Os polissacarídeos possuem diversas aplicações industriais devido a sua ampla variedade de propriedades físico-químicas. Além desses empregos tradicionais, pesquisas mais recentes estão impulsionando o uso de polissacarídeos para novas aplicações, principalmente na área de terapia farmacêutica. Com o objetivo de ampliar a produção industrial de polissacarídeos microbianos, pesquisas têm se concentrado nos exopolissacarídeos (EPS), que apresentam produtividade elevada e processos de extração e purificação mais simples quando comparados aos polímeros tradicionais. A lasiodiplodana, uma ?-(1->6)-D-glucana, é um EPS produzido por Lasiodiplodia theobromae, um fungo filamentoso característico de regiões tropicais e patógeno de mais de 500 espécies vegetais. Na produção de EPS observa-se que, como resultado do crescimento e da produção do biopolímero, o meio de cultivo torna-se mais viscoso, tornando difícil a manutenção da homogeneidade no biorreator e, consequentemente, prejudicando a transferência de massa e oxigênio no meio. Nos cultivos em que ocorrem mudanças na reologia do meio e nos quais são utilizados fungos filamentosos, sensíveis ao cisalhamento, o uso de biorreatores convencionais, como o Stirred Tank Reactor (STR) e o Airlift, não é adequado. Nesse contexto, no presente estudo tem-se como objetivo estudar a cinética de crescimento, consumo de substrato e produção de EPS pelo fungo filamentoso Lasiodiplodia theobromae, a partir de glicose e de glicerol, no Biorreator Agitado e Aerado de Baixo Cisalhamento (BAABC) e compará-lo com o STR. No estudo inicial, realizado em frascos agitados, a maior produção de EPS (6,49 ± 0,03 g/L) foi alcançada pelo ensaio G, que continha a maior concentração glicose testada (50 g/L) e a menor concentração de extrato de levedura (3 g/L). Quando se utilizou glicerol como fonte de carbono, a maior produção de EPS (3,39 ± 0,06 g/L) foi observada no Ensaio O, que continha 30 g/L de glicerol e a maior concentração de fonte de nitrogênio testada (12 g/L de extrato de levedura). Nos ensaios em biorreatores, quando utilizou-se glicose como fonte de carbono observou-se que o BAABC com controle de temperatura proporcionou uma produção de 3,17 ± 0,16 g/L de EPS, concentração inferior à obtida em frascos, porém bastante superior à obtida no biorreator STR (0,70 ± 0,12 g/L). Para os meios contendo glicerol, o biorreator STR proporcionou uma produção de EPS de 3,02 ± 0,19 g/L, enquanto no BAABC a concentração de EPS obtida foi muito menor (1,45 ± 0,25 g/L). Analisando-se, porém, a concentração máxima de biomassa obtida (28,86 ± 1,46 g/L) bem como os parâmetros cinéticos relacionados (YX/S e QX), nota-se que a produção de biomassa foi muito superior e mais eficiente no BAABC. Apesar das diferenças morfológicas visualmente observadas e confirmadas por meio de microscopia óptica nos EPS obtidos a partir de glicose e de glicerol, as análises de Difração de raios-X e Espectroscopia de absorção na região do infravermelho com Transformada de Fourier permitiram evidenciar a similaridade estrutural entre ambos os EPS. / Polysaccharides have several industrial applications because of their wide variety of physicochemical properties. In addition to these traditional applications, recent research is driving the use of polysaccharides towards new applications, especially in the field of pharmaceutical therapy. With the aim of increasing the industrial production of microbial polysaccharides, research has focused on exopolysaccharides (EPS), which have high productivity and simpler extraction and purification processes when compared to traditional polymers. Lasiodiplodana, a ?