in DSpace on 2015-09-25T12:23:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Aline Cardoso Carlos.pdf: 1187675 bytes, checksum: 58bb6bca1489aa8bbac1f538779178ef (MD5) Previous issue date: 2013-09-04 / The study aimed to characterize the spatial and temporal dynamics of the community of cyanobacteria associated with physical and chemical water quality variations under the influence of a dry period (September to December 2012) in the reservoir Argemiro de Figueiredo (Acauã) with eutrophic level, situated in the semiarid region of northeastern Brazil. Water samples were collected weekly in the subsurface of water, in the photic zone (Zeuf) and the aphotic zone (Zafo) in two locations: point P1, in a side arm and dendritic region and point P2, 2000 meters away from the previous and near the dam. Variables analyzed were hydrometeorological (precipitation; water volume in the reservoir), water temperature, underwater light climate (transparency; reason Zeuf: Zmis), pH, electrical conductivity, dissolved oxygen, soluble reactive phosphorus (SRP), inorganic dissolved nitrogen (IDN: nitrite, nitrate and ammonia), IDN reason: SRP, chlorophyll-a. Phytoplankton was characterized quantitatively (cell density and biomass) and qualitative (taxonomic identification, strategies and ways of life, CDM and cell volume). 22 taxa were identified, from these nine contributed &#8805; 5% to the total density of cyanobacteria, which was represented by categories of higher volume (&#8805; 102 &#956;m ), with the predominance of filamentous organisms with three principal species (Planktothrix agardhii, Planktothrix isothrix and Cylindrospermopsis raciborskii ) which contributed about 80% to the total biomass of cyanobacteria. These were distributed throughout the water column (photic and aphotic zones), no species was dominant in isolation. The prolonged drought, since January 2012, was the cause of severe water evapotranspiration and consequent reduction of the accumulated water in the dam in 44% (from 131 955 282 to 112 718 895 m 3 from September to December). The water hot (around 27 º C), turbid, oxygenated, alkaline pH, rich in ions (high electrical conductivity), with high concentrations of nutrients (nitrogen and phosphorus series) and with indication of limitation by nitrogen (molar ratio IDN: SRP <13) to the not limited by nitrogen (molar ratio IDN: SRP > 50). The dry period associated with high concentration of nutrients sustained dense bloom of cyanobacteria from surface to the aphotic zone with Cyanobacteria species that can produce cyanotoxins. The canonical correspondence analysis (CCA) segregated two groups over the sample period, a small group evidenced in the analysis refers to the first two weeks characterized by lower values of electrical conductivity (EC), and a second group related to November and December in the temporal gradient inversely proportional to the concentrations of soluble reactive phosphorus - SRP whose concentrations decreased from the 12th to 16th week. / Objetivou-se caracterizar a variação espacial e temporal da dinâmica da comunidade de cianobactérias, associada às variações físicas e químicas da água, sob efeito de um período de seca (setembro a dezembro/2012) no reservatório Argemiro de Figueiredo (Acauã) eutrofizado e situado na região semiárida do nordeste do Brasil. Amostras de água com frequência semanal foram coletadas na subsuperfície da água, na zona eufótica (Zeuf) e na zona afótica (Zafó) em dois locais: ponto P1, em um braço lateral dendrítico e ponto P2, distante 2000 metros do anterior e próximo à barragem. Foram analisadas variáveis hidrometeorológicas (precipitação pluviométrica; cota/volume da água no reservatório), temperatura da água, clima de luz subaquático (transparência; razão Zeuf:Zmis), pH, condutividade elétrica, oxigênio dissolvido, fósforo reativo solúvel (FRS), nitrogênio inorgânico dissolvido (NID= nitrito, nitrato e amônia), razão NID:FRS, clorofila-a. Foi feita a caracterização quantitativa (densidade celular e biomassa) e qualitativa (identificação taxonômica, estratégias e formas de vida, MDL e volume celular). Foram identificados 22 táxons, destas nove contribuíram com &#8805; 5% para a densidade total da comunidade de cianobactéria, que esteve representada por categorias de maior volume (&#8805; 10 2 µm 3 ), predominando organismos filamentosos com três espécies (Planktothrix agardhii, Planktothrix isothrix e Cylindrospermopsis raciborskii) contribuindo com cerca de 80% para a biomassa total de cianobactérias. Estas se distribuíram em toda coluna d água (zonas eufótica e afótica), nenhuma espécie foi dominante isoladamente. A estiagem prolongada, desde janeiro de 2012, foi a causa da evapotranspiração acentuada água e consequente redução da água acumulada em 44 % (de 131.955.282 m 3 em setembro até 112.718.895 m 3 em dezembro). A água se mostrou quente (em torno de 27ºC), túrbida, oxigenada, pH básico, rica em íons (alta condutividade elétrica), com altas concentrações de nutrientes (séries nitrogenada e fosfatada) e indicação de limitação por nitrogênio (razão molar NID:FRS < 13) à não limitado por nitrogênio (razão molar NID:FRS > 50). O período de seca associado à elevada concentração de nutrientes sustentou denso florescimento de cianobactérias com espécies potencialmente produtoras de cianotoxinas, desde a superfície à zona afótica. A análise de correspondência canônica (ACC) segregou sensivelmente dois grupos ao longo do período amostral, um pequeno agrupamento foi evidenciado na análise referindo-se às duas primeiras semanas (Apêndice B) caracterizadas por menores valores de condutividade elétrica (CE); e um segundo grupo referente aos meses de novembro e dezembro no gradiente temporal, inversamente proporcional às concentrações de fósforo reativo solúvel FRS, cujas concentrações diminuíram da 12ª a 16 semana.