The human patogen Streptococcus pneumoniae encodes a single copy of eukaryotic-like Ser/Thr protein kinase StkP. StkP regulates virulence, competence, stress resistence, gene expression and plays a role in the regulation of cell division cycle. Analysis of phosphoproteome maps of the wild type and stkP mutant strain of S. pneumoniae showed that in vivo StkP phosphorylates several putative substrates including Mn-dependent inorganic pyrophosphatase PpaC. Mass spectrometry analysis identified two phosphorylation sites in an active site of the protein. Pyrophosphatases are essential enzymes that catalyze hydrolysis of inorganic pyrophosphate produced during various biosynthetic reactions that utilize ATP. Changes in pyrophosphatase activity have been described to have global effects on cell metabolism, growth and division of bacteria. The aim of this thesis was to investigate the phosphorylation of inorganic pyrophosphatase PpaC in S. pneumoniae. Gene ppaC was cloned, expressed in E. coli and protein was purified via affinity chromatography. Phosphorylation of PpaC by StkP was examined in a kinase assay but we did not confirm that PpaC is a direct substrate of StkP in vitro. Further we prepared a set of mutants in ppaC gene. We replaced two presumable phosphoaminoacids identified by mass-spectrometry with...

A conservação do potencial fisiológico das sementes de amendoim durante o armazenamento é considerada de grande importância pelas empresas produtoras de sementes, pois a composição química das sementes dessa espécie, ricas de lipídios, e as condições de armazenamento inadequadas interferem diretamente na longevidade das sementes. Diante disso, o objetivo desta pesquisa foi avaliar a conservação do potencial fisiológico de sementes de amendoim armazenadas em ambientes distintos, procurando identificar possíveis alterações fisiológicas durante esse período. Foram utilizados dois cultivares de amendoim (IAC OL3 e RUNNER IAC 886), cada um representado por três lotes de sementes produzidos em diferentes regiões e armazenados, durante 9 meses, em câmara fria e seca (11°C / 24% de umidade relativa do ar - UR), câmara seca (19°C / 40% UR) e ambiente natural (24°C / 66% UR), precedidos ou não da operação de debulha. O desempenho das sementes foi avaliado em épocas trimestrais, por meio dos testes de germinação e vigor (envelhecimento acelerado tradicional e com solução saturada de NaCl, condutividade elétrica, emergência de plântulas em campo, análise computadorizada de imagens de plântulas - SVIS®) e teste de sanidade; também foram determinadas a atividade das enzimas superóxido dismutase, catalase, malato desidrogenase e esterase, por meio da técnica de eletroforese. Os dados foram submetidos, separadamente para cada cultivar, a análise da variância, em delineamento inteiramente casualizado (testes em laboratório) e em blocos ao acaso (testes em campo); as médias foram comparadas pelo teste de Tukey (p ≤ 0,05). Verificou-se que o potencial fisiológico de sementes dos cultivares IAC OL3 e RUNNER IAC 886 é preservado quando armazenadas em câmara fria e seca, sendo o teor de água seguro para redução da velocidade de deterioração das sementes tanto no interior das vagens quanto debulhadas, durante o armazenamento, em ambos cultivares, é de 4,4%. O armazenamento em ambiente natural com condições sub-ótimas de temperatura e umidade relativa do ar, promove maior interferência negativa na velocidade de deterioração das sementes do que os sistemas de debulha. Alterações nos sistemas enzimáticos da superóxido dismutase e da catalase permitem identificar o progresso de deterioração de sementes de amendoim em diferentes condições de armazenamento precedidas ou não da operação de debulha. / The conservation of the physiological potential of peanut seeds during storage is considered of great importance by seed companies, since the chemical composition of the seeds which are rich in lipids, combined with inadequate storage conditions can directly interfere in the seed longevity. Thus, the objective of this research was to evaluate the conservation of the physiological potential of peanut seeds stored in different environments, seeking to identify possible physiological changes during this period. Two peanut cultivars (IAC OL3 and RUNNER IAC 886) were used, each represented by three seed batches produced in different regions and stored for 9 months in the following conditions: Cold and dry chamber (11°C / 24% relative humidity - RH), dry chamber (19°C / 40% RH), and natural environment (24°C / 66% RH), preceded or not by the threshing. Seed performance was evaluated in quarterly seasons through germination and vigor tests (traditional accelerated aging and saturated NaCl solution, electric conductivity, emergence of field seedlings, computerized analysis of seedlings images - SVIS®) and test of sanity. The activity of the enzymes superoxide dismutase, catalase, malate dehydrogenase and esterase was also determined by the electrophoresis technique. The data were submitted, separately for each cultivar, to the analysis of variance, in a completely randomized design (laboratory tests) and in randomized blocks (field tests); the means were compared by the Tukey\'s test (α ≤ 0.05). It was found that the physiological potential of seeds of IAC OL3 and RUNNER IAC 886 is preserved when stored in a cold and dry chamber, being the water content safe to reduce the deterioration rate of the seeds both inside the pods and threshed, during storage, both cultivars, is 4.4%. The storage sub-optimal conditions of temperature and relative humidity as the natural environment, promotes greater negative interference in the speed of deterioration of the seeds of the threshing system. Changes in enzyme systems of superoxide dismutase and catalase identifying the progress of deterioration of peanut seeds at different storage conditions preceded or not the threshing operation.

No Brasil são abatidos por ano cerca de 34 milhões de cabeças de rebanho bovino, sendo que cada animal abatido pode produzir aproximadamente 25 kg de conteúdo ruminal. Este resíduo se não disposto adequadamente pode ser considerado como um material de risco ambiental, necessitando assim de especial atenção no seu gerenciamento. Uma forma sustentável de tratamento do resíduo ruminal é a transformação deste em uma fonte orgânica de nutrientes e de microrganismos potenciais para produção de enzimas que podem ser utilizadas de diversas formas em processos biotecnológicos. O objetivo do trabalho foi a obtenção de cultura mista a partir de bactérias celulolíticas oriundas do conteúdo ruminal bovino no processo de compostagem e fungos filamentosos. Duzentas e cinquenta bactérias isoladas aos 7, 21, 39 e 62 dias ao longo do processo de compostagem foram analisadas quanto ao potencial de produzir enzimas celulolíticas. Na primeira triagem foram selecionadas 16 bactérias. Após os testes enzimáticos em meio liquido contendo Xilana e CMC para determinar Xilanase e CMCase respectivamente, os melhores resultados para CMCase foram dados pelas bactérias: 1T54(0.72 U/mL), 2T47(0.9 U/mL), 2T43.1(1.48 U/mL), 3T56.1(0.9 U/mL) e 3T32(1.12 U/mL) e para xilanase: 1T54(9.67 U/mL), 2T42.1(5.21 U/mL), 2T43.1(5.58 U/mL), 2T03(5.33 U/mL), 3T56.1(29.77 U/mL), 2T37.1(29.06 U/mL) e 3T32(5.82 U/mL). As melhores combinações entre bactérias foram 1T54+2T43.1, 2T37.1+2T47 e 3T56.1+3T32. E entre fungos e bactérias respectivamente (Bactéria+Fungo), as linhagens 2T43.1 +1T1502 e 1T54+1T1502. As linhagens de bactérias e fungos filamentosos cultivados em culturas mistas promoveram 12 combinações entre as bactérias e 14 entrelaçamentos mútuos entre 13 fungos testados. As melhores combinações entre bactérias foram: 1T54+2T43.1, 2T37.1+2T47 e 3T56.1+3T32. E entre fungos e bactérias respectivamente (Bactéria+Fungo) as 2T43.1 +1T1502 e 1T54+1T1502. As bactérias isoladas de resíduo ruminal expressaram capacidade de produção enzimáticas de CMCase e xilanase assim como apresentaram entrelaçamentos mútuos entre si e com fungos, mostrando que os isolados podem ser combinados para a formação de cultura mista e usadas para testes em leiras de compostagem como aceleradores de decomposição. / In Brazil, about 34 million head of cattle are slaughtered each year, and each slaughtered animal can produce approximately 25 kg of ruminal contents. This residue, if not disposed of properly, can be considered as an environmental risk material, thus requiring special attention in its management. A sustainable form of treatment of the ruminal residue is the transformation of this into an organic source of nutrients and potential microorganisms for the production of enzymes that can be used in various forms in biotechnological processes. The objective of the work was to obtain a mixed culture from cellulolytic bacteria derived from bovine ruminal content in the composting process and filamentous fungi. Two hundred and fifty bacteria isolated at 7, 21, 39 and 62 days throughout the composting process were analyzed for the potential to produce cellulolytic enzymes. At the first screening, 16 bacteria were selected. After the enzymatic tests in liquid medium containing Xylan and CMC to determine Xylanase and CMCase respectively, the best results for CMCase were given by the bacteria: 1T54 (0.72 U/mL), 2T47 (0.9 U/mL), 2T43.1 (1.48 U/mL), 3T56.1 (0.9 U/mL) and 3T32 (1.12 U/mL) and for xylanase: 1T54 (9.67 U/mL), 2T42.1 (5.21 U/mL), 2T43.1 (5.58 U/mL), 2T03 (5.33 U/mL), 3T56.1 (29.77 U/mL), 2T37.1 (29.06 U/mL) and 3T32 (5.82 U/mL). The best combinations among bacteria were 1T54 + 2T43.1, 2T37.1 + 2T47 and 3T56.1 + 3T32. Among fungi and bacteria respectively (Bacteria + Fungus), the strains 2T43.1 + 1T1502 and 1T54 + 1T1502. Bacteria and filamentous fungi strains cultured in mixed cultures promoted 12 combinations between bacteria and 14 mutual interlacements among 13 fungi tested. The best combinations among bacteria were: 1T54 + 2T43.1, 2T37.1 + 2T47 and 3T56.1 + 3T32. Among fungi and bacteria, respectively, (Bacteria + Fungus) the 2T43.1 + 1T1502 and 1T54 + 1T1502. Bacteria isolated from ruminal residue expressed an enzymatic production capacity of CMCase and xylanase as well as showing mutual entanglement with each other and with fungi, showing that the isolates can be combined for mixed culture formation and used for composting as well as decomposition.

Devido à necessidade de se conhecer os impactos que as diversas atividades antropogênicas exercem sobre os ecossistemas torna-se relevante o estudo dos organismos aquáticos perante os resíduos tóxicos resultantes, com o objetivo de facilitar a identificação de áreas poluiídas ou contaminadas e estudos de meios atingidos por estes agentes poluentes. Estudo da microalga em contato com o fenol em concentrações conhecidas, compreende a determinação dos efeitos tóxicos e geração de metabólitos, caracterizando uma possível utilização deste microorganismo como bioindicador para contaminações do poluente. Determinou-se as concentrações de fenol capazes de em 24 horas inibirem o crescimento das células de L. polyedrum em 20 e 50% (IC 20 e IC 50) respectivamente 40 µmol.L-1 e 120 µmol.L-1. Identificou-se a necessidade de padronização das variáveis na execução dos ensaios dose-resposta com algas, permitindo construir protocolos que auxiliariam a obtenção de legislações que assegurem os limites de compostos tóxicos aos organismos costeiros. Calculou-se que a microalga L. polyedrum possui uma taxa de biodegradação do fenol por célula na média de aproximadamente (0,02 µmol.h-1.cel-1), capaz de biotransformar 120 µmol.L-1 de fenol em um período de 16 horas. Vias de biotransformação do fenol na microalga L.polyedrum se dão pela conjugação com a glutationa, catalisada por glutationa S-transferase e pela via metabólica de fenol hidroxilase e catecol 2,3-dihidroxigenase. Identificou-se a geração do ácido 2-hidroximucônico semialdeído, 1,2-dihidroxibenzeno (Catecol) e ácido 2-oxo 4-pentenóico como metabólitos resultantes da exposição de L. polyedrum ao fenol. O composto orgânico fenol é capaz de induzir um estado de aumento na atividade antioxidante da microalga L. polyedrum, sendo as enzimas superóxido dismutase e catalase os melhores biomarcadores, por terem sua expressão até três vezes maior no grupo exposto. Determinou-se que a razão GSH/GSSG no grupo tratado com fenol é menor, devido ao aumento de 20 ng.mL-1 de GSSG, expressando o efeito oxidativo no sistema glutationa, que em condições normais possui os níveis de GSSG muito abaixo dos de GSH. A avaliação fotossintética sugeriu que o fenol interferiu relativamente na fotossíntese da microalga em um curto intervalo de tempo, demonstrando a promissora sensibilidade a este poluente presente no ambiente marinho. / Due necessity of knowing and understand the impacts of diverse anthropogenic activities exerted above ecosystems became relevant the study of aquatic organisms exposed to toxic waste, this can facilitate the identification of polluted or contaminated areas. Study of microalgae in contact with phenol at known concentrations, comprehended a determination of the toxic effects and generation metabolites of characterizing the possible use of the organism as a bioindicator to contamination of the pollutant. In this work it was determined in 24 hours those inhibitor phenol concentrations of cell growth of L.polyedrum on 20% and 50% (IC 20 and IC 50) respectively 40 µmol.L-1 and 120 µmol.L-1. Acknowledged need for standardization of variables in the implementation of dose-response tests with algae, allowing you to build protocols that would help to obtain laws that ensure the limits of toxic compounds to coastal organisms. It was assumed that the L. polyedrum microalgae has a biodegradation rate of phenol per cell on average of about (0,02 µmol.h-1.cel-1), capable of biotransformation 120 µmol.L-1 of phenol in a period of 16 hours. Biotransformation pathways of phenol in the microalgae L. polyedrum occur by conjugation with glutathione, catalyzed by glutathione S-transferase and the metabolic pathway of phenol hydroxylase and catechol 2,3-dihydroxygenase. We identified 2- hydroxy muconic semialdehyde acid, 1,2-dihydroxybenzene (catechol) and 2-oxo-4-pentenoic acid as metabolites resulting from exposure to phenol. The phenol is able to induce a high active antioxidant enzymes on L. polyhedron, and the enzymes superoxide dismutase and catalase the best biomarkers since were induced three times more in the exposed group. It was determined that the GSH / GSSG ratio in the group treated with phenol, GSSG has an increase of 20 ng.mL-1. Evaluation suggested that the phenol interfered on photosynthesis of microalgae in a short time, showing promising sensitivity to this pollutant in the marine environment.

As comunidades microbianas regulam a ciclagem de nutrientes no solo. O impacto das mudanças climáticas sobre estas poderia alterar a estrutura, a função e provocar um desequilíbrio dos nutrientes no ambiente. O principal objetivo desse trabalho foi estudar o impacto da umidade sobre a diversidade e atividades enzimáticas das comunidades bacterianas em microcosmos compostos por solos dos biomas Caatinga e Mata Atlântica. Amostras de solo foram coletadas nos seguintes estados brasileiros: Bahia, Pernambuco e São Paulo totalizando quatro pontos de coleta, com um ponto em cada estado e dois pontos no estado de São Paulo. As amostras de solo dos dois biomas, foram incubadas em microcosmos, com três ciclos de umidade (60 %- 30 %, umidade relativa) e para cada ciclo de umidade, foram construídas uma biblioteca do gene 16S rRNA. Nas análises de alfa diversidade, foram calculados os índices PD (diversidade filogenética baseado nos ramos da árvore filogenética) e Shannon. Para avaliar a beta diversidade foi utilizado o índice Bray-Curts (índice de similaridade baseado nos grupos dominantes) e a distância UniFrac. Simultaneamente, cada uma das amostras de cada tratamento foi analisada para as seguintes atividades enzimáticas: fosfatase ácida e alcalina, arilsulfatase, desidrogenase, celulase, amilase, urease e fitase. Os resultados aqui obtidos mostraram que os filos Acidobacteria, Proteobacteria e Chloroflexi foram mais abundantes nos solos da Mata Atlântica e Actinobacteria, Proteobacteria, Chloroflexi e Acidobacteria nos solos da Caatinga, considerando a característica em estudo do efeito adverso do estresse hídrico. As classes mais prevalentes na Mata Atlântica foram Acidobacteria, Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria e Gammaproteobacteria. Enquanto que para a Caatinga, as classes prevalentes foram Ktedonobacteria, Actinobacteria-6 e Betaproteobacteria. No que diz respeito ao estresse hídrico sobre as atividades enzimáticas, os dados demonstraram efeito significativo para todos os solos amostrados, exceto para a enzima fitase. Por correlação entre as OTUs e as enzimas observou-se que grupos específicos foram correlacionados positivamente com a atividade das enzimas e com C e N total nos solos estudados. Estes resultados indicam que os ciclos de umidade afetam a distribuição taxonômica das comunidades bacterianas e as funções enzimáticas. / The microbial communities regulate the nutrient cycling in the soil. The impact of climate change on could alter the structure and function and cause an imbalance of nutrients in the environment. The main aim of this work was to study the impact of the soil humidity on diversity and enzymatic activities of bacterial communities in microcosms compounds soils of the Biosphere biomes of Caatinga and Atlantic Forest. Soil samples were collected in the following Brazilian states: Bahia, Pernambuco and Sao Paulo totaling four collection points, with a point in each state and two points in São Paulo. The soils samples of the two Biomes, were incubated in microcosms, with three humidity cycles (60% - 30% relative humidity) and for each humidity cycle, was constructed a 16S rRNA gene library. In the analyzes of alpha diversity, the PD indices were calculated (based on phylogenetic diversity branches of the phylogenetic tree) and Shannon and to test the beta diversity we used the Bray-Curts index (similarity index based on the dominant groups) and the distance UniFrac. Simultaneously, each soil sample of each treatment was analyzed for the following enzymatic activities: acid and alkaline phosphatase, arylsulfatase, dehydrogenase, cellulase, amylase, urease and phytase. The results herein obtained showed that the Phyla Acidobacteria, Proteobacteria and Chloroflexi were more abundant in the soils at Atlantic Forest, and Actinobacteria, Proteobacteria, Chloroflexi and Acidobacteria in the soils of Caatinga, considering the studied trait of the adverse effect of water stress. The most prevalent classes in the Atlantic Forest were Acidobacteria, Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria and Gammaproteobacteria. While for the Caatinga, the prevalent classes were Ktedonobacteria, Actinobacteria-6 and Betaproteobacteria. In regard to the hydric stress on the enzymatic activities, the data showed significant effects for all sampling soils, except for the enzyme phytase. By correlations between OTUs and enzymes it was observed that specific groups were positively correlated with the activity of the enzymes and carbon and total nitrogen in the studied soils. These results indicate that humidity cycle affects the taxonomic distribution of bacterial communities and the enzymatic functions.

Iron/Manganese superoxide dismutases (Fe/Mn-SODs) are metalloenzymes with highly conserved protein folds, active sites, and dimer interfaces. They protect cells against oxidative stress by catalyzing the conversion of the cytotoxic free radical superoxide to molecular oxygen and hydrogen peroxide. The majority are highly specific for the type of metal (iron or manganese) present within the active site. However, there are many key aspects of metal specificity and catalytic activity that lack a structural explanation. Computational analyses suggested that several residues are important for fine-tuning the redox potential of the metal in the active site and thereby the catalytic activity. The main objective of this thesis is to evaluate the influence of several point mutations (M27V, G73A, H75I, L80F, D150G and Q172D) and one double mutation (Q149G+G74Q)) in terms of metal specificity, catalytic activity and three-dimensional structure using the superoxide dismutase from Trichoderma reesei (TrSOD) as a model system. The corresponding genes were cloned, expressed and the resulting proteins characterized by X-ray crystallography, electron paramagnetic resonance (EPR), atomic absorption spectroscopy (AAS), dynamic light scattering (DLS) and their enzymatic activity determined. The native protein was shown to be able to use either Mn or Fe (5000 units/mg and 500 units/mg, respectively) for catalysis suggesting it to be properly classified as cambialistic. Structures for native TrSOD and the Mn-G73A, Fe-H75I, Mn-L80F, Fe-D150G and Fe-M27V, Mn-M27V mutants were solved at 2.3 Å, 2.0 Å, 2.03 Å, 2.0 Å, 1.85 Å, 1.4 Å and 1.6 Å resolution, respectively. The H75I, L80F and M27V mutations are easily accommodated by small local structural changes to the three-dimensional structure. On the other hand, the G73A mutation destabilize one of the dimer-dimer interfaces of the tetramer making it possible for two distorted tetramers to interact forming an octamer. This enzyme also lost all catalytic activity probably due to resulting exposure of the active site consistent with the observation of a sixth ligand (solvent molecule) bound to the metal in one subunit. The D150G mutant remained tetrameric but with reduced symmetry related to the rearrangement of the last helix (H9). Our results show that a large impact on activity and oligomerization of TrSOD can be generated by a single amino acids substitution in some cases and provide some insights into our understanding of the structural details associated with the metal ion specificity and oligomerization in superoxide dismutases. / Superóxido dismutases de ferro e manganês (Fe/Mn-SODs) são metaloenzimas com enovelamentos, sítios ativos e interfaces diméricas altamente conservados. Estas enzimas protegem as células contra o estresse oxidativo pela conversão do ânion superóxido em oxigênio molecular e peróxido de hidrogênio. A maioria são altamente específicas pelo tipo de metal (ferro ou manganês) presente no sítio ativo. Entretanto, existem vários aspectos críticos sobre a especificidade pelo metal e da atividade catalítica que ainda não foram explicados em termos estruturais. Análises computacionais sugerem que vários resíduos são importantes para o ajuste do potencial redox do metal no sitio ativo e, portanto, a atividade catalítica. O objetivo principal deste trabalho é avaliar a influência de mutações simples (TrSOD) (M27V, G73A, H75I, L80F, D150G e Q172D) e dupla (Q149G + G74Q) em superóxido dismutases de Trichoderma reesei em termos de especificidade pelo metal, atividade catalítica e estrutura. Os genes correspondentes foram clonados, expressos e as proteínas resultantes caracterizadas por cristalografia de raios-X, ressonância paramagnética electrónica (EPR), espectroscopia de absorção atómica (AAS), dispersão de luz dinâmica (DLS), e a atividade enzimática foi determinada. Foi mostrado que a proteína nativa é capaz de usar tanto Mn quanto Fe (5000units/mg e 500units/mg, respectivamente) para catálise sugerindo que deveria ser a classificada como enzima cambialistica. Estruturas da enzima nativa e mutantes (Mn-G73A, Fe-H75I, Mn-L80F, Fe-D150G, Fe-M27V e Mn-M27V) foram resolvidas a resoluções de 2.3 Å, 2.0 Å, 2.03 Å, 2.0 Å, 1.85 Å, 1.4 Å e 1.6 Å respetivamente. As mutações H75I, L80F e M27V são acomodadas facilmente por reajustes locais na estrutura tridimensional. Por outro lado, a mutação G73A desestabiliza uma das interfaces dímero-dímero do tetrâmero levando à formação de um octâmero feito por dois tetrâmeros distorcidos. Esta enzima também perde atividade provavelmente devido a um aumento na acessibilidade do sítio ativo, coerente com a observação de um sexto ligante (molécula de solvente) coordenando o metal em uma das subunidades. O mutante D150G continuou tetramérica mas com simetria reduzida relacionado com o rearranjo da última hélice (H9). Estes resultados mostram que, em alguns casos, uma mutação simples pode ter um impacto significativo no estado oligomérico e atividade catalítica da proteína TrSOD e fornece conhecimentos para a nossa compreensão dos detalhes estruturais associados com a especificidade de íons metálicos e oligomerização em superóxido dismutases.

Pythium insidiosum, classificado no Reino Stramenipila e Classe Oomycetes, é o agente etiológico da pitiose, uma doença diagnosticada principalmente em equinos, caninos e humanos. A secreção de enzimas por micro-organismos é considerada um fator importante na invasão tecidual. O presente estudo teve como objetivo analisar a atividade enzimática de isolados de P. insidiosum obtidos de lesões equinas (n=13), coelhos infectados experimentalmente (n=2) e uma amostra padrão (ATCC). Para isso, utilizou-se o kit comercial API ZYM. Zoósporos foram cultivados em caldo RPMI 1640 por 24h a 37 oC. Após esse período, a presença de hifas foi observada, as quais foram separadas e 65μl do líquido restante foram inoculados em cada um dos 20 poços (um controle e 19 com substratos específicos para cada enzima) do kit. As galerias foram então incubadas por 4 h a 37 oC. Os resultados foram obtidos através da leitura visual das reações. As análises foram feitas em triplicata e submetidas à análise de variância utilizando um nível de significância de 5%. Houve uma variação intraespecífica na atividade enzimática entre os isolados, sendo que enzimas dos grupos fosfohidrolases e éster hidrolases foram as mais prevalentes. Esses dados demonstram a capacidade de P. insidiosum em secretar enzimas que degradam substratos presentes em animais e em plantas, bem como a variabilidade enzimática entre os isolados. / Pythium insidiosum is classified in the kingdom Stramenipila, class Oomycetes. It causes pythiosis, a disease mainly diagnosed in horses, dogs, and humans. This study aimed at analyzing the enzymatic activity of P. insidiosum isolates obtained from equine lesions (n=13), experimentally infected rabbits (n=2) and a standard strain (ATCC 58637). To address this issue, the API ZYM commercial kit was used. Zoospores were cultivated in RPMI 1640 broth for 24 h at 37oC. After this period, the presence of hyphae was observed and they were carefully separated from the liquid phase. Then, 65 μl of this liquid were inoculated in each of the 20 microwells (one control, 19 containing specific substrates for each enzyme) of the API ZYM kit. The strips were incubated for 4h at 37oC. Results were obtained by visual observation of the reactions. The tests were carried out in triplicate and submitted to an analysis of variance using a significance level of 5%. An intraspecific variation among the enzymatic activities was observed among the isolates, where the group of phosphohydrolases and ester hydrolases were conspicuous among most of the isolates. Data here obtained highlighted the capacity of P. insidiosum in secreting enzymes capable of degrading substrates present in animals and plants, besides the enzymatic variability among the isolates.

Devido à necessidade de se conhecer os impactos que as diversas atividades antropogênicas exercem sobre os ecossistemas torna-se relevante o estudo dos organismos aquáticos perante os resíduos tóxicos resultantes, com o objetivo de facilitar a identificação de áreas poluiídas ou contaminadas e estudos de meios atingidos por estes agentes poluentes. Estudo da microalga em contato com o fenol em concentrações conhecidas, compreende a determinação dos efeitos tóxicos e geração de metabólitos, caracterizando uma possível utilização deste microorganismo como bioindicador para contaminações do poluente. Determinou-se as concentrações de fenol capazes de em 24 horas inibirem o crescimento das células de L. polyedrum em 20 e 50% (IC 20 e IC 50) respectivamente 40 µmol.L-1 e 120 µmol.L-1. Identificou-se a necessidade de padronização das variáveis na execução dos ensaios dose-resposta com algas, permitindo construir protocolos que auxiliariam a obtenção de legislações que assegurem os limites de compostos tóxicos aos organismos costeiros. Calculou-se que a microalga L. polyedrum possui uma taxa de biodegradação do fenol por célula na média de aproximadamente (0,02 µmol.h-1.cel-1), capaz de biotransformar 120 µmol.L-1 de fenol em um período de 16 horas. Vias de biotransformação do fenol na microalga L.polyedrum se dão pela conjugação com a glutationa, catalisada por glutationa S-transferase e pela via metabólica de fenol hidroxilase e catecol 2,3-dihidroxigenase. Identificou-se a geração do ácido 2-hidroximucônico semialdeído, 1,2-dihidroxibenzeno (Catecol) e ácido 2-oxo 4-pentenóico como metabólitos resultantes da exposição de L. polyedrum ao fenol. O composto orgânico fenol é capaz de induzir um estado de aumento na atividade antioxidante da microalga L. polyedrum, sendo as enzimas superóxido dismutase e catalase os melhores biomarcadores, por terem sua expressão até três vezes maior no grupo exposto. Determinou-se que a razão GSH/GSSG no grupo tratado com fenol é menor, devido ao aumento de 20 ng.mL-1 de GSSG, expressando o efeito oxidativo no sistema glutationa, que em condições normais possui os níveis de GSSG muito abaixo dos de GSH. A avaliação fotossintética sugeriu que o fenol interferiu relativamente na fotossíntese da microalga em um curto intervalo de tempo, demonstrando a promissora sensibilidade a este poluente presente no ambiente marinho. / Due necessity of knowing and understand the impacts of diverse anthropogenic activities exerted above ecosystems became relevant the study of aquatic organisms exposed to toxic waste, this can facilitate the identification of polluted or contaminated areas. Study of microalgae in contact with phenol at known concentrations, comprehended a determination of the toxic effects and generation metabolites of characterizing the possible use of the organism as a bioindicator to contamination of the pollutant. In this work it was determined in 24 hours those inhibitor phenol concentrations of cell growth of L.polyedrum on 20% and 50% (IC 20 and IC 50) respectively 40 µmol.L-1 and 120 µmol.L-1. Acknowledged need for standardization of variables in the implementation of dose-response tests with algae, allowing you to build protocols that would help to obtain laws that ensure the limits of toxic compounds to coastal organisms. It was assumed that the L. polyedrum microalgae has a biodegradation rate of phenol per cell on average of about (0,02 µmol.h-1.cel-1), capable of biotransformation 120 µmol.L-1 of phenol in a period of 16 hours. Biotransformation pathways of phenol in the microalgae L. polyedrum occur by conjugation with glutathione, catalyzed by glutathione S-transferase and the metabolic pathway of phenol hydroxylase and catechol 2,3-dihydroxygenase. We identified 2- hydroxy muconic semialdehyde acid, 1,2-dihydroxybenzene (catechol) and 2-oxo-4-pentenoic acid as metabolites resulting from exposure to phenol. The phenol is able to induce a high active antioxidant enzymes on L. polyhedron, and the enzymes superoxide dismutase and catalase the best biomarkers since were induced three times more in the exposed group. It was determined that the GSH / GSSG ratio in the group treated with phenol, GSSG has an increase of 20 ng.mL-1. Evaluation suggested that the phenol interfered on photosynthesis of microalgae in a short time, showing promising sensitivity to this pollutant in the marine environment.

Cette thèse a pour objectif de développer une méthode électrochimique permettant de cribler à haut débit des inhibiteurs d'enzymes. Pour cela, une enzyme cible a été sélectionnée pour son intérêt thérapeutique, la transcétolase (TK) : elle est impliquée dans de nombreuses pathologies (cancer, maladies neurodégénératives, diabète…) et dans la survie de certains parasites pathogènes. Afin de mesurer l'activité de la TK, deux systèmes rapporteurs ont été développés, à l'aide de plaques de criblage électrochimique (PCE) constituées de 96 électrodes indépendantes. Le premier système rapporteur repose sur un système bienzymatique nécessitant l'intervention d'une enzyme auxiliaire, la galactose oxydase (GAOx) sous forme libre ou immobilisée dans la laponite. Cette enzyme est capable d'oxyder les produits de réaction de la TK et de produire du peroxyde d'hydrogène. Le format 96 des PCE a permis d'optimiser rapidement la détection électrochimique par ampérométrie pulsée par intermittence (IPA) d'activité oxydase et seulement 10 minutes sont nécessaires pour réaliser 96 mesures simultanées. Parallèlement, afin d'exploiter au maximum le système à 96 électrodes, cette détection d'activité oxydase a également été réalisée, en 10 minutes par électrochimiluminescence. Cette méthode offre l'avantage d'être plus sensible et moins variable que par IPA, mais limite l'utilisation de matrice d'immobilisation d'enzymes. La GAOx a ensuite été utilisée pour mesurer l'activité TK, cependant, les conditions réactionnelles n'étant pas optimales en présence du système bienzymatique (TK-GAOx), des temps d'incubation longs sont nécessaires et sont peu adaptées au criblage d'inhibiteurs de la TK. Un second système rapporteur ne nécessitant plus d'enzyme auxiliaire et faisant intervenir uniquement un seul substrat de la TK a été optimisé. Ce système repose sur l'oxydation de l'intermédiaire réactionnel formé par la fixation du cofacteur (la thiamine pyrophosphate) et du substrat sur l'enzyme par le ferricyanure. Cette méthode permet de mesurer 96 activités TK en seulement 7 minutes et a aisément été utilisée pour cribler une bibliothèque de molécules. Le criblage de 1360 molécules a permis d'identifier un nouvel inhibiteur de cet enzyme, présentant une CI50 de 63 μM. Le système électrochimique a également été utilisé pour déterminer le mécanisme d'inhibition (non compétitive pure partielle) et la constante d'inhibition associée (3,4 μM). Ces résultats sont inédits dans le domaine de l'électrochimie et offrent un large éventail d'applications que ce soit pour le criblage d'activité enzymatiques ou d'inhibiteurs d'enzymes / This thesis focuses on the development of a new electrochemical method allowing the high throughputscreening of enzyme inhibitors. For this purpose, a target enzyme has been selected for its therapeutic interest,transketolase (TK): this enzyme is involved in many diseases (cancer, neurodegenerative diseases, diabetes ...) and inthe survival of pathogenic parasites. To measure TK activity, two reporter systems have been developed by usingelectrochemical plates, composed of 96 independent electrodes.The first one is based on a bienzymatic system, requiring the use of an auxiliary enzyme, galactose oxidase(GAOx), in its soluble form or immobilized in laponite. This enzyme is able to oxidize TK products and producehydrogen peroxide. The 96-well format allowed to quickly optimize the electrochemical detection of oxidase activityby intermittent pulse amperometry (IPA) of oxidase activity and only 10 minutes are required to perform 96simultaneous measurements. In parallel, in order to harness the 96-well electrochemical system, this detection ofoxidase activity was also carried out in 10 minutes using electrochemiluminescence. This method is more sensitiveand less variable than IPA but is limited to the use of soluble enzymes. However, the reaction conditions are notoptimal for the bienzymatic system (TK-GAOx): long incubation times are required and are poorly adapted for thescreening of TK inhibitors.A second reporter system no longer requiring an auxiliary enzyme and involving only one TK substrate hasbeen optimized. This system relies on the oxidation by ferricyanide of the reactional intermediate resulted of thebinding of the cofactor (thiamine pyrophosphate) and the substrate. This method allows to measure 96 TK activitiesin only 7 minutes and was easily used to screen an in-house chemical library. The screening of 1360 molecules leadto the identification of a new TK inhibitor with an IC50 of 63 μM. This electrochemical system was also used todetermine the mechanism of inhibition (partial non-competitive mechanism) and the associated inhibition constant(3.4 μM). These results are innovative in the field of electrochemistry and offer a wide range of applications forenzymatic activity screening or the screening of enzymes inhibitors

Thesis (Ph.D. (Environmental Science)--North-West University, Potchefstroom Campus, 2007.