Orientador: Anita Jocelyne Marsaioli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-05T01:12:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Reis_MarizaGomes_D.pdf: 16254854 bytes, checksum: 5cb5b0e999b495a778232097e29554ff (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: A composição química dos calos florais de 39 espécies, distribuidas em 10 gêneros, da subtribo Oncidiinae foi analisada por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas. Os resultados obtidos revelam que os componentes majoritários dos óleos florais de 13 espécies são diacilgliceróis substituídos assimetricamente, os demais calos apresentam como metabólitos secundários terpenóides, derivados de ácidos graxos, ésteres benzílicos e diacilgliceróis. Três novas estruturas de 1,2-diacilgliceróis, (2S, 3'R, 7'R)-1-acetil-2-(3',7'-diacetoxi-eicosanoil)-glicerol chamado de oncidinol, (3'R,7'R)-1-acetil-2-(3' -acetoxi,7'-hidroxi-octadecanoil)-glicerol e 1-acetil-2-(3'-acetoxi-octadecanoil)-glicerol, foram isoladas e identificadas por métodos espectroscópicos sendo suas configurações absolutas determinadas por aplicação da metodologia de Mosher. A similaridade química entre os calos florais foi avaliada através de métodos estatísticos. O dendrograma obtido desta análise estatística foi comparado a árvore filogenética obtida através de dados morfológicos, anatômicos e de DNA (introns ribossomal), sendo observado que algumas espécies do gênero Oncidium apresentam a composição do calo floral mais similar a outros gêneros (ex. Ornithophora e Baptistonia) do que a outras espécies do seu próprio gênero sendo o mesmo observado na análise filogenética. Os resultados do estudo dos calos florais de espécies da subtribo Oncidiinae levou a investigação do fenômeno de mimetismo floral entre Oncidiinae e a família Malpighiaceae, através do estudo da composição química do óleo floral da espécie Byrsonima intermedia, cujo principal constituinte é um novo derivado de ácido graxo, ácido (3R, 7R)-3,7-diacetoxi-docosanóico, que foi denominado de ácido birsónico. A similaridade entre a porção do ácido graxo do ácido birsónico e o oncidinol foi intrigante e sugere a presença de um mimetismo químico entre estes dois grupos de plantas que oferecem derivados de ácidos graxos como recompensa para abelhas polinizadoras. Outra evidência deste mimetismo foi investigada através da composição química da provisão larval do ninho da abelha Tetrapedia diversipes descrita como polinizadora de ambas famílias. Como resultado, foram detectadas as presenças dos ácidos 3,7-diidroxi-eicosanóico e 3,7-diidroxi-docosanóico denominados respectivamente de ácido tetrapédico A e B ambos estruturalmente relacionados aos compostos presentes em espécies de Oncidiinae e Byrsonima intermedia (Malpighiaceae). Isto demonstra que as abelhas coletam e usam os óleos florais para o provisionamento do ninho. Investigações adicionais revelaram que o óleo floral de uma terceira família de plantas representada por Calceolaria x herbeohybrida (Scrophulariaceae), também apresenta similares derivados de diacilgliceróis, 1-acetil-2-(3' -acetoxi-hexadecanoil)-glicerol. Esta observação indica que famílias filogeneticamente distantes estão ligadas por recompensas florais análogas para atrair abelhas coletoras de óleos florais. Neste trabalho, foi mapeada a rota química das recompensas florais de vários gêneros não relacionados e como sua presença é importante para a sobrevivência de abelhas coletoras de óleos florais. Também foram realizados estudos sintéticos visando a obtenção de diacilgliceróis naturais. / Abstract: The chemistry of the of 39 floral calluses of specimen belonging to the subtribe Oncidiinae is described revealing that diacyl-glycerols asymmetrically substituted are the major floral oil components in 13 species, in other calluses the terpenoids, fatty acid derivatives, flavonoids, benzyl esters and diacylglicerols are the secondary metabolites. Unknown constituents were isolated from cultivated species allowing the total structural determination of three new 1,2-diacylglycerols: (2S, 3'R, 7'R)-1-acetyl-2-(3',7'-diacetoxy-eicosanoyl)-glycerol named oncidinol, (3'R,7'R)-1-acetyl-2-(3'-acetoxy,7'-hydroxy-octadecanoyl)-glycerol and 1-acetyl-2-(3'-acetoxy octadecanoyl)-glycerol. The results were analyzed by statistical methods. The distribution patterns of the calluses chemical constituents in Oncidiinae were compared with the phylogenetic tree derived from the introns of the ribossomal DNA, morphological and anatomical data. This unusual glycerol and fatty acid derivatives prompted us to further investigate the Oncidiinae and Malpighiaceae floral mimicry by studying chemical composition of Byrsonima intermedia floral oil. This research revealed that the main constituent of this oil was a new fatty acid derivative, the (3R,7R)-3,7-diacetoxi-docosanoic acid named byrsonic acid. The similarity between byrsonic acid and oncidinol fatty acid moiety was intriguing suggesting chemical mimicry among species offering fatty acid derivatives as floral rewards to pollinating bees. Other evidence of this mimicry was investigated by analyzing Tetrapedia diversipes (oil collecting bee) nest provision. As result, it was detected the presence of 3,7-dihydroxy-ecosanoic and 3,7-dihydroxy-docosanoic acid named tetrapedic acid A and B, respectively, both structurally related to compounds present in Oncidinae species and Byrsonima intermedia (Malpighiaceae). This shows that oil collecting bees use the floral rewards. Further investigation shown that floral oil a third family of plants, represented by Calceolaria x herbeohybrida (Scrophulariaceae), also revealed the presence of a similar glycerol derivative, 1-acetyl-2-(3-acetoxy-hexadecanoyl)-glycerol which indicates that species from different families are linked by analogous floral reward in order to attract pollinating bees. Finally, we have mapped the chemical route of floral reward of several unrelated genera and how their offer is important to oil collecting bees survival. It was also done studies to synthesize natural diacylglycerols. / Doutorado / Quimica Organica / Doutor em Ciências

Even though edible oils undergo refining processes to remove undesirable components, commercial oils still contain small amounts of minor components that can contribute to either prooxidant and antioxidant pathways which ultimately affect the quality of the oils. The objective of this research was to determine the role of free fatty acids and mono- and diacylglycerols on the oxidative stability of oil-in-water emulsions. Free fatty acids acted as a strong prooxidants in stripped soybean oil-in-water emulsions. Concentrations as low as 0.1% of the lipid accelerated lipid oxidation rate by both shortening the lag phase of lipid hydroperoxide and hexanal formation. The results showed that the most likely mechanisms for the prooxidant activity of free fatty acids is through their ability to increase the negatively charge on emulsion droplets that in turn could attract the cationic transition metals to the emulsion droplet surface where they can interact with lipid and thus promote oxidation. The prooxidant activity of free fatty acids was dependent on fatty acid type with lipid oxidation rates being in the order of linolenic < linoleic < oleic. Surprisingly, an increase in the degree of unsaturation of the free fatty viii acids lowered the ability of the free fatty acids to promote oxidation which may be due to their differences in geometric shape thus influencing their ability to access the emulsion droplet interface and increase the negative charge. Overall, free fatty acids are strong prooxidants in oil-in-water emulsions. This prooxidant activity is dependent not only on their concentration but also on the molecular structure of the fatty acid. Addition of mono- and diacylglycerols in oil-in-water emulsions showed an antioxidative effect in both non-stripped and stripped soybean oil. Addition of 1-monooleoylglycerol only had a small impact on the oxidative stability of non-stripped soybean oil-in-water emulsions but did inhibit lipid oxidation in emulsions prepared with stripped soybean. Much stronger antioxidant activity was observed upon the addition of 1,2-dioleoyl-sn-glycerol to both non-stripped and stripped soybean oil-in-water emulsions. Both lipid hydroperoxide and hexanal formation decreased with increasing 1,2-dioleoyl-sn-glycerol concentrations with 2.5% 1,2-dioleoyl-sn-glycerol almost completely preventing hydroperoxide and hexanal production over the course of the study. Overall, these results suggest that diacylglycerols could be an effective antioxidant in oil-in-water emulsions which possibility due to their ability to form a liquid crystal phase which could form a physical barrier that decreases interactions between unsaturated fatty acids in the emulsion droplet core and prooxidants or oxygen in the aqueous phase of the emulsion. However, the antioxidant mechanism of diacylglycerols is not currently understood and needs further investigation.

Mono e diacilgliceróis são produtos empregados na indústria alimentícia, farmacêutica, cosmética e química como emulsificantes e melhoradores de viscosidade de produtos alimentícios, cosméticos e farmacêuticos. No entanto, a forma mais usual de obtê-los é por síntese química, o que acaba rendendo produtos finais caros e com atributos de qualidade, rendimento e de aplicabilidade tecnológica inferiores aos esperados. A busca por formas de obtenção mais racionais, eficientes e com melhor padrão de qualidade destes produtos foi o objetivo principal do trabalho, por meio de hidrólise parcial enzimática, que necessita de condições de reação mais brandas. Foram avaliadas a hidrólise enzimática descontína, empregando como substrato a trioleína técnica, e a hidrólise enzimática descontínua-alimentada, usando como substrato o óleo de girassol médio oléico. Foi utilizada, em ambos processsos, a lipase imobilizada sn-1,3 específica Lipozyme RM IM (de Rhizomucor miehei). A caracterização dos padrões e dos substrados, bem como o acompanhamento da formação dos produtos da hidrólise enzimática foram feitos por determinação da porcentagem de hidrólise, cromatografia em camada delgada (TLC), dos perfis das curvas de fusão e cristalização por calorimetria diferencial de varredura (DSC), cromatografia gasosa (CG) e cromatografia de exclusão de tamanho de alto desempenho (HPSEC). Os parâmetros de hidrólise descontínua foram o tempo de reação, a temperatura e a concentração inicial de substrato. Os parâmetros de hidrólise descontínua-alimentada foram tempo de enchimento e intervalo de alimentação de substrato. Para as respostas analíticas de porcentagem de hidrólise e de composição de frações lipídicas foi aplicado um modelo de regressão múltipla com base em metodologia de superfície de resposta. Os resultados experimentais observados nas reações de hidrólise enzimática descontínua de trioleína técnica mostraram de 24,7 a 34,2% de mono e diacilgliceróis (para 5% de óleo na emulsão) e de 21,4 a 33,6% de mono e diacilgliceróis (para 20% de óleo na emulsão). Os resultados experimentais observados nas reações de hidrólise enzimática descontínua-alimentada de óleo de girassol médio oléico (para 15% de óleo na emulsão), mostraram de 7,9 a 31,8% de mono e diacilgliceróis. Os modelos de superfície de resposta foram considerados significativos e preditivos. As hidrólises obtidas no formato descontínuo e descontínuo-alimentado permitiram efetivamente a obtenção de frações de mono/ diacilgliceróis com vários graus de eficiência de conversão e com corretas identificação e quantificação das frações de lipídios procuradas. As correlações feitas entre porcentagem de hidrólise e entalpias de cristalização e fusão, corroboradas com os resultados qualitativos e/ou quantitativos diretos obtidos na cromatografia de camada delgada (TLC) e de HPSEC, demonstraram que estes atributos podem positivamente indicar a ocorrência efetiva de reação de hidrólise, além de auferir uma escala de desempenho de reação alinhada com o previsto na literatura, à medida que são aumentadas a temperatura, o tempo de hidrólise e a porcentagem inicial de substrato oleoso, sob regime descontínuo, e que puderam ser melhoradas, de forma inovadora, sob parâmetros de tempo total de alimentação e de intervalo de alimentação, sob regime descontínuo-alimentado. A hidrólise parcial enzimática de triacilgliceróis utilizando lipase imobilizada sn-1,3 específica pode ser considerada uma alternativa às vias químicas para a produção de misturas de mono e diacilgliceróis para utilização como aditivos químicos. / Mono and diacylglycerols are products used in the food, pharmaceutical, cosmetic and chemical industries as emulsifiers and viscosity improvers for food products, cosmetics and pharmaceuticals. However, the most usual forms of obtaining them are by chemical synthesis, which ends up yielding expensive final products with attributes of quality, yield and technological applicability lower than expected. The search for more rational, efficient and better quality standards of these products was the aim of the work, through partial enzymatic hydrolysis, which requires milder reaction conditions. Discontinuous enzymatic hydrolysis was evaluated using technical triolein as substrate and discontinuous-fed enzymatic hydrolysis using as the substrate the mid oleic sunflower oil. In both processes, immobilized lipase sn-1,3 specific Lipozyme RM IM (from Rhizomucor miehei) was used. The characterization of the patterns and substrates, as well as the monitoring of the formation of the products from the enzymatic hydrolysis were made by determining the percentage of hydrolysis, thin layer chromatography (TLC), profiles of the melting and crystallization curves by differential scanning calorimetry ( DSC), gas chromatography (GC) and high performance size exclusion chromatography (HPSEC). The parameters of discontinuous hydrolysis were the reaction time, the temperature and the initial substrate concentration. The parameters of discontinuous-fed hydrolysis were filling time and substrate feed interval. For the analytical responses of hydrolysis percentage and composition of lipid fractions a multiple regression model was applied based on response surface methodology. The experimental results observed in the reactions of discontinuous enzymatic hydrolysis of technical triolein indicated amounts of mono- and diacylglycerols from 24.7 to 34.2% (for 5% of oil in the emulsion) and from 21.4 to 33.6% for mono and diacylglycerols with 20% oil in the emulsion. The experimental results observed in the reactions of discontinuous-fed enzymatic hydrolysis of mid oleic sunflower oil (for 15% oil in the emulsion), showed from 7.9 to 31.8% of mono and diacylglycerols. Response surface models were considered significant and viii predictive. The hydrolysis obtained in the discontinuous and discontinuous-fed form allowed to obtain fractions of mono / diacylglycerols with various degrees of conversion efficiency and with correct identification and quantification of the lipid fractions sought. The correlations between the percentage of hydrolysis and enthalpies of crystallization and fusion, corroborated with the qualitative and / or quantitative direct results obtained in thin layer chromatography (TLC) and HPSEC, showed that these attributes can positively indicate the effective occurrence of reaction of Hydrolysis, in addition to achieving a reaction performance scale in line with the literature, as the temperature rate, the hydrolysis time and the initial percentage of oily substrate are increased under a discontinuous regime and can be improved, in a innovative form, under parameters of total filling time and feeding interval, under a fed-batch regime. The partial enzymatic hydrolysis of triacylglycerols using specific sn-1,3-specific immobilized lipase may be considered an alternative to the chemical pathways for the production of mono- and diacylglycerol blends for use as chemical additives.

Mono e diacilgliceróis são produtos empregados na indústria alimentícia, farmacêutica, cosmética e química como emulsificantes e melhoradores de viscosidade de produtos alimentícios, cosméticos e farmacêuticos. No entanto, a forma mais usual de obtê-los é por síntese química, o que acaba rendendo produtos finais caros e com atributos de qualidade, rendimento e de aplicabilidade tecnológica inferiores aos esperados. A busca por formas de obtenção mais racionais, eficientes e com melhor padrão de qualidade destes produtos foi o objetivo principal do trabalho, por meio de hidrólise parcial enzimática, que necessita de condições de reação mais brandas. Foram avaliadas a hidrólise enzimática descontína, empregando como substrato a trioleína técnica, e a hidrólise enzimática descontínua-alimentada, usando como substrato o óleo de girassol médio oléico. Foi utilizada, em ambos processsos, a lipase imobilizada sn-1,3 específica Lipozyme RM IM (de Rhizomucor miehei). A caracterização dos padrões e dos substrados, bem como o acompanhamento da formação dos produtos da hidrólise enzimática foram feitos por determinação da porcentagem de hidrólise, cromatografia em camada delgada (TLC), dos perfis das curvas de fusão e cristalização por calorimetria diferencial de varredura (DSC), cromatografia gasosa (CG) e cromatografia de exclusão de tamanho de alto desempenho (HPSEC). Os parâmetros de hidrólise descontínua foram o tempo de reação, a temperatura e a concentração inicial de substrato. Os parâmetros de hidrólise descontínua-alimentada foram tempo de enchimento e intervalo de alimentação de substrato. Para as respostas analíticas de porcentagem de hidrólise e de composição de frações lipídicas foi aplicado um modelo de regressão múltipla com base em metodologia de superfície de resposta. Os resultados experimentais observados nas reações de hidrólise enzimática descontínua de trioleína técnica mostraram de 24,7 a 34,2% de mono e diacilgliceróis (para 5% de óleo na emulsão) e de 21,4 a 33,6% de mono e diacilgliceróis (para 20% de óleo na emulsão). Os resultados experimentais observados nas reações de hidrólise enzimática descontínua-alimentada de óleo de girassol médio oléico (para 15% de óleo na emulsão), mostraram de 7,9 a 31,8% de mono e diacilgliceróis. Os modelos de superfície de resposta foram considerados significativos e preditivos. As hidrólises obtidas no formato descontínuo e descontínuo-alimentado permitiram efetivamente a obtenção de frações de mono/ diacilgliceróis com vários graus de eficiência de conversão e com corretas identificação e quantificação das frações de lipídios procuradas. As correlações feitas entre porcentagem de hidrólise e entalpias de cristalização e fusão, corroboradas com os resultados qualitativos e/ou quantitativos diretos obtidos na cromatografia de camada delgada (TLC) e de HPSEC, demonstraram que estes atributos podem positivamente indicar a ocorrência efetiva de reação de hidrólise, além de auferir uma escala de desempenho de reação alinhada com o previsto na literatura, à medida que são aumentadas a temperatura, o tempo de hidrólise e a porcentagem inicial de substrato oleoso, sob regime descontínuo, e que puderam ser melhoradas, de forma inovadora, sob parâmetros de tempo total de alimentação e de intervalo de alimentação, sob regime descontínuo-alimentado. A hidrólise parcial enzimática de triacilgliceróis utilizando lipase imobilizada sn-1,3 específica pode ser considerada uma alternativa às vias químicas para a produção de misturas de mono e diacilgliceróis para utilização como aditivos químicos. / Mono and diacylglycerols are products used in the food, pharmaceutical, cosmetic and chemical industries as emulsifiers and viscosity improvers for food products, cosmetics and pharmaceuticals. However, the most usual forms of obtaining them are by chemical synthesis, which ends up yielding expensive final products with attributes of quality, yield and technological applicability lower than expected. The search for more rational, efficient and better quality standards of these products was the aim of the work, through partial enzymatic hydrolysis, which requires milder reaction conditions. Discontinuous enzymatic hydrolysis was evaluated using technical triolein as substrate and discontinuous-fed enzymatic hydrolysis using as the substrate the mid oleic sunflower oil. In both processes, immobilized lipase sn-1,3 specific Lipozyme RM IM (from Rhizomucor miehei) was used. The characterization of the patterns and substrates, as well as the monitoring of the formation of the products from the enzymatic hydrolysis were made by determining the percentage of hydrolysis, thin layer chromatography (TLC), profiles of the melting and crystallization curves by differential scanning calorimetry ( DSC), gas chromatography (GC) and high performance size exclusion chromatography (HPSEC). The parameters of discontinuous hydrolysis were the reaction time, the temperature and the initial substrate concentration. The parameters of discontinuous-fed hydrolysis were filling time and substrate feed interval. For the analytical responses of hydrolysis percentage and composition of lipid fractions a multiple regression model was applied based on response surface methodology. The experimental results observed in the reactions of discontinuous enzymatic hydrolysis of technical triolein indicated amounts of mono- and diacylglycerols from 24.7 to 34.2% (for 5% of oil in the emulsion) and from 21.4 to 33.6% for mono and diacylglycerols with 20% oil in the emulsion. The experimental results observed in the reactions of discontinuous-fed enzymatic hydrolysis of mid oleic sunflower oil (for 15% oil in the emulsion), showed from 7.9 to 31.8% of mono and diacylglycerols. Response surface models were considered significant and viii predictive. The hydrolysis obtained in the discontinuous and discontinuous-fed form allowed to obtain fractions of mono / diacylglycerols with various degrees of conversion efficiency and with correct identification and quantification of the lipid fractions sought. The correlations between the percentage of hydrolysis and enthalpies of crystallization and fusion, corroborated with the qualitative and / or quantitative direct results obtained in thin layer chromatography (TLC) and HPSEC, showed that these attributes can positively indicate the effective occurrence of reaction of Hydrolysis, in addition to achieving a reaction performance scale in line with the literature, as the temperature rate, the hydrolysis time and the initial percentage of oily substrate are increased under a discontinuous regime and can be improved, in a innovative form, under parameters of total filling time and feeding interval, under a fed-batch regime. The partial enzymatic hydrolysis of triacylglycerols using specific sn-1,3-specific immobilized lipase may be considered an alternative to the chemical pathways for the production of mono- and diacylglycerol blends for use as chemical additives.

La Proteína Quinasa C (PKC) juega un papel fundamental en la regulación del crecimiento celular. Estas proteínas están implicadas en diferentes vías intracelulares que son consideradas como dianas para el tratamiento contra el cáncer. Atendiendo a las propiedades enzimáticas, las PKC se clasifican en tres grandes subfamilias: clásicas, nuevas y atípicas. En las PKC clásicas, el dominio C2&#61537; es un motivo regulador que responde a señales de Ca2+ intracelulares. Este dominio presenta un motivo denominado región rica en lisinas que interacciona con fosfolípidos acídicos. Los resultados de esta tesis demuestran que la afinidad de este dominio por fosfolípidos como el PIP2 es mayor frente a otros de la misma naturaleza. El dominio C2&#61541; de las PKC nuevas se une a fosfolípidos cargados negativamente de modo Ca2+-independiente. Nuestro estudio demuestra que la interacción de este dominio con las membranas es principalmente electrostática con una pequeña contribución de interacciones hidrofóbicas. Por otra parte, el estudio de la estructura secundaria del dominio catalítico de la PKC&#61562; mostró una elevada proporción de hélice &#61537;. La adición de Mg2+-ATP provocó un mayor efecto protector frente a la desnaturalización térmica. / Protein kinase C (PKC) is a family of related protein kinases that plays an important role in regulating cell growth. These protein kinases are involved in several intracellular pathways that end in transcription and are considered to be potential targets for anticancer therapy. The mammalian isoenzymes have been grouped into three subfamilies according to their enzymatic properties: classical, novel and atypical.The C2&#61537; domain is a regulatory sequence motif and is a targeting domain that responds to intracellular Ca2+ signals in classical protein kinases. This domain presents a motif named the lysine-rich cluster that interacts with acidic phospholipids. The results demonstrate that PIP2 interacts with the C2 domain of PKC&#945; in a different way to that described for other phospolipids.C2 domain in novel PKC binds to negatively charged phospholipid vesicles in a Ca2+-independent manner. Our study confirms that the main way in which C2-PKC&#61541; interacts with membranes is electrostatic in nature, with a very small contribution on the part of hydrophobic interactions.The secondary structure of catalytic domain from atypical PKC&#61562; showed a high contribution of &#61537;-helix component. In addition, Mg2+-ATP significantly altered the denaturation pattern of this domain because it protected against denaturation.