Orientador: Jonas Contiero / Coorientador: Francisco José dos Santos / Banca: Eliana Setsuko Kamimura / Banca: Miguel Jafelicci Junior / Banca: Flávio Faria de Moraes / Banca: Luis Henrique Souza Guimarães / Resumo: As ciclodextrinas (CDs) resultam da degradação do amido por ciclodextrina glicosiltransferase (CGTases) produzidas principalmente pelo gênero Bacillus. As CDs são oligossacarídeos cíclicos capazes de formar complexos de inclusão com uma grande variedade de moléculas modificando suas características indesejadas sendo assim muito utilizadas em vários setores industriais. A linhagem bacteriana Gram-positiva e formadora de esporos nomeada como CGII foi isolada de águas residuárias de uma fábrica de farinha de mandioca em Ribeirão Bonito, São Paulo, Brasil e submetidos a estudos filogenéticos e testes bioquímicos. O planejamento composto central foi então utilizado para optimizar a composição do meio e as condições de cultivo para a produção da enzima ciclodextrina glicosiltransferase (CGTase) em frascos agitados e em biorreatores. As características físico-químicas e bioquímicas da CGTase como pH e temperatura óptima; estabilidade em temperatura e pH; a influência de substâncias; cinética enzimática e produção de ciclodextrina foram avaliadas após purificação em cromatografia de afinidade usando a β-CD como ligante. Neste trabalho também foram investigadas novas aplicações da ciclodextrina produzida pela CGTase de B. lehensis: A síntese de fases sólidas de nanopartículas de óxido de ferro magnético (Fe4O3), óxido de cobre (CuO) e prata metálica (Ago) a partir de CDs por síntese hidrotérmica, usando CDs. As nanopartículas foram caracterizadas por difração de raios-x, espectroscopia de infravermelho e microscopia eletrônica de varredura. A enzima CGTase também foi imobilizada por ligação covalente no suporte magnetita síntetizada anteriormente, a qual foi silinalizado com 3-aminopropiltrimetilsilano e ativada com glutaraldeido. A sequência do gene 16S rRNA apresentou maior grau de similaridade com... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Cyclodextrins (CDs) are obtained from starch degradation by enzyme cyclodextrin glycosyltransferase (CGTases) produced mainly by Bacillus genus. The CDs are cyclic oligosaccharides capable of forming inclusion complexes with a wide variety of molecules, modifying their unwanted characteristics and, therefore are widely used in various industrial sectors. The bacterial strain Gram-positive and spore-forming named CGII was isolated from wastewater from a cassava mill in São Paulo, Brazil and subjected to phylogenetic studies and biochemical tests. A central composite design was then used to optimize the medium composition and culture conditions for the production of the enzyme cyclodextrin glycosyltransferase (CGTase) in bioreactors. The physicochemical and biochemical proprieties of CGTase as pH and temperature optimum, stability to pH and temperature, the influence of substances, enzyme kinetics and production of cyclodextrin were evaluated after purification by affinity chromatography using β-CD as a ligand. In this work new applications of cyclodextrin produced by CGTase from B. lehensis were also investigated. The solid phase synthesis of nanoparticles magnetic iron oxide (Fe4O3), copper oxide (CuO) and metallic silver (Ag) by hydrothermal synthesis using CDs were characterized by x-ray, infrared, and scanning electron microscopy. The enzyme CGTase was also immobilized on the support by covalent bond to the synthesized magnetite, which has been silylazed with 3- aminopropil-trimetilsilano and activated with glutaraldehyde. The 16S rRNA gene sequence indicated the highest degree of similarity to strains of Bacillus genomic MLB2 lehensis (100%). The response surface methodology showed that the model for the optimization of CGTase of B. lehensis reached a good level of agreement with experimental... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Rubens Monti / Coorientador: Marco Filice / Banca: Daniela Parreira Marques / Banca: Jonas Contieiro / Banca: Ariela Veloso de Paula / Banca: Juliana Cristina Bassan / Doutor