-(1->6)-D-glucan, is an EPS produced by Lasiodiplodia theobromae, a filamentous fungus characteristic of tropical areas and pathogenic of more than 500 plant species. In EPS production, as a result of the growth and biopolymer production, the culture medium becomes more viscous, making it difficult to maintain homogeneity inside the bioreactor and, consequently, harming the transfer of mass and oxygen in the medium. In cultures where changes in media rheology occur and in which shear-sensitive filamentous fungi are used, the use of conventional bioreactors, such as Stirred Tank Reactor (STR) and Airlift, is not appropriate. In this context, the objective of the present study was to study the growth kinetics, substrate consumption and EPS production by the Lasiodiplodia theobromae filamentous fungus, from glucose and glycerol, in the Low-Shear Aerated-Agitated Bioreactor (LSAAB) and compare it with the STR. In the initial study, conducted in shaken flasks, the highest EPS production (6.49 ± 0.03 g/L) was achieved by the G test, which contained the highest glucose concentration tested (50 g/L) and the lowest concentration of yeast extract (3 g/L). When glycerol was used as the carbon source, the highest EPS yield (3.39 ± 0.06 g/L) was observed in Test O, which contained 30 g/L glycerol and the highest concentration of nitrogen source tested (12 g/L of yeast extract). In the bioreactor trials, when glucose was used as the carbon source, it was observed that the LSAAB with temperature control provided a production of 3.17 ± 0.16 g/L of EPS, a concentration lower than that obtained in flasks, but rather higher than that obtained in the STR bioreactor (0.70 ± 0.12 g/L). For the glycerol-containing media, the STR bioreactor produced 3.02 ± 0.19 g/L of EPS, while in LSAAB the EPS concentration obtained was much lower (1.45 ± 0.25 g/L). However, analyzing the maximum concentration of biomass obtained (28.86 ± 1.46 g/L) as well as the related kinetic parameters (YX/S and QX), biomass production was much higher and more efficient in LSAAB. In spite of the visually observed morphological differences confirmed by optical microscopy in EPS obtained from glucose and glycerol, X-ray diffraction and absorption spectroscopy analyzes in the infrared region with Fourier transform showed the structural similarity between both EPS.

Os polissacarídeos possuem diversas aplicações industriais devido a sua ampla variedade de propriedades físico-químicas. Além desses empregos tradicionais, pesquisas mais recentes estão impulsionando o uso de polissacarídeos para novas aplicações, principalmente na área de terapia farmacêutica. Com o objetivo de ampliar a produção industrial de polissacarídeos microbianos, pesquisas têm se concentrado nos exopolissacarídeos (EPS), que apresentam produtividade elevada e processos de extração e purificação mais simples quando comparados aos polímeros tradicionais. A lasiodiplodana, uma ?-(1->6)-D-glucana, é um EPS produzido por Lasiodiplodia theobromae, um fungo filamentoso característico de regiões tropicais e patógeno de mais de 500 espécies vegetais. Na produção de EPS observa-se que, como resultado do crescimento e da produção do biopolímero, o meio de cultivo torna-se mais viscoso, tornando difícil a manutenção da homogeneidade no biorreator e, consequentemente, prejudicando a transferência de massa e oxigênio no meio. Nos cultivos em que ocorrem mudanças na reologia do meio e nos quais são utilizados fungos filamentosos, sensíveis ao cisalhamento, o uso de biorreatores convencionais, como o Stirred Tank Reactor (STR) e o Airlift, não é adequado. Nesse contexto, no presente estudo tem-se como objetivo estudar a cinética de crescimento, consumo de substrato e produção de EPS pelo fungo filamentoso Lasiodiplodia theobromae, a partir de glicose e de glicerol, no Biorreator Agitado e Aerado de Baixo Cisalhamento (BAABC) e compará-lo com o STR. No estudo inicial, realizado em frascos agitados, a maior produção de EPS (6,49 ± 0,03 g/L) foi alcançada pelo ensaio G, que continha a maior concentração glicose testada (50 g/L) e a menor concentração de extrato de levedura (3 g/L). Quando se utilizou glicerol como fonte de carbono, a maior produção de EPS (3,39 ± 0,06 g/L) foi observada no Ensaio O, que continha 30 g/L de glicerol e a maior concentração de fonte de nitrogênio testada (12 g/L de extrato de levedura). Nos ensaios em biorreatores, quando utilizou-se glicose como fonte de carbono observou-se que o BAABC com controle de temperatura proporcionou uma produção de 3,17 ± 0,16 g/L de EPS, concentração inferior à obtida em frascos, porém bastante superior à obtida no biorreator STR (0,70 ± 0,12 g/L). Para os meios contendo glicerol, o biorreator STR proporcionou uma produção de EPS de 3,02 ± 0,19 g/L, enquanto no BAABC a concentração de EPS obtida foi muito menor (1,45 ± 0,25 g/L). Analisando-se, porém, a concentração máxima de biomassa obtida (28,86 ± 1,46 g/L) bem como os parâmetros cinéticos relacionados (YX/S e QX), nota-se que a produção de biomassa foi muito superior e mais eficiente no BAABC. Apesar das diferenças morfológicas visualmente observadas e confirmadas por meio de microscopia óptica nos EPS obtidos a partir de glicose e de glicerol, as análises de Difração de raios-X e Espectroscopia de absorção na região do infravermelho com Transformada de Fourier permitiram evidenciar a similaridade estrutural entre ambos os EPS. / Polysaccharides have several industrial applications because of their wide variety of physicochemical properties. In addition to these traditional applications, recent research is driving the use of polysaccharides towards new applications, especially in the field of pharmaceutical therapy. With the aim of increasing the industrial production of microbial polysaccharides, research has focused on exopolysaccharides (EPS), which have high productivity and simpler extraction and purification processes when compared to traditional polymers. Lasiodiplodana, a ?-(1->6)-D-glucan, is an EPS produced by Lasiodiplodia theobromae, a filamentous fungus characteristic of tropical areas and pathogenic of more than 500 plant species. In EPS production, as a result of the growth and biopolymer production, the culture medium becomes more viscous, making it difficult to maintain homogeneity inside the bioreactor and, consequently, harming the transfer of mass and oxygen in the medium. In cultures where changes in media rheology occur and in which shear-sensitive filamentous fungi are used, the use of conventional bioreactors, such as Stirred Tank Reactor (STR) and Airlift, is not appropriate. In this context, the objective of the present study was to study the growth kinetics, substrate consumption and EPS production by the Lasiodiplodia theobromae filamentous fungus, from glucose and glycerol, in the Low-Shear Aerated-Agitated Bioreactor (LSAAB) and compare it with the STR. In the initial study, conducted in shaken flasks, the highest EPS production (6.49 ± 0.03 g/L) was achieved by the G test, which contained the highest glucose concentration tested (50 g/L) and the lowest concentration of yeast extract (3 g/L). When glycerol was used as the carbon source, the highest EPS yield (3.39 ± 0.06 g/L) was observed in Test O, which contained 30 g/L glycerol and the highest concentration of nitrogen source tested (12 g/L of yeast extract). In the bioreactor trials, when glucose was used as the carbon source, it was observed that the LSAAB with temperature control provided a production of 3.17 ± 0.16 g/L of EPS, a concentration lower than that obtained in flasks, but rather higher than that obtained in the STR bioreactor (0.70 ± 0.12 g/L). For the glycerol-containing media, the STR bioreactor produced 3.02 ± 0.19 g/L of EPS, while in LSAAB the EPS concentration obtained was much lower (1.45 ± 0.25 g/L). However, analyzing the maximum concentration of biomass obtained (28.86 ± 1.46 g/L) as well as the related kinetic parameters (YX/S and QX), biomass production was much higher and more efficient in LSAAB. In spite of the visually observed morphological differences confirmed by optical microscopy in EPS obtained from glucose and glycerol, X-ray diffraction and absorption spectroscopy analyzes in the infrared region with Fourier transform showed the structural similarity between both EPS.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-05-19Bitstream added on 2014-06-13T20:10:49Z : No. of bitstreams: 1 monteiro_nk_me_sjrp.pdf: 687247 bytes, checksum: 5856bbc04fe8d3e52218193110c45156 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Bactérias do gênero Rhizobium são conhecidas por manterem uma relação simbiótica com determinadas plantas leguminosas e atuam como fixadores biológicos de nitrogênio. Elas vêm sendo estudadas em relação à produção de exopolissacarídeos (EPS), o qual acredita-se estar relacionado com o processo de reconhecimento e invasão do microrganismo na planta hospedeira. Estas moléculas apresentam propriedades