Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Departamento de Biologia Celular, 2014. / Submitted by Ruthléa Nascimento (ruthleanascimento@bce.unb.br) on 2014-05-21T10:35:09Z No. of bitstreams: 1 2014_AntonielleVieiraMonclaro.pdf: 1778681 bytes, checksum: 1798a65b4d7d75d27b16ed6a3a3d7e4f (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-05-22T10:50:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_AntonielleVieiraMonclaro.pdf: 1778681 bytes, checksum: 1798a65b4d7d75d27b16ed6a3a3d7e4f (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-22T10:50:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_AntonielleVieiraMonclaro.pdf: 1778681 bytes, checksum: 1798a65b4d7d75d27b16ed6a3a3d7e4f (MD5) / No presente estudo, multi-formas de xilanases, produzidas pelo fungo A. oryzae crescido em quatro resíduos têxteis – piolho de algodão limpo tratado e não tratado, e pó de filtro tratado e não tratado - foram purificadas e caracterizadas. A curva de indução enzimática do fungo nos resíduos indicou alta atividade xilanolítica a partir do segundo dia, mantendo-se constante ao longo de 14 dias. A suplementação com sulfato de amônio como fonte de nitrogênio, e utilização dos resíduos pré-tratados, aumentou a atividade das xilanases. Como os ultrafiltrados apresentaram maior atividade específica xilanolítica, deu-se continuidade com a purificação a partir destas frações. A xilanase xyl-1 foi purificada em apenas uma etapa cromatográfica, identificada por espectrometria de massa como endo-β-1,4-xilanase de tamanho 35,55 kDa. As outras xilanases foram parcialmente purificadas em uma etapa cromatográfica e por SDS-PAGE apresentaram massa molecular estimada entre 35 kDa e 22 kDa. O espalhamento de luz dinâmico (ELD) se apresentou como uma ferramenta eficaz em avaliar o grau de pureza das amostras, a presença de agregações e tamanho das enzimas. Como as leituras de ELD mostraram agregações enzimáticas, foi adicionado Tween-80 0,1%, que foi eficaz em desagregar as xilanases, além de não influenciar na atividade enzimática. Xyl-1 apresentou atividade catalítica máxima em pH 6,0, 50ºC, retendo 50% de sua atividade enzimática na faixa de pH 3,5-9,0. Xyl-1 também obteve maior afinidade ao substrato (fração solúvel de xilana de aveia) em comparação às outras estudadas (KM 4,45 mg/mL; VMáx 0,240 UI/mL). Além disso, as xilanases foram incubadas na presença de inibidores fenólicos provenientes da lignina e apresentaram ativação no lugar da inibição. E na presença do licor de auto-hidrólise de sabugo de milho também apresentaram ativação. Os resultados indicam que essas multi-formas de xilanase de A. oryzae possuem potencial para várias aplicações biotecnológicas. __________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this study, multiple-forms of xylanases produced by A. oryzae when grown in four textile wastes were purified and characterized. Wastes comprised–pre treated and untreated clean cotton and filter dust. The fungus displayed high amounts of xylanolytic activity from the second day onward, remaining constant up to 14 days. Growth media supplemented with ammonium sulfate as nitrogen source and with pre-treated residues increased the xylanase activity. Xylanase xyl-1 was purified in a single chromatographic step and identified as endo-β-1,4-xylanase by mass spectrometry with a molecular mass of 35.55 kDa. Other xylanases were partially purified in one chromatographic step. Based on zymograme, xyl-8 and xyl-9 presented a molecular mass of 35 kDa whilst xyl-6, xyl-7, xyl-9 and xyl-11 presented a mass of 22 kDa. Dynamic light scattering (DLS) was effective in evaluating the degree of purity of the samples, the presence of aggregations and size of the enzymes. As DLS showed enzyme aggregates, Tween-80 0.1% was added, which proved to be an efficient disintegrator agent and did not influence enzyme activity. Xyl-1 presented the highest catalytic activity at pH 6.0, 50°C, and retaining 50% of its enzymatic activity at pH 3,5-9,0. Xyl-1 also showed higher affinity to the substrate (soluble fraction of xylan oatspelt) compared to the others (KM 4,45 mg/mL; VMáx 0,240 UI/mL). Furthermore, the xylanases were incubated with phenolic inhibitors from lignin and displayed activation. The presence of an auto-hydrolysis liquor of corncob also showed activation. These findings indicate that multiple-forms of xylanases from A. oryzae offer potential in different biotechnological applications.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2014. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2014-05-22T15:13:00Z No. of bitstreams: 1 2014_CaioOliveiraGorgulhoSilva.pdf: 1383360 bytes, checksum: 7977b73e3f596df26a948699c8a4308c (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-05-23T13:52:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_CaioOliveiraGorgulhoSilva.pdf: 1383360 bytes, checksum: 7977b73e3f596df26a948699c8a4308c (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-23T13:52:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_CaioOliveiraGorgulhoSilva.pdf: 1383360 bytes, checksum: 7977b73e3f596df26a948699c8a4308c (MD5) / O bagaço de cana-de-açúcar é um importante resíduo agroindustrial brasileiro que apresenta grande potencial para ser utilizado como fonte de carbono para produção de holocelulases de interesse industrial por microrganismos. As xilanases, objeto de estudo deste trabalho, são enzimas que apresentam uma série de aplicações biotecnológicas que incluem a produção de etanol de segunda geração, o branqueamento de papel, a produção de sucos e pães e o uso como aditivo em rações animais. O objetivo desta pesquisa foi purificar e caracterizar uma xilanase produzida pelo fungo Emericella nidulans quando cultivado em bagaço de cana, visando o aproveitamento deste resíduo e a avaliação do potencial biotecnológico da enzima. O fungo foi capaz de secretar xilanases a partir do primeiro dia de cultivo sob fermentação submersa utilizando o bagaço. Uma xilanase de 22 kDa foi purificada a partir do extrato bruto obtido no cultivo através de ultrafiltração, precipitação com sulfato de amônio e cromatografias de filtração em gel e troca aniônica. A enzima apresentou alta homologia com endo-β-1,4-xilanase A (XynA) de E. nidulans e desta forma foi chamada. A enzima XynA apresentou maior atividade a 55°C e na faixa de pH 3,0 – 6,5. A enzima se mostrou pouco termoestável, com meiasvidas de 40, 10 e 7 minutos a 28, 50 e 55°C, respectivamente. XynA foi mais ativa sobre a porção solúvel da xilana, com valores de KM e Vmáx 3,39 mg/mL e 0,502 UI/mL, respectivamente. A hidrólise da xilana por XynA gerou xilooligossacarídeos, indicando ação tipo endo. Diferentes compostos fenólicos comumente liberados durante o pré-tratamento de biomassa lignocelulósica causaram efeitos variados sobre XynA. Os ácidos tânico e cinâmico inibiram a enzima, enquanto o ácido 4-hidroxi-benzóico aumentou sua atividade e os ácidos ferúlico, p-cumárico e vanilina não mostraram efeito. O etanol aumentou a atividade, estabilidade e Vmáx da enzima, indicando potencial para aplicação em processos de sacarificação e fermentação simultâneas de biomassa. O ultrafiltrado (uma fração semipurificada de xilanases) foi capaz de hidrolisar polpas de celulose em diferentes etapas do processo Kraft, resultando na liberação de açúcares redutores, cromóforos, pentoses e produtos de hidrólise de xilana sem concomitante liberação de glicose. O extrato bruto se mostrou capaz de degradar bagaço de cana-de-açúcar não-tratado ou sumetido a explosão a vapor, liberando açúcares redutores e produtos de hidrólise de xilana. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Sugarcane bagasse is a major lignocellulosic agroindustrial residue in Brazil with great potencial for utilization as carbon source for production of industrial holocellulases by microrganisms. Xylanases present several biotechnological applications such as in ethanol production, paper bleaching, juice and bread production and utilization as feed additive. The goal of this reseach was to purify and characterize one xylanase produced by the fungus Emericella nidulans when grown on sugarcane bagasse, aiming the use of this residue and the investigation of biotechnological potencials of the enzyme. E. nidulans secreted xylanases from the first day of growth on liquid media containing bagasse as sole carbon source. One 22 kDa xylanase was purified from crude extract through ultrafiltration, ammonium sulphate precipitation, gelfiltration and anion-exchange chromatographies. The enzyme showed significant homology with endo-β-1,4-xylanase A (XynA) from E. nidulans, and was named that way. XynA was most active at 55°C and pH 3,0 – 6,5. Considering its thermostability, XynA presented half-lives of 40, 10 and 7 minutes at 28, 50 and 55°C, respectively. The enzyme was more active on the soluble portion of xylan, with Km and Vmax values 3,39 mg.mL¯ ¹ and 0,502 UI.mL¯ ¹, respectively. Xylan hydrolysis by XynA produced xylooligossacharides, indicating endo-type action. Phenolic compounds released during pre-treatment of lignocellulosic biomass caused different effects on XynA. Tannic and cinnamic acids inhibited XynA, while 4-hidroxibenzoic acid enhanced its activity and ferulic and p-coumaric acids and vanillin caused no effect. Ethanol increased XynA activity, thermostability and Vmax, suggesting potencial for aplication in simultaneous sacharification and fermentation processes. Ultrafiltrate sample (partialy purified xylanases) was able to hydrolyse celullose pulps obtained from different stages of Kraft process, resulting in release of reducing sugars, chromophores, pentoses and xylans degradation products with apparent no release of glucose. E. nidulans crude extract was able to hydrolyse untreated or steam-explosion pretreated sugarcane bagasses, releasing reducing sugars and xylans degradation products.

A indústria coureira tem se deparado com novos desafios e a necessidade de melhorar e otimizar processos, a fim de atingir a qualidade exigida em seus artigos finais bem como atender a legislação ambiental. A utilização de enzimas na produção de couros é uma alternativa para a redução do impacto ambiental desta atividade. As enzimas comerciais existentes, ainda não possuem especificidade suficiente, tampouco suas características são conhecidas em detalhes. Além disso, sua atividade é determinada utilizando caseína como substrato, sendo que as peles bovinas não possuem esta proteína. Desta forma, é importante que características tais como atividade sobre colágeno e queratina sejam conhecidas, bem como que sejam buscadas novas enzimas para aplicação na indústria do couro e avaliada detalhadamente sua ação nos processos de ribeira. Neste trabalho, foram caracterizadas cinco enzimas comerciais, normalmente, aplicadas às etapas de remolho, caleiro e purga. Para tanto, foram testadas diferentes temperaturas, valores de pH, a estabilidade térmica das mesmas, bem como a ação de inibidores e produtos químicos comumente utilizados em conjunto com as enzimas. A temperatura ótima de ação das enzimas ficou em torno de 55°C, em valores de pH que variaram de 9 a 12, as enzimas se mostraram estáveis a 37°C e perderam totalmente sua atividade quando expostas durante 120 min. a 55°C. Com base nestes dados, foram isoladas e selecionadas, a partir de lodo da estação de tratamento de efluentes de um curtume, 10 bactérias produtoras de enzimas com possibilidade de aplicação na produção mais limpa de couros, isto é, como substituintes de produtos químicos no processo. Dentre estas 10, duas bactérias com morfologias distintas foram escolhidas para estudos mais detalhados, porém, as duas colônias foram identificadas como Bacillus subtilis e serão chamadas neste trabalho de BLBc 11 e BLBc 17. O meio de cultivo, o pH e a temperatura foram otimizados através do planejamento experimental. Para a seleção das variáveis significativas para a produção de proteases, uma variedade de fontes de carbono (glicose, maltose, glicerol), fontes de nitrogênio (extrato de levedura, peptona, farelo de soja), sais inorgânicos (sulfato de magnésio, cloreto de cálcio, sulfato de ferro heptahidratado) foram testados e identificados através do planejamento experimental Plackett-Burmann. Para a bactéria BLBc 11, os fatores que apresentaram efeito significativo para o meio de cultivo foram extrato de levedura, peptona e farelo de soja, os quais foram otimizados através de um planejamento composto central rotacional (CCR). O pH e a temperatura foram otimizados através da utilização de um planejamento fatorial, ambos apresentaram efeito significativo sobre a produção de proteases. Para a bactéria BLBc 17 o pH e a temperatura foram otimizados através de um planejamento CCR. Após estas etapas, as enzimas produzidas pelas bactérias BLBc 11 e 17 foram caracterizadas e aplicadas na etapa de depilação de peles bovinas. A ação enzimática foi avaliada com base na quantificação de proteínas interfibrilares e hidroxiprolina liberados para o banho residual, além da avaliação das amostras obtidas em microscópio óptico e de varredura. Análises comparativas (DQO, BDO e nitrogênio total) entre o processo convencional e o processo usando enzimas foram realizadas e demonstraram que o processo proposto neste trabalho tem grandes perspectivas de sucesso. / Leather industry has been facing with new challenges and the need to improve and optimize processes in order to achieve required quality in their final articles as well as meet the environmental legislation. The enzymatic treatment of leather is a promising technology. However, the reaction kinetics of commercial enzymes available to the leather industry are not fully understood and their activities have been mainly determined over model proteins such as casein as substrate, which is absent in cattle hides. Therefore, it is important to determine their activities on collagen and keratin, the main proteins of skin; and also the screening and isolation of new enzymes in order to use these enzymes in leather processing. In this work, were tested five commercial proteases, normally applied during soaking, liming and bating operations. Thus, were tested different temperatures, pH values, the thermal stability of the enzymes and the action of inhibitors and chemicals commonly used together with them. Kinetics of temperature and pH of enzymes were very similar for all five enzymes, with maximal activities around 55°C and 9 to 12, respectively. The enzymes were stable at 37 °C and lost completely its activity when exposed for 120 min. at 55 °C. Based on these data, were isolated and selected from a tannery treatment effluent, 10 bacteria producing enzymes with potential application in cleaner leather production. Among these 10, two bacteria with different morphologies were chosen for detailed study; however, the two colonies were identified as Bacillus subtilis and will be called in this work BLBc 11 and BLBc 17. The culture medium, pH and temperature of cultivation were optimized through experimental design. For the selection of significant variables for protease production, a variety of carbon sources (glucose, maltose, glycerol), nitrogen sources (yeast extract, peptone, soybean meal), inorganic salts (magnesium sulfate, calcium chloride, heptahydrate ferrous sulfate) were tested and identified via Plackett-Burmann design experiments. For bacterium BLBc 11, the factors that presented significant effect for protease culture medium were yeast extract, peptone and soybean meal, these were optimized using a central composite design (CCD). The pH and the temperature were optimized using factorial design, both presented significant effect. For bacterium BLBc 17 pH and temperature were optimized using a CCD. After these steps, the enzymes produced by bacteria BLBc 11 and 17 were characterized and applied in cattle hide unhairing. This step was evaluated measuring inter-fibrillary proteins and hydroxyproline released into the bath, and also using optical and scanning electronic microscopy. Comparative analysis (COD, BOD and total nitrogen) between conventional and enzymatic process were made and show that the proposed process have excellent prospects of success.

A enzima -cetoacil-PCA redutase catalisa a redução, dependente de NADPH, de - cetoacil-PCA, a segunda etapa do sistema tipo II de elongação de ácidos graxos em bactérias, plantas e organismos apicomplexos. No presente trabalho, utilizou-se acetoacetil- CoA como substrato para caracterizar cineticamente a reação catalisada pela enzima de Mycobacterium tuberculosis, o agente etiológico da tuberculose. O mecanismo cinético da reação foi investigado pela análise de padrões de velocidade inicial, inibição por produtos e efeitos isotópicos primários cinéticos, e os resultados apontam para um mecanismo aleatório em estado estacionário. Efeitos isotópicos cinéticos primários, a-secundários, de solvente e múltiplos, bem como estudos de pH e temperatura, ressonância magnética nuclear e variação dos efeitos isotópicos primários com o pH foram utilizados para determinar o mecanismo químico da reação, e a análise dos resultados sugere que as transferências de hidreto e próton e a re-hibridização dos substratos ocorrem de modo concertado. A interação entre NADPH e enzima foi estudada tanto em condições de equilíbrio quanto em estado pré-estacionário, monitorando-se o aumento na fluorescência do nucleotídeo ao ligar na proteína. Os dados coletados em equilíbrio sugerem a presença de cooperatividade homotrópica positiva entre as subunidades do dímero, e a análise dos dados cinéticos sugere duas formas de enzima livre em solução como base para a cooperatividade. Diálise em equilíbrio foi empregada para caracterizar a ligação de acetoacetil-CoA à enzima, e os resultados indicam que não há cooperatividade na ligação deste substrato. Mecanismos cinético, químico e cooperativo para a reação catalisada pela -cetoacil-PCA redutase de M. tuberculosis são propostos com base nos dados aqui apresentados. / The -ketoacyl-ACP reductase enzyme catalyzes the NADPH-dependent reduction of -ketoacyl-ACP, the second step of type II fatty acid elongation system of bacteria, plants, and apicomplexan organisms. In the present work, acetoacetyl-CoA was utilized as substrate to kinetically characterize the reaction catalyzed by the enzyme of Mycobacterium tuberculosis, the etiogical agent of tuberculosis. The reaction kinetic mechanism was investigated by analyzing initial velocity and product inhibition patterns, and primary kinetic isotope effects, and the results point to a random steady-state mechanism. Primary, a-secondary, solvent, and multiple kinetic isotope effects, as well as pH and temperature studies, nuclear magnetic resonance, and pH variation of primary isotope effects were utilized to determine the reaction chemical mechanism, and analysis of the results suggests that hydride and proton transfer and substrate re-hybridization occur in a concerted fashion. Interaction between NADPH and enzyme was studied both in equilibrium and pre-steadystate conditions, by monitoring the enhancement in nucleotide fluorescence upon its binding to the enzyme. Data collected at equilibrium suggest the presence of positive homotropic cooperativity between subunits of the dimer, and analysis of kinetic data suggests two forms of free enzyme in solution as the basis for cooperativity. Equilibrium dialysis was employed to characterize the binding of acetoacetyl-CoA to the enzyme, and the results indicate there is no cooperativity in the binding of this substrate. Kinetic, chemical, and cooperaive mechanisms for the M. tuberculosis -ketoacyl-ACP reductasecatalyzed reaction are proposed on the basis of the data presented here.

Os oceanos constituem 71% da superfície da Terra e muitos microrganismos que provém deste ambiente podem secretar enzimas de alto interesse biotecnológico. As enzimas produzidas por microrganismos marinhos podem ser mais estáveis, devido à alta complexidade deste ambiente. Por este motivo, objetivou-se isolar e identificar os fungos presentes no sedimento marinho e verificar a atividade enzimática da amilase, celulase, lípase e protease dos mesmos em diferentes temperaturas (15°C, 20°C, 25°C e 30°C). As amostras de sedimento foram coletadas com auxilio de seringas estéreis à 10 metros de profundidade, e transportadas até o laboratório em caixas isotérmicas. Após o crescimento, fragmentos de micélio foram repicados no centro de placa de petri para isolamento das amostras. Diferentes substratos foram utilizados para avaliar a atividade da amilase, celulase, lipase e protease dos isolados. A capacidade de hidrolisar os substratos foi verificada em diferentes temperaturas (15°C, 20°C, 25°C e 30°C). Foram isoladas 22 cepas fúngicas, de 14 diferentes espécies, pertencentes a nove gêneros, dentre eles Helicosporium, Helicomyces, Paecilomyces, Phoma, Chaetomium, Geotrichum, duas espécies de Cladosporium sp., Aspergillus sp., Penicillium sp., Penicillium chrysogenum e Penicillium aurantiogriseum. O maior índice de positividade enzimática ocorreu na temperatura de 25°C, na qual 71% dos isolados hidrolisaram o substrato lipídico, seguido de protease com 50%, celulase 43% e amilase 36%. Todos os isolados produziram no mínimo um tipo de enzima, nas temperaturas testadas, ficando evidente a que o ambiente marinho é para descoberta de novas enzimas. / Oceans constitute 71% of the Earth's surface, and many microorganisms from this environment may secrete enzymes of high biotechnological interest. Enzymes produced by marine microorganisms might be more stable due to the great complexity of this environment. Therefore, we aimed at isolating and identifying the fungi present in marine sediment and at verifying the corresponding enzymatic activities of amylase, cellulase, lipase, and protease. Sediment samples were collected with sterile syringes at a depth of 10 meters and transported to the laboratory in cool boxes. After their growth, mycelial fragments were sub-cultured and inoculated in the center of Petri dishes for isolating the samples. Different substrates were used to evaluate the activity of amylase, cellulase, lipase and protease. The ability to hydrolyse the substrates was observed at different temperatures (15°C, 20°C, 25°C e 30°C).Twenty-two fungal strains were isolated from 14 different species belonging to nine genera, including Helicosporium, Helicomyces, Paecilomyces, Phoma, Chaetomium, Geotrichum, two different types of Cladosporium sp., Aspergillus sp., Penicillium sp., Penicillium chrysogenum, and Penicillium aurantiogriseum. The highest enzymatic production rate was found for lipase, produced by 71% of the isolated fungi, followed by protease (50%), cellulase (43%), and amylase (36%). All isolates produced at least one type of enzyme, evidencing that the sea is a environment for discovering new enzymes.

As doenças lisossômicas (DL) são um grupo de doenças herdadas geneticamente e que são causadas por um defeito parcial ou total de enzimas envolvidas na degradação de macromoléculas dentro dos lisossomos. Terapias para aumentar os níveis de enzima nas DL incluem o transplante de célulastronco hematopoiéticas (TCTH) e terapia de reposição enzimática (TRE). Esses tratamentos são todos baseados na propriedade das enzimas lisossomais de serem secretadas e captadas pelas células vizinhas através do receptor de manose-6-fosfato (M6PR). Novas abordagens terapêuticas vêm sendo investigadas, uma vez que as terapias atuais possuem limitações. A microencapsulação de células geneticamente modificadas superexpressando um produto terapêutico e o aperfeiçoamento na captação de enzimas lisossomais, via M6PR, parecem ser estratégias promissoras. Neste trabalho objetivamos aperfeiçoar o sistema de liberação de enzimas lisossomais superexpressas por células recombinantes microencapsuladas para o tratamento das DL. Para isso, estudos de biocompatibilidade in vivo foram avaliados com distintos tipos celulares (BHK e HepG2), concentrações de alginato (1 e 1,5%), tempos (7 e 21 dias) e sítios de implante (cavidade peritoneal, tecido subcutâneo e músculo vasto-medial) em ratos Wistar. A resposta inflamatória foi caracterizada e células-tronco mesenquimais (CTM) foram encapsuladas e implantadas em ratos para avaliar se o seu efeito imunomodulador poderia diminuí-la. Posteriormente o efeito antiinflamatório da prednisolona foi avaliado em camundongos normais e MPS I tratados com células BHK superexpressando IDUA (BHKIDUA) encapsuladas e implantadas na cavidade intraperitoneal por 15 dias. A liberação da enzima após implante foi avaliada por meio da recuperação das cápsulas e cultivo das mesmas por 24h e medida de IDUA no meio. Observamos que as microcapsulas in vivo provocam uma reação do tipo corpo estranho, em todos os parâmetros avaliados. Essa reação se dá por presença de fibrose e infiltrado inflamatório e diminui aos 21 dias. O uso de CTM encapsuladas melhorou esse aspecto, uma vez que a resposta foi menor em ratos nos quais esse tipo celular foi implantado, devido ao efeito imunomodulador dessas células. O tratamento com antiinflamatório prednisolona também diminuiu a resposta inflamatória gerada contra as microcápsulas implantadas na cavidade peritoneal de camundongos normais e MPS I. As células encapsuladas permaneceram viáveis após os 15 dias de implante. A liberação de enzima para o meio extracapsular é maior nas cápsulas recuperadas de animais tratados com prednisolona. Níveis de atividade de IDUA circulante passaram de indetectáveis para 2,4 nmol/h/mL de soro nos animais MPS I tratados. Outra estratégia utilizada foi a superexpressão de M6PR para melhorar a captação enzimática. Avaliamos os níveis de M6PR em fibroblastos de pacientes com Leucodistrofia Metacromática (LDM) e normais após o tratamento com o sobrenadante de células BHK superexpressando ARSA (BHKARSA), por imunocitoquímica e PCR em Tempo Real. Finalmente foi avaliado se o pré-tratamento de fibroblastos MPS I com o sobranadante de BHKARSA e posterior tratamento com o sobrenadante de BHKIDUA melhorava a captação de IDUA nessas células devido ao aumento na expressão dos M6PR. O tratamento com o sobrenadante de células BHKARSA levou a um aumento na expressão, em cerca de 2 vezes, dos M6PR em fibroblastos de pacientes com LDM e de indivíduos normais. O pré-tratamento com o sobrenadante de células BHKARSA também levou a um aumento de 2 vezes na expressão dos M6PR e aumentou a captação de IDUA por fibroblastos de pacientes com MPS I. Juntos esses resultados sugerem que as células microencapsuladas podem ser uma boa estratégia para a entrega de produtos terapêuticos desde que sua biocompatibilidade seja melhorada e que a partir da descoberta dos mecanismos que levam à superxpressão dos M6PR, o sobrenadante de BHKARSA poderá ser usado como adjuvante no tratamento com TRE ou células encapsuladas. / Lysosomal Diseases (LD) are a group of genetically inherited diseases, caused by total or partial failure of enzymes involved in the degradation of macromolecules in lysosomes. Therapies to increase enzyme levels in LD include transplantation of hematopoietic stem cells (THSC) and enzyme replacement therapy (ERT). These treatments are based on the properties of lysosomal enzymes to be secreted and uptaken by neighboring cells through the mannose 6-phosphate receptor (M6PR). Since current therapies have limitations, new therapeutic approaches are under investigation. Microencapsulation of genetically modified cells overexpressing therapeutic products and the improvement in the uptake of lysosomal enzymes via M6PR seem to be promising strategies. In this work, we aimed to improve the delivery system of lysosomal enzymes overexpressed by microencapsulated recombinant cells for LD treatment. In vivo biocompatibility was evaluated using distinct cell lines (BHK and HepG2), alginate concentrations (1 and 1.5%), duration (7 and 21 days), and implant sites (peritoneal, subcutaneous and in the vastus medialis muscle) in Wistar rats. Inflammatory response was observed and characterized. Then we used encapsulated mesenchymal stem cells (MSC) to evaluate whether their immunomodulatory effect could decrease this response in rats. Subsequently, the anti-inflammatory effect of prednisolone was evaluated in normal and MPSI mice, both treated with encapsulated BHK cells overexpressing IDUA (BHKIDUA) and implanted in intraperitoneal cavity for 15 days. The enzyme release to the extra-capsular medium was measured in recovered capsules after 24h culture. The in vivo biocompatibility of microcapsules is a typical foreign body reaction in all parameters evaluated. This reaction occurs due to fibrosis and inflammatory infiltrate formation, but decreases after 21 days. The use of encapsulated MSC improved this aspect, since the response was milder in rats that received this cell type, due to the immonomodulatory effect of MSC. Treatment with prednisolone also decreased the response generated against alginate microcapsules implanted in the peritoneal cavity of both normal and MPS I mice. The encapsulated cells remained viable 15 days after the implant. The enzyme release to the extracapsular medium was higher in capsules recovered from prednisolone treated animals. Circulating levels of IDUA increased from undetectable to 2.4 nmol/h/mL of serum. Another strategy evaluated by our group was the up regulation of M6PR to enhance enzyme uptake. We evaluated M6PR levels in MLD and normal fibroblasts after treatment with the conditionated medium from cells overexpressing ARSA (BHKARSA), by immunocytochemistry and real time PCR. Finally we verified if pre-treatment of MPS I fibroblasts with BHKARSA followed by treatment with conditionated medium of BHKIDUA improved IDUA uptake. MLD and normal fibroblasts treated with BHKARSA had a 2-fold increase in M6PR expression. Pre-treatment with BHKARSA and after with BHKIDUA also led to a 2-fold increase in the expression of M6PR, and IDUA uptake was improved in these cells. Together these results suggest that microencapsulated cells may be an interesting strategy for delivery of therapeutic products as long as its biocompatibility is improved. Once the mechanism leading to M6PR over expression is defined, the conditionated medium of BHKARSA could be used as an adjuvant in ERT or with encapsulated cells.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:49:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Bromelina é o nome genérico dado ao grupo de enzimas proteolíticas encontrada nos vegetais da família Bromeliaceae, da qual o abacaxi é o mais conhecido e rico nesta protease, que tem grande importância na área de saúde e de alimentos. O objetivo deste trabalho foi determinar as propriedades físico-químicas e purificar a bromelina presente no Ananas comosus L. Merril (abacaxi). A Diálise seguida da precipitação com 80% de (NH 4 ) 2 SO 4 realizado no extrato do abacaxi proporciou uma maior recuperação de atividade e proteína produzindo um fator de purificação cerca de 3 vezes. O CE e o CED80% apresentaram valores de pH ótimos de 8,5 e 7,2, respectivamente. Entretanto a bromelina foi estável em todos os valores de pH testados (5,0-9,0) mostrando assim ser formada por diferentes frações proteolíticas. Em relação à temperatura ótima, o CE e o CED80% apresentaram valor de 50ºC e foram foram estáveis até temperaturas de 60 ºC, sendo totalmente desnaturada a 80ºC após 30 minutos. Os valores de K M e V max aparentes, calculados segundo modelo de Lineweaver-Burk, foram: para azocaseína - K M = 2,48 mg/ml e V max = 35,29 U/mL e para azoalbumina - K M = 2,94 mg/ml e V max = 11,11 U/mL, mostrando assim praticamente a mesma afinidade por ambos os substratos. Entretanto a eficiência catalítica foi maior para azocaseína que para azoalbumina (31,62 e 8,39 min -1 , respectivamente). Através da eletroforese em gel SDS-PAGE, o extrato bruto apresentou 4 bandas de proteínas com massas moleculares de 40, 29 e 27 kDa e uma inferior a 14 kDa. Através de zimograma as bandas de 29 e a abaixo de 14kDa apresentaram atividade caseinolítica. A Cromatografia de gel-filtração apresentou 2 picos, entretanto apenas o pico 2 com atividade proteolítica especifica de 116 U/mg de proteína e purificação de 25,1 vezes, o qual apresentou 2 bandas de 29 e 26 kDa em gel SDS-PAGE. Pico 2 este quando aplicado na cromatografia de troca aniônica, rendendo um maior pico (P1) com atividade proteolítica o qual apresentou banda única em SDS- PAGE de 29 kDa com atividade caseinolítica comprovada em zimograma

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:53:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo4872_1.pdf: 1359864 bytes, checksum: fe12c992b2a97ee8aededebcf3bcea44 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / Os carotenóides consistem de uma das classes de pigmentos orgânicos mais abundantes na natureza. Eles estão presentes em organismos fotossintéticos, em fungos, bactérias, algas e em todas as classes de animais, desde os protozoários até os homens. Incluem um grupo de substâncias que possuem diferentes propriedades biológicas como fortalecer o sistema imunológico, reduzir o risco do desenvolvimento de doenças degenerativas, estimular comunicação celular. O trabalho propõe um processo de extração destes pigmentos de resíduos (cabeças) do camarão Litopenaeus vannamei, através de hidrólise proteolítica. Foi realizada autólise em vez da utilização da protease comercial, Alcalase_. Previamente, foi estabelecido que a atividade enzimática do extrato bruto de camarão utilizando azocaseína 1% (p/v) foi duas vezes maior que com Alcalase_ 0,5% (p/v). As cabeças de camarão foram homogeneizadas em água destilada (1:1, p/v) e incubadas durante 2h a 40oC (autólise). Posteriormente, a temperatura foi elevada para 100oC durante 10 min e o homogeneizado centrifugado a 10.000 x g durante 10 min. Os carotenóides foram recuperados do precipitado através de extração com etanol 90% como demonstrado através de espectrofotômetro (470nm). Não houve diferença significativa no conteúdo de carotenóides extraídos através desse processo comparado com aquele em que foi utilizando Alcalase_. Astaxantina foi encontrada como sendo o carotenóide de maior ocorrência no extrato etanólico, sendo confirmado através dos métodos de TLC, HPLC e métodos espectroscópicos (UV-visível)

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:54:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6479_1.pdf: 326813 bytes, checksum: 6a19f07bcd3d7b7fc5a6b89d4f86cc73 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / O grupo de fungos dermatófitos, em seus principais gêneros, tem sido citado na literatura como produtor de várias enzimas proteolíticas, dentre elas a colagenase tem sido isolada desde 1967. Neste trabalho, trinta amostras de dermatófitos foram testadas quanto à capacidade de degradar gelatina em meio sólido. Para esta seleção em meio sólido foram testadas espécies de Trichophyton tonsurans, Trichophyton mentagrophytes, Trichophyton rubrum, Epidermophyton floccosum, Microsporum canis e Microsporum gypseum, das quais foram escolhidas aquelas que apresentaram maiores diâmetros de colônia, para realizar-se a produção enzimática em cultivo liquido submerso, onde foram determinados a biomassa, pH, atividade proteásica, colagenolítica e conteúdo protéico. A maior atividade proteásica e colagenolítica foi obtida no quinto dia de cultivo na fase exponencial de crescimento, onde o pH do meio de cultura atingiu a faixa alcalina.O extrato bruto da enzima do maior produtor tanto de protease como de colagenase, o Microsporum gypseum, foi caracterizado quanto ao efeito do pH e da temperatura na atividade e estabilidade na enzima, bem como avaliado o efeito de inibidores. O pH ótimo da enzima deste microrganismo foi pH igual a 9,0 e a temperatura ótima foi a 70º C. A enzima apresentou-se estável à temperatura de até 80º C, retendo cerca de 32% de sua atividade durante 90 minutos de incubação. Quanto à estabilidade da colagenase ao pH, esta apresentou uma atividade residual de 116% no pH 9,0 durante o período do ensaio (90 min). A enzima sofreu inibição pelo ácido etilenodiaminotetracético (EDTA), confirmando a inclusão desta enzima no grupo das metaloproteases

Submitted by Fernanda Rodrigues de Lima (fernanda.rlima@ufpe.br) on 2018-07-10T20:36:36Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇAO Raul Felipe Neves Cavalcanti.pdf: 1548541 bytes, checksum: 024a6f0bffa916b91acd8f312ed413b2 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-07-12T21:44:29Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇAO Raul Felipe Neves Cavalcanti.pdf: 1548541 bytes, checksum: 024a6f0bffa916b91acd8f312ed413b2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-12T21:44:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇAO Raul Felipe Neves Cavalcanti.pdf: 1548541 bytes, checksum: 024a6f0bffa916b91acd8f312ed413b2 (MD5) Previous issue date: 2015-02-27 / CNPQ / Os fungos filamentosos são micro-organismos capazes de biodegradar hidrocarbonetos policíclicos aromáticos por possuírem um versátil sistema enzimático. Essas enzimas são responsáveis pela quebra de moléculas complexas como a lignina e hidrocarbonetos policíclicos aromáticos-HPAs como o antraceno. Os primeiros passos da biodegradação de HPAs ocorrem fora da célula fúngica, ou seja, as enzimas e os metabólitos que auxiliam nesse processo- como os biosurfactantes- são excretados ao meio externo. O presente trabalho teve como objetivo estudar a degradação do antraceno e as características dos secretomas dos fungos que apresentaram os maiores percentuais de degradação. Dos 20 fungos utilizados, foram selecionados os que apresentaram os menores tempos de degradação do antraceno, indicados pela viragem do indicador redox 2,6-diclorofenol-indofenol da coloração azul para incolor. A seguir, foram realizados os testes de degradação em caldo Büshnell Haas, utilizando Cunninghamella elegans e Aspergillus terreus. Perante os resultados de degradação obtidos por cromatografia gasosa, foi demonstrado que a C. elegans SIS41 não degradou o antraceno e o A. terreus, capaz de biodegradar 3,0% do HPA presente no meio suplementado com traços de sais e que, para tal, não há produção de biosurfactantes. O material metabolizado e secretado pelo fungo durante 10 e 20 dias, não mostrou toxicidade para a germinação das sementes e desenvolvimento de plântulas de Phaseolus vulgaris, apresentando porcentagem de germinação de 100%; e 70,79% de crescimento radicular, resultando num índice final de germinação igual a 79,63. As atividades enzimáticas do complexo lignolítico foram de 1012 U/L para a MnP, 184 U/L para a LiP e 207,5 U/L para a lacase. A prospecção das proteínas presentes no meio de cultura foi realizada através de solução metanólica de acetato de amônio, sendo obtido o material proteico, porém, metabólitos no secretoma influenciaram negativamente na focalização isoelétrica dos peptídeos, não sendo possível a análise de géis SDS-2D-PAGE. Na espectrometria de massas, foram sequenciadas 36 proteínas, sendo 7 identificadas pela plataforma do Mascot. As proteínas com significância estatística apresentaram desde funções catalíticas à de reconhecimento genética dos fungos. / Filamentous fungi are microorganisms able to degrade polycyclic aromatic hydrocarbons by having a versatile enzyme system. These enzyme systems are responsible for the breakdown of complex molecules such as lignin and PAHs (Polycyclic aromatic hydrocarbons) such as anthracene. The first step of biodegradation of PAHs occurs outside of the fungal cell, ie: enzymes and metabolites act in this process-like biosurfactantes- that are secreted to the external medium. This study aimed to determine the anthracene degradation and characteristics of secretomes of fungi that showed the best performance in degradation process, and the probable phytoxicity of the produced biomaterials. A total of 20 fungi were used, and the isolates that showed the lowest levels of anthracene degradation times were selected for further analyses. The efficiency of anthracene degradation was determined by the turn of the redox indicator 2,6-dichlorophenol-indophenol blue color to colorless method. The degradation tests were performed in Bushnell-Haas broth using Cunninghamella elegans and Aspergillus terreus, and the decreases in anthracene concentration were quantified by gas chromatography (GC). C. elegans SIS41 did not degrade anthracene. In contrast, A. terreus was able to biodegrade 3.0% PAH present in the medium supplemented with salts, but not producing biosurfactants. The materials metabolized and secreted by the fungus for 20 days did not show toxicity to the seed germination and development of Phaseolus vulgaris, showing percentage of 100% germination; and 70.79% of root growth, resulting in a final germination rate of 79.63. The enzymatic activity of the lignolitic complex were 1012 U.L-1 to MnP, 184 U.L-1 to LiP and 207.5 U.L-1 for the laccase. The prospection of proteins present in the medium carried out through the methanolic solution of ammonium acetate , resulting in precipitated protein extract. Metabolites in secretome influenced negatively the isoelectric focusing process of the peptides, turning not possible to obtain 2D-SDS-PAGE gels with enough quality for analyses of differential expression. However, using 1D PAGE analysis, 36 proteins were analyzed by mass spectrometry, and seven of them were identified by Mascot platform. The identified proteins were related to catalytic functions from the genetic recognition of fungi.