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Lead (Pb) is one of the most toxic anthropogenic pollutants of widespread occurrence in both terrestrial and aquatic ecosystems. The phytotoxicity of lead is a complex phenomenon that involves changes in development as well as in physiological, biochemical and molecular mechanisms according to different plant survival strategies. It is well known that heavy metals accelerate the production of reactive oxygen species (ROS) which can lead to changes in the concentration of antioxidant enzymes. The aim of this study was to investigate the effect of Pb on growth, physiology, absorption and translocation of Pb, activity and gene expression of antioxidant enzymes in "Sempre Verde" (SV) and "SetentÃo" (SET), Vigna unguiculata cultivars. The seeds were germinated in vermiculite and, after seven days, the seedlings were transferred to Hoagland solution. After seven days in a hydroponic system the plants were supplemented with EDTA-Pb 0.5 mM. Physiological parameters were measured using an infrared gas analyzer. The Pb content in roots and shoots was measured by ICP OES. The activities of catalase (CAT, EC 1.11.1.6), ascorbate peroxidase (APX, EC 1.11.1.1) and superoxide dismutase (SOD, EC 1.15.1.1) was determined. The expression of the CAT gene (VuCAT 1 and 2), the APX (VuAPX 1 to 6) and SOD (VuSOD Cu / Zn 1 to 3, VuSODMn1, VuSODCu / chap1, VuSODFe 1 to 3) was evaluated by RT- qPCR using specific primers. Total RNA was extracted from the roots and leaves of control plants and treated. The results showed that the leaf areas were reduced by 60 (SV) and 88% (SET). The inhibition of net photosynthesis was 40 (SV) and 72% (SET). The cultivars showed differences in the accumulation and distribution of Pb, as well as in enzyme activity. SV had more Pb in roots than in leaves unlike SET that accumulates more Pb in leaves than in roots. The activity of the antioxidant enzymes CAT, APX and SOD was enhanced in SET, regardless of the tissue. In SV roots, on the other hand, the CAT activity was not modified whereas in SV leaves the SOD activity underwent an inhibition. All the remaining antioxidant activities in SV were stimulated. The CAT 1 and 2 genes were differently expressed in leaves and roots of SV and SET. The relative expression of the APX multigene family in leaves and roots in these cultivars was partially distinct. Likewise genes SOD in leaves showed a partially distinct profile in the two cultivars. Rather, the relative expression of SOD genes in the roots and SV SET is completely different. Taken together, the two Vigna unguiculata cultivars showed a different behavior towards tolerance, accumulation and detoxification of Pb. These results suggest that Pb induces oxidative stress in SV and SET cultivars and that the high activity of antioxidant enzymes could serve as an important component of defense against the damage caused by Pb, and SV more tolerant to stress than SET / O chumbo (Pb) à um dos poluentes antropogÃnicos mais tÃxicos de ocorrÃncia generalizada em ambos os ecossistemas terrestres e aquÃticos. A fitotoxicidade do chumbo à um fenÃmeno complexo que envolve mudanÃas no desenvolvimento, bem como nos mecanismos fisiolÃgicos, bioquÃmicos e moleculares, de acordo com as diferentes estratÃgias de sobrevivÃncia das plantas. à bem conhecido que os metais pesados aceleram a produÃÃo de espÃcies reativas de oxigÃnio (EROs) e que podem provocar mudanÃas na concentraÃÃo das enzimas antioxidantes. O objetivo desse trabalho foi investigar o efeito do Pb no crescimento, fisiologia, absorÃÃo e translocaÃÃo de Pb, a atividade e expressÃo gÃnica das enzimas antioxidantes em "Sempre Verde" (SV) e "SetentÃo" (SET), cultivares de Vigna unguiculata. As sementes foram germinadas em vermiculita e, apÃs sete dias, as plÃntulas foram transferidas para soluÃÃo de Hoagland. Depois de sete dias em um sistema hidropÃnico as plantas foram suplementadas ou nÃo com EDTA-Pb 0,5 mM. Os parÃmetros fisiolÃgicos foram medidos atravÃs de um analisador de gÃs infravermelho. O conteÃdo de Pb nas raÃzes e na parte aÃrea foi medido por ICP OES. As atividades das enzimas catalase (CAT, EC 1.11.1.6), ascorbato peroxidase (APX, EC 1.11.1.1) e superÃxido dismutase (SOD, EC 1.15.1.1) foram determinadas. A expressÃo dos genes da CAT (VuCAT 1 e 2), da APX (VuAPX 1 a 6) e da SOD (VuSOD Cu/Zn 1 a 3, VuSODMn1, VuSODCu/Chap1, VuSODFe 1 a 3), foi avaliada por RTqPCR utilizando iniciadores especÃficos. O RNA total foi extraÃdo a partir das raÃzes e das folhas nas plantas controle e tratadas. Os resultados revelaram que as Ãreas foliares diminuÃram 60 (SV) e 88% (SET). A inibiÃÃo da fotossÃntese lÃquida foi 40 (SV) e 72% (SET). Os cultivares apresentaram diferenÃas na acumulaÃÃo e distribuiÃÃo de Pb, bem como nas atividades enzimÃticas. SV apresentou mais Pb nas raÃzes do que nas folhas ao contrÃrio de SET que acumula mais Pb nas folhas do que nas raÃzes. A atividade das enzimas antioxidantes CAT, APX e SOD foram estimuladas no cultivar SET independentemente do tecido. No entanto, a atividade da CAT em raÃzes do cultivar SV nÃo sofreu modificaÃÃo e a atividade da SOD em folhas, do mesmo cultivar, foi inibida, sendo as demais atividades em SV estimuladas. O aumento das atividades das enzimas em raÃzes e folhas de SV e SET estÃo de acordo com suas expressÃes gÃnicas. Os genes CAT 1 e 2 foram diferentemente expressos nas folhas e nas raÃzes de SV e SET. A expressÃo relativa da famÃlia multigÃnica da APX em raÃzes e folhas nesses cultivares foi parcialmente distinta. Da mesma forma os genes da SOD em folhas apresentaram um perfil parcialmente distinto nos dois cultivares. Ao contrÃrio, a expressÃo relativa dos genes da SOD nas raÃzes de SV e de SET foi completamente diferente. Analisados em conjunto, os dois cultivares de Vigna unguiculata apresentaram um comportamento diferente em relaÃÃo a tolerÃncia, acumulaÃÃo, e desintoxicaÃÃo do Pb. Estes resultados sugerem que o Pb induz estresse oxidativo nos cultivares SV e SET e que a elevada atividade das enzimas antioxidantes poderia servir como um importante componente de defesa contra os danos provocados pelo Pb, sendo SV mais tolerante a esse estresse do que SET.

Com o objetivo de estudar a potencialidade do emprego de termolisina como catalisador nas reações de incorporação de N-acil-asparagina a ésteres de aminoácidos e peptídeos, foram sintetizados os seguintes di- e tripeptídeos: Boc-Asn-Ile-OBzl, Z-Asn-Ile-OBzl, Moz-Asn-Ile-OBzl, Boc-Asn-Leu- OBzl, Z-Asn-Leu-OBzl, Moz-Asn-Leu-OBzl, Z-Asn-Leu-OEt, Boc-Asn-Phe-OBzl, Z-Asn-Phe-OBzl, Moz-Asn-Phe-OBzl, Z-Asn-Phe- OEt, Z-Asn-Val-OBzl, Moz-Asp-Val-OBzl, Moz-Asn-Ile-Gly-OBzl, Moz-Asn-Ile-Ala-OBzl, Moz-Asn-Ile-Leu-OBzl e Moz-Asn- Ile-Phe-OBzl. Todos os peptídeos foram obtidos na forma pura, com bom rendimento e foram analisados e caracterizados por cromatografia em camada delgada, ponto de fusão, análise elementar, análise de aminoácidos e ressonância magnética protônica. Entre os grupos protetores de asparagina, benziloxicarbonil e p-metoxibenziloxicarbonil permitiram a obtenção dos dipeptídeos com excelentes rendimentos. Foi observado que os tripeptídeos requerem para a sua síntese menores concentração de enzima e tempo de reação em relação aos dipeptídeos. Não foi possível estabelecer a especificidade secundária da termolisina para o resíduo P\'2 pois os rendimentos dos tripeptídeos sintetizados não apresentaram diferença significativa. Foi também realizado um estudo metodológico para determinar as condições ótimas de síntese de Boc-Asn-Ile-OBzl, que consistiu em analisar a influência do pH, concentração de enzima, concentraçao e volume da solução de acetato de sódio, proporção entre os componentes carboxílico e amínico, temperatura e adição de solvente orgânico ao meio de reação. / With de objective of studying the potential for the use of thermolysin as a catalyst in reactions of incorporation of N-acyl-asparagine into esters of aminoacids and peptides, the following di- and tripeptides were synthesized: Boc-Asn-Ile-OBzl, Z-Asn-Ile-OBzl, Moz-Asn-Ile-OBzl, Boc-Asn-Leu-OBzl, Z-Asn-Leu-OBzI, Moz-Asn-Leu-OBzl, Z-Asn-Leu-OEt, Boc-Asn-Phe-OBzl,Z-Asn-Phe-OBzl, Moz-Asn-Phe-OBzl, Z-Z-Asn-Phe-OEt, Z-Asn-Val-OEt, Moz-Asn-Val-OBzl, Moz-Asn-Ile-Gly-OBzl, Moz-Asn-Ile-Ala-OBzl, Moz-Asn-Ile-Leu-OBzl e Moz-Asn-Ile-Phe-OBzl. All of these peptides were obtained in pure form in good yield and analyzed and characterized by thin layer chromatography, melting point, elemental analysis, aminoacid analysis and proton magnetic resonance. Among the protecting groups of asparagine, benzyloxycarbonyl and p-methoxybenzyloxycarbonyl gave excellent yields of the dipeptides. Relative to the dipeptides, the synthesis of the tripeptides was found to require lower enzyme concentrations and temperatures. Since the yields of the tripeptides failed to exhibit significant differences, it was not possible to establish the existence of a secondary specificity of thermolysin for the residue P\' 2 . A methodological study was also performed to determine the optimum conditions for synthesis of Boc-Asn-Ile-OBzl. This study consisted of an analysis of the influence of pH, enzyme concentration, concentration and volume of the solution of sodium acetate, relative proportions of the carboxyl and amino components, temperature, and addition of organic solvent to the reaction medium.

Submitted by Chaylane Marques (chaylane.marques@ufpe.br) on 2015-03-13T17:43:40Z No. of bitstreams: 2 ( AFONSO AGRA).pdf: 608401 bytes, checksum: 3bceafcd8dee95713ef2d89e13df29e8 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-13T17:43:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 ( AFONSO AGRA).pdf: 608401 bytes, checksum: 3bceafcd8dee95713ef2d89e13df29e8 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012-02 / O controle do vetor, Aedes aegypti, é a melhor estratégia para combater as epidemias de dengue. No entanto, o uso contínuo de inseticidas sintéticos tem levado ao aparecimento de populações resistentes. Sementes de Moringa oleifera contêm as lectinas WSMoL ((watersoluble M. oleifera lectin) and cMoL (coagulant M. oleifera lectin). WSMoL tem atividade larvicida (LC50 of 0.197 mg/ml) em larvas de A. aegypti de quarto estágio (L4) susceptíveis a organofosforado (Rockfeller). Este estudo relata o efeito de cMoL (0.1–0.8 mg/ml) na sobrevivência de L4 susceptíveis (Rockefeller), bem como, o efeito de WSMoL (0.1–0.8 mg/ml) e cMoL (0.1–0.8 mg/ml) em L4 resistentes a organofosforado (Rec-R). Além disso, extratos de L4 susceptíveis (Rockefeller) e L4 resistentes a organofosforado (Rec-R) foram testados para enzimas digestivas (protease, tripsina e α-Amylase) e detoxificantes ( superoxido dismutase e α- e β-esterases) na presença de WSMoL e cMoL. cMoL não foi agente larvicida para L4 de Rockfeller. WSMoL e cMoL não promoveram mortalidade de Rec-R. WSMoL estimulou as atividades de protease, tripsina e α-Amylase de L4 de Rockfeller, enquanto cMoL inibiu estas enzimas. WSMoL não teve nenhum efeito sobre atividade de tripsina em L4 de Rec-R, porém inibiu atividade de protease e α-amylase. cMoL inibiu a atividade de tripsina, enquanto não interferiu nas proteases e α-amylase de Rec-R. cMoL inibiu atividade de SOD em Rockfeller e Rec-R mais que WSMoL., enquanto atividade de β-esterase de L4 Rockfeller foi mais inibida por WSMoL. As lectinas promoveram baixo efeito (estimulação ou inibição) na atividade de α-esterase de ambas as populações. O estudo revela que WSMoL e cMoL afetam diferentemente a sobrevivência de L4 de Rockfeller e enzimas de Rockfeller e Rec-R. A protease, tripsina e SOD foram as enzimas mais sensíveis para WSMoL e cMoL. Atividade larvicida de WSMoL em Rockfeller pode ser relacionada a estimulação da atividade de protease e tripsina.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-06-09T13:41:06Z No. of bitstreams: 1 Patyanne Carvalho Correia.pdf: 804722 bytes, checksum: 984e0900e0184bfd493feebf393b0390 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-09T13:41:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Patyanne Carvalho Correia.pdf: 804722 bytes, checksum: 984e0900e0184bfd493feebf393b0390 (MD5) Previous issue date: 2013-02-22 / Keratinase are proteolytic enzymes whose substrate are a group of fibers and insoluble proteins denominate keratin. Some several micro-organisms such as fungi are capable to produce keratinase and to hydrolyze disulfide bonds present in keratinous substrates. The aim of this study was to select a producer keratinase and develop an integrated system which combines production, extraction and purification of keratinase by extractive fermentation in aqueous two-phase system (ATPS), prepared with polyethylene glycol (PEG) and citrate salts. Were observed the fermentation with Aspergillus sp SIS 11 was the higher producer of keratinases (7.65 U / mL), which the best conditions for enzyme production showed feather 0.5% o and pH 9.0. An ATPS which is composed of 20% (w/w) PEG 400 molar mass (g/mol), pH 8.0, 20% (w / w) sodium citrate, provided the best conditions for extractive keratinase production. Promoting greater (purification) 7.41, partition coefficient 0.74 and enzyme recovery 503.6%. In extractive fermentation enzyme produced presented partition coefficient K = 1.39 and enzyme recovery 65.08%. The studied strain was effective for enzyme production and biotechnological potential to use in animal feed. / Queratinases são enzimas proteolíticas que tem como substrato um grupo de proteínas fibrosas e insolúveis denominadas queratinas. Alguns micro-organismos como fungos excretam queratinases capazes de hidrolisar as ligações peptídicas presentes na queratina, principal componente das penas de aves. Diante do contexto, o presente trabalho teve como objetivo selecionar um micro-organismo produtor de queratinases, bem como desenvolver um processo integrado de produção, extração e purificação da queratinase por fermentação extrativa em sistema de duas fases aquosas (SDFA), preparados com polietileno glicol (PEG) e sais citrato. A linhagem Aspergillus sp SIS 11 foi a melhor produtora de queratinases (7,65 U/mL), nas quais as melhores condições para produção da enzima apresentavam 0,5% de pena e pH 9,0. As melhores condições de extração das enzimas em SDFA foram obtidas com 20% de PEG com massa molar 400 (g/mol), pH 8,0, 20% (m/m) de citrato de sódio, promovendo assim aumento da pureza de 7,41, coeficiente de partição de 0,74 e recuperação de 503,6%. Na fermentação extrativa a enzima produzida apresentou coeficiente de partição K =1,39 e recuperação de 65,08%. A linhagem estudada mostrou-se eficaz para a produção da enzima e potencial biotecnológico para aplicação em ração animal.

Orientador: Fabio Marcio Squina, Roberto Ruller / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-22T02:46:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hoffmam_ZairaBruna_M.pdf: 4922807 bytes, checksum: df6edae9e54a10424f07783fcf889151 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O etanol de segunda geração, produzido a partir dos polissacarídeos da biomassa lignocelulósica, apresenta-se como uma alternativa promissora para tornar a matriz energética brasileira sólida e, em grande parte, renovável. A biomassa é composta basicamente por celulose, hemicelulose e lignina. Celulose e hemicelulose devem ser hidrolisadas a açúcares monoméricos fermentescíveis para produzir etanol. Entretanto, a tarefa de propor um processo enzimático de hidrólise eficiente e de baixo custo com a finalidade de sacarificar a biomassa é desafiadora, pois os polissacarídeos que a compõem são complexos e recalcitrantes. Embora as hemiceluloses representem cerca de 30% dos açúcares do bagaço da cana-de-açúcar, uma das biomassas mais promissoras para a produção de etanol de segunda geração no Brasil, ainda poucos estudos são direcionados ao estudo da sacarificação dessa fração de polissacarídeos. Hemicelulases são glicosídeo hidrolases que catalisam a hidrólise dos polissacarídeos hemicelulósicos, e que em atuação sinérgica com celulases promove a hidrólise do bagaço de cana-de-açúcar de maneira mais eficiente que as classes de enzimas isoladamente. A primeira parte dessa dissertação apresenta a caracterização bioquímica e biofísica de uma arabinofuranosidase GH51 do micro-organismo Bacillus subtilis 168. ?-L-arabinofuranosidases são hemicelulases que hidrolisam terminais não redutores de polissacarídeos contendo arabinose. A AbfA mostrou-se robusta, atuando numa ampla faixa de temperatura, e capaz de liberar monômeros de arabinose hidrolisando 1,5-?-L-arabinoheptaose a partir da extremidade não-redutora. A análise dos dados de SAXS combinada com simulações de dinâmica molecular mostrou que a AbfA em solução é hexamérica, com cada subunidade contendo uma molécula com domínio catalítico em enovelado na forma de barril (?/?)8 seguido por um domínio acessório ?-sandwich. Esses dados evidenciam que a estrutura quaternária pode ser importante para o desempenho de atividade das arabinofuranosidases da família 51. A segunda parte da dissertação aborda uma avaliação da influência dos domínios de ligação a carboidratos na atividade de xilanases mesofílicas e termofílicas. Xilanases são hemicelulases que catalisam a hidrólise de ligações endo-1,4-?-D-xilosídicas na molécula de xilano. Fusões gênicas uniram end-to-end um CBM6 de Clostridium thermocellum aos domínios catatalíticos xilanásicos das enzimas GH10 termofílica (de Thermotoga petrophila) e GH11 mesofílica (de Bacillus subtilis 168). O CBM6 alterou o padrão de hidrólise das quimeras termofílicas e aumentou a constante de eficiência da quimera mesofílica, quando comparadas as enzimas nativas respectivas. Além disso, na hidrólise da biomassa da cana-de-açúcar a xilanase quimérica mesofílica suplementou o coquetel comercial Accellerase 1500, liberando mais açúcares redutores. Dessa forma a fusão ao CBM6 mostrou-se uma alternativa para construir enzimas com melhor desempenho cinético / Abstract: The second generation ethanol, produced from lignocellulosic biomass polysaccharides, presents itself as a promising alternative to make the Brazilian energy matrix solid and largely renewable. Biomass is composed mainly of cellulose, hemicellulose and lignin. Cellulose and hemicellulose must be hydrolyzed in fermentable monomeric sugars to produce ethanol. However, the task of proposing a process for enzymatic hydrolysis efficient and low cost in order to saccharify the biomass is challenging because its polysaccharides are complex and recalcitrant, so it requires the presence of several different catalytic activities for hydrolysis. Although hemicelluloses represent about 30% of sugars from sugarcane bagasse, one of the most promising biomass for the production of second generation ethanol in Brazil, few studies are directed to the saccharification study of this polysaccharidic fraction. Hemicellulases are glycoside hydrolases that catalyze the hydrolysis of hemicellulosic polysaccharides and works synergistically with cellulases promoting the hydrolysis of sugarcane bagasse more efficiently than each one class of enzymes alone. The first part of this dissertation presents the biochemistry and biophysics characterization of a GH51 arabinofuranosidase from microorganism Bacillus subtilis 168. ?-Larabinofuranosidases are hemicellulases that hydrolyze linkages in terminal nonreducing ends of polysaccharides containing arabinose. The AbfA showed itself robust, working in a wide temperature range, and able to release arabinose monomers hydrolyzing 1,5-?-L-arabinoheptaose from the non-reducing end. The analysis of SAXS data in combination with molecular dynamics simulations showed that AbfA solution is hexameric, with each subunit containing a molecule with catalytic domain coiled in the form of barrel (?/?)8 followed by a ?-sandwich domain accessory. These results evidence and corroborate data that the quaternary structure may be important for the activity of GH51 arabinofuranosidases family. The second part of the thesis adresses an evaluation of the influence of carbohydratebinding modules, non-catalytic domains of polysaccharides recognition, in the activity of mesophilic and thermophilic xylanases. Xylanases are hemicellulases that catalyze the hydrolysis of endo-1 ,4-?-D-xylosidic linkages in xylan molecule. Gene fusions joined end-to-end a CBM6 from Clostridium thermocellum to catalytic xylanasic domains of enzymes thermophilic GH10 (from Thermotoga petrophila) and mesophilic GH11 (from Bacillus subtilis 168). The CBM6 changed the hydrolysis pattern of thermophilic chimeras increased the efficiency constant of mesophilic chimera, when compared to the respective native enzymes. Furthermore, in the sugarcane biomass hydrolysis mesophilic chimeric xylanase supplemented the commercial cocktail Accellerase 1500, releasing more reducing sugars. In conclusion, the CBM6 fusion proved itself an alternative to construct enzymes with better kinetic performance / Mestrado / Bioquimica / Mestra em Biologia Funcional e Molecular

A maca é uma raiz aromática com 52 a 76% de carboidratos e seu período de conservação pós-colheita é bastante longo, sem demonstrar sinais de deterioração. O mecanismo de degradação do amido e dos componentes da parede celular via ação enzimática não eram ainda conhecidos. O objetivo do trabalho foi caracterizar a ação de enzimas amilolíticas e pectinolíticas nessas raízes, bem como a morfologia do grânulo de amido e a composição centesimal. Os resultados mostraram que foi obtida a purificação parcial de β-amilase com peso molecular aproximado de 57 kDa, com atividade máxima a 40,7 ºC e pH de 5,1. A pectinesterase foi extraída a pH 6,0 com maior atividade a 49,4ºC e pH 6,6 a maior atividade da poligalacturonase foi a 46 ºC e pH 5,4, quando extraída a pH 8,5.O teor de amido total foi de 8,92%, os grânulos apresentaram morfologia oval em observados em microscopia eletrônica de varredura (MEV). / Maca is an aromatic root that contends 52 to 76 per cent of carbohydrates and is very stable for a long period without signals of deterioration. The degradation mechanisms of the reserve carbohydrates and the cell wall components by enzymatic way had not been described yet. The main objective of this study was the identification of inner enzymes which degrades the starch and the pectins; the others objectives were the analysis and the morphology of the starch grains as well as the root\'s contend composition. The results showed that was obtained the partial purification of a β- amylase, characterized by the molecular mass of 57 kDa, with a highest activity at 40.7 °C and pH 5.1. The pectinesterease was extracted with a pH of 6.0 and its maximum activity was at 49.4 °C and pH 6.6; the polygalacturonase was extracted with a pH of 8.5 and its top activity was achieved at 46 °C and pH 5.4. The total contend of starch was 8.92 % and the grains had an oval morphology observed by SEM.

Orientador: Fernando Broetto / Banca: Marli Teixeira de Almeida Minhoni / Banca: Adriane Maria Ferreira Milagres / Banca: José Soares do Nascimento / Banca: Renato Mamede de C. Montini / Resumo: O cultivo de cogumelos comestíveis, em subprodutos energéticos, representa o principal exemplo da conversão direta de resíduos lignocelulósicos em um artigo com alto valor agregado, com benefício para o gênero humano e uma fonte de energia biosintética comercialmente importante. O objetivo do trabalho foi verificar a atividade de enzimas lignocelulolíticas do Lentinula edodes crescendo em resíduos agrícolas, utilizando-se três tipos de incubação: meio líquido, sistema estacionário e bioreator. As linhagens LE 95/17, LE 96/22 e Leax foram incubadas em substratos compostos de casca de arroz (CA), serragem de eucalipto (SE), bagaço de mandioca (BM) e bagaço de cana-de-açúcar (BC), suplementado com 20% de farelo de arroz e 1% de CaCO3. Foram avaliados a velocidade de crescimento miceliano e a atividade de enzimas oxidativas e hidrolíticas. As linhagens em meio de cultura líquido não apresentam atividades expressivas de manganês peroxidase e lacase. SE e BC, utilizados no sistema estacionário, mostraram ser os mais eficientes para as atividades de MnP, enquanto que para a atividade da lacase apenas SE. O sistema estacionário, em SE, foi melhor que o bioreator para atividade de enzimas hidrolíticas. O bagaço de mandioca pode ser uma alternativa viável como substrato, ou na forma de complemento à outros substratos, por propiciar um rápido crescimento miceliano. A lignina peroxidase não foi detectada em nenhum dos experimentos. / Abstract: The cultivation of mushrooms in by-products represents the main example of the direct conversion of lignocellulosic residues in an article with high attached value with benefit for the mankind and source of commercially important biosynthetic energy. The aim of this work was verify the activity of the Lentinula edodes lignocellulolitic enzymes growing in agricultural residues utilizing three kinds of incubation: liquid culture medium, solid static state and bioreactor. The LE 17/95, LE 22/96 and Leax strains were incubated in substrates composed of peel of rice (PR), eucalyptus sawdust (ES), cassava bagasse (CB) and sugar cane bagasse (SB), supplemented with 20% of rice brans and 1% of CaCO3. The mycelium growth velocity, the oxidative and hydrolytic enzymes activity were evaluated. The strains in liquid culture medium don't presented expressive activities of manganese peroxidase (MnP) and laccase. SE and BC utilized in solid static state system showed to be more efficient to MnP activity while laccase only SE. The solid static state system was better than bioreactor to hydrolytic enzymes activity in SE. The cassava bagasse can be a substrate alternative for having a fast mycelium growth. The lignin peroxidase was not detected in the experiments. / Doutor

Orientador: Eleni Gomes / Banca: Márcia Luzia Rizzatto / Banca: Tatiane Iembo / Resumo: Os resíduos agroindustriais compostos por, em sua maior parte, lignocelulose, podem ser desestruturados em monômeros de açúcares e derivados fenólicos que, por sua vez, podem ser convertidos em bioprodutos com valor agregado como etanol de segunda geração, ácidos orgânicos, aditivos para alimentos, entre outros. O processo de desestruturação da lignocelulose envolve, geralmente, um tratamento químico e/ou físico, seguido de sacarificação enzimática, que requer um coquetel multi-enzimático composto por celulases, hemicelulases, ligninases e enzimas acessórias, como as oxidases e pectinases. Estas últimas, além de aumentar a eficiência das primeiras, com consequente aumento no rendimento, aumentam também a velocidade do processo, devido à degradação da pectina da parede celular vegetal. Considerando que o grupo de pesquisa ao qual esse trabalho está vinculado tem desenvolvido pesquisas com as ligninases, celulases, hemicelulases e pectinases, este estudo teve por objetivo a produção, caracterização físico-química e a purificação parcial de pectinases produzidas pelo fungo termofílico Rasamsonia emersonii BC, e a avaliação do efeito dessas enzimas quando adicionadas ao coquetel enzimático produzido pelo fungo Myceliophthora thermophila JCP 1-4, composto por celulases e hemicelulases, sobre a hidrólise da palha de cana-deaçúcar. Os resultados mostraram que, utilizando-se a mistura de bagaço de laranja e de cana-de-açúcar como substrato para cultivo em estado sólido para produção... / Abstract: Agroindustrial wastes whose composition mainly lignocellulose can be deconstruted into sugar monomers and phenolic derivatives, which can be converted into added value bioproducts such as second generation ethanol, organic acids, additives for food and others. The process of destruction of lignocellulose usually involves a chemical and/or physical treatment, followed by enzymatic saccharification. This process requires a multi-enzymatic cocktail composed of cellulases, hemicellulases, ligninases and accessory enzymes, such as oxidases and pectinases. The addition of the pectinases increases the efficiency of the saccarification, resultin in the higher yield and speed of the process, due to the degradation of pectin from the plant cell wall. Considering that the research group to which this work is linked, has developed researches with ligninases, cellulases, hemicelluloses and pectinase, this study had the objective of the production, physicochemical characterization and partial purification of pectinases produced by the thermophilic fungus Rasamsonia emersonii BC and the evaluation of the effect of the addition of this enzyme to the enzymatic cocktail produced by the fungus Myceliophthora thermophila JCP 1-4 containing cellulases and hemicellulases, on the hydrolysis of sugarcane straw. The results showed that, using a mixture of orange and sugarcane bagasses as a substrate for fungus cultivation by solid-state fermentation, 471.05 U g-1 of pectinase activity (evaluated as ... / Mestre