físico-químicas e reológicas interessantes para a indústria alimentícia, podendo ser aplicadas como estabilizantes, emulsificantes ou gelificantes. Estudos da estrutura química realizados em quatro EPS produzidos por Rhizobuim tropici (em dois meios de cultivos diferentes), Mesorhizobium e Rhizobium sp os caracterizaram como sendo heteropolímeros. Esses polímeros são constituídos principalmente por glucose e galactose, com traços de manose, apresentando ácido urônico, acetila e piruvato com substituintes. Por cromatografia de gel permeação e eletroforese em gel de poliacrilamida apenas os polímeros produzidos por Rhizobium tropici (R2) e Mesorhizobium (R3) comportaram-se como moléculas homogêneas com baixo grau de polidispersividade. Estes EPS foram paracialmente caracterizados utilizando-se técnicas de FT-IR, RMN de 1H e 13C / Bacteria of the Rhizobium genus are known to maintain a symbiotic relationship with certain leguminous plants and they act as biological nitrogen fixation. They have been studied as exopolysaccharides (EPS) producers, which may be related to the recognition process and to the microorganism invasion into the host plant. These molecules exhibit interesting physical-chemical and rheological properties for the food industry since they can be used as stabilizers, emulsifiers or gelling agents. Studies of the chemical structure of four EPS produced by Rhizobium tropici (in two different culture media), Mesorhizobium and Rhizobium sp have characterized them as heteropolymers. The EPS are constituted mainly by glucose and galactose with traces of mannose besides uronic acid, pyruvate and acetyl as substituents. Gel permeation chromatography and polyacrylamide gel electrophoresis showed that the polymers produced by Rhizobium tropici (R2) and Mesorhizobium (R3) behaved as homogeneous molecules with low polydispersity. Thus these two EPS were partially characterized by the techniques of FT-IR, 1H and 13C NMR

Submitted by AYLAN KENER MENEGHINE (aylankm@gmail.com) on 2017-01-10T01:14:02Z No. of bitstreams: 1 Tese_Aylan_Kener_Meneghine.pdf: 2274173 bytes, checksum: 058fc5159e6fa34a7c970ce061ce70c5 (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-01-12T19:08:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 meneghine_ak_dr_jabo.pdf: 2274173 bytes, checksum: 058fc5159e6fa34a7c970ce061ce70c5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-12T19:08:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 meneghine_ak_dr_jabo.pdf: 2274173 bytes, checksum: 058fc5159e6fa34a7c970ce061ce70c5 (MD5) Previous issue date: 2016-12-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O composto orgânico produzido a partir de carcaças, resíduos animais e vegetais é uma alternativa viável para a substituição total ou parcial dos fertilizantes minerais utilizados na atualidade. No processo de compostagem participam diferentes populações microbianas, e com isso o composto torna-se um sistema rico para utilização como fertilizante no solo, complementando assim as necessidades nutricionais e microbianas do meio ambiente. Entretanto, há poucos trabalhos envolvendo análise da diversidade bacteriana em solos sob uso de composto orgânico feito a partir de carcaças, e também pouco se conhece sobre o impacto ambiental do uso agrícola de composto orgânico na qualidade da água. Existe também a questão se há influência da água utilizada para irrigação na qualidade do solo. O objetivo central desse trabalho foi analisar a diversidade bacteriana e perfil funcional de um solo de horta e da água de um córrego utilizada para irrigação. E como objetivo secundário, através do isolamento de bactérias da água verificar o potencial biotecnológico de produção e uso de exopolissacarídeo como bioemulsificante de óleo e hidrocarbonetos. As amostras de solo e água utilizadas nesse trabalho foram coletadas na área do departamento rural da Fundação Parque Zoológico de São Paulo, em setembro de 2014. Todo material coletado foi transportado até o Laboratório de Bioquímica de Micro-organismos e de Plantas, onde realizou-se a extração de DNA total e sequenciamento através de tecnologia Ion Proton (Life Technologies), isolamento bacteriano, produção e aplicação de exopolissacarídeo como bioemulsificante. Ao analisar o DNA metagenômico observou-se que tanto na água quanto no solo há uma abundância de bactérias encontradas normalmente em áreas agrícolas sob influência de composto orgânico feito a partir de outras fontes. Verificou-se também, através da análise dos genes relacionados com os ciclos biogeoquímicos, abundância de genes do processo de desnitrificação na amostra de solo. Além de se observar que na análise da estrutura taxonômica dos ciclos biogeoquímicos, não há bactérias em comum entre as amostras de solo e água com do composto orgânico. Porém ao avaliar o perfil funcional total da água, solo e outros dez metagenomas, através de uma análise de agrupamento hierárquico, notou-se que a água causa maior influência no solo do que o próprio composto orgânico. Com relação ao isolamento bacteriano, foi possível isolar a bactéria Sphingomonas sp., sendo que o isolado identificado demonstrou produzir grande quantidade de exopolissacarídeo (EPS). O EPS formou emulsões estáveis após 24 horas e 168 horas. Além disso o EPS foi um melhor agente emulsificante para hexano e querosene dentre todos os óleos analisados. Os resultados mostraram contribuição significativa com relação ao potencial do EPS como agente bioemulsificante que aumentaria a degradação de hidrocarbonetos e efeitos de emulsificação em biotecnologia ambiental. / The organic compost produced from carcasses, animal and vegetable waste is a viable alternative to full or partial replacement of mineral fertilizers used nowadays. In the composting process there are involved different microbial populations, and the compost becomes a rich system for use as a fertilizer in the soil, thereby supplementing the nutritional and microbial requirements of the medium. However, there are few studies involving the analysis of bacterial diversity in soil under use of organic compost made from carcasses, and also little is known about the environmental impact of agricultural use of organic compost in water quality. Furthermore, there is also the question of whether there is influence of the water used for irrigation on soil quality. Because of these questions, the central objective of this study was to analyze the bacterial diversity and functional profile of a soil from vegetable garden and freshwater used for irrigation from a local stream. As a secondary objective, we aimed to verify the production and biotechnology potential of a bacterial exopolysaccharide as oil and hydrocarbons bioemulsifier. Soil and freshwater samples used in this study were collected at rural department of the Zoo Foundation Park of São Paulo, in September 2014. All material collected was transported to the Laboratório de Bioquímica de Micro-organismos e de Plantas where we proceeded with the total DNA extraction experiments, sequencing through Ion Proton technology (Life Technologies), bacterial isolation, production and application of exopolysaccharide as bioemulsifier. By analyzing the metagenomic DNA it was observed that both freshwater and soil were plenty of bacterial communities normally found in agricultural areas under influence of organic amendments. Through the analysis of genes related to biogeochemical cycles, it was found abundance of genes about denitrification process in the soil sample. Also it can be noted by the analysis of the taxonomic structure of biogeochemical cycles, there was no bacteria shared between soil and freshwater samples with the organic compost. But when evaluating the functional profile of freshwater, soil and other ten metagenomes, we observed that freshwater causes greater influence on the soil than the organic compost. Regarding the bacterial isolation, it was possible to identify the bacteria Sphingomonas sp., and it has been shown to produce large amount of exopolysaccharide (EPS). The EPS has shown stability in its emulsions after 24 hours and 168 hours. Additionally, it’s a better emulsifying agent for hexane and kerosene among other oils analysed. Furthermore, our findings promoted significant contribution by showing EPS potential as a bioemulsifier agent that would enhance hydrocarbon degradation and emulsification effects in environmental biotechnology.

Submitted by Chaylane Marques (chaylane.marques@ufpe.br) on 2015-03-13T18:00:13Z No. of bitstreams: 2 Amanda_Teixeira_de_Melo_MESTRADO_2012.pdf: 2218966 bytes, checksum: 2d94267b5075c80e9bb685751d76be31 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-13T18:00:13Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Amanda_Teixeira_de_Melo_MESTRADO_2012.pdf: 2218966 bytes, checksum: 2d94267b5075c80e9bb685751d76be31 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012-02-27 / Este trabalho teve como objetivo imobilizar heparina ao suporte de exopolissacarídeo celulósica (SEC), proveniente da fermentação do melaço da cana-de-açúcar pela bactéria Zoogloea sp., e por técnicas separação purificar a antitrombina do plasma. O suporte foi funcionalizado através da oxidação parcial com periodato de sódio (NaIO4) seguindo pela adição de polietilenoimina (PEI), que permitiu a ligação covalente com a heparina, posteriormente, a membrana foi reduzida com borohidreto de sódio (BH4). Para obter as melhores condições experimentais de imobilização utilizou-se o desenho experimental fracionário (½ 2K-3) e um delineamento experimental do tipo DCCR (delineamento composto central rotacional) onde se analisou 8 variáveis independentes e suas interações: concentração e tempo de reação dos seguintes reagentes; NaIO4, PEI e BH4, como também tempo de imobilização e agitação que o sistema se manteve. O percentual de heparina fixada ao suporte e a atividade anticoagulante da heparina imobilizada foi estabelecida pelo ensaio de corante de Azul de Metileno e tempo de tromboplastina parcialmente ativada (TTPa), respectivamente. O planejamento experimental aplicado foi satisfatório para determinar as condições ótimas de imobilização e a atividade antitrombótica do material. Enquanto a separação da antitrombina do plasma humano utilizou membranas heparinizadas com uma densidade de heparina variando entre 41,08 – 254,7 μg cm-2 como suporte de separação por afinidade e obteve-se uma quantidade de antitrombina purificada 473,249 ug ml-1 quando incubado o plasma concentrado e 47,80 μg ml-1 para plasma diluídos em salina, nos eluatos de 0,5 a 2,0 NaCl, foi quantificada pelo método de Lowry. Finalmente a presença da antitrombina foi confirmada pela SDS-PAGE e corando com prata.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:07:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo8009_1.pdf: 984705 bytes, checksum: 89eefc579e37dd671e5bbfd3326c6a42 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2003 / Este trabalho objetivou o estudo cinético da produção de exopolissacarídeo por Zoogloea sp. em melaço de cana-de-açúcar. Inicialmente foram realizados ensaios em frascos, obedecendo a um planejamento fatorial 23, tendo como variáveis independentes e os seus respectivos níveis, os seguintes valores: temperatura (30 e 35ºC); pH inicial (4,5 e 6,0) e concentração inicial de substrato (10 e 15º Brix). A condição operacional na qual se obteve a maior produção do biopolímero (6,51 g) foi aquela em que se empregou: ºBrix = 10; pH = 4,5 e T = 30ºC. Nesta condição otimizada foram realizados experimentos em frascos, visando determinar os parâmetros cinéticos. Após 18 dias de processo obteve-se uma conversão de substrato em biopolímero de 76,8% e de substrato em biomassa de 2,4%. Os parâmetros cinéticos determinados para os modelos de Monod e Tessier, respectivamente, foram: taxa de crescimento máximo - m0 (dia-1) (4,249 e 4,187); constante de Monod - Km (g/L) (2,947 e 10,000); coeficiente de desaparecimento total de células - Kde (dia-1) (3,961 e 4,089); coeficiente de consumo de substrato pela biomassa - K1 (0,001 e 0,395); coeficiente de manutenção de biomassa - K2 (dia-1) (1,630 e 0,001); coeficiente de produção de exopolissacarídeo - K3 (0,264 e 0,263).As curvas obtidas, segundo os modelos de Monod e Tessier, para os parâmetros de biomassa, substrato e produto, não apresentaram uma boa aproximação dos resultados experimentais. O biopolímero produzido apresentou solubilidade em água (17,9%), em ácido trifluoroacético (72,2%) e a fração solúvel é constituída dos seguintes monossacarídeos: glicose (87,6%); xilose (8,6%); manose (0,8%); ribose (1,7%); galactose (0,1%); arabinose (0,4%) e ácido glucurônico (0,8%). O exopolissacarídeo produzido exibiu diâmetro de poro em torno de 0,07 mm, temperatura de fusão de 118ºC e, quando submetido aos testes de tração mecânica, apresentou os seguintes resultados: espessura (0,08 mm), carga na ruptura (0,01 kN), tensão de ruptura (30,9 MPa), alongamento na ruptura (236%)

O aparecimento de uma grande variedade de microrganismos patogênicos resistentes aos antimicrobianos tem resultado no aumento do índice de doenças e mortalidade provocadas por infecções que eram facilmente tratadas no passado. Muitas vezes essa resistência está relacionada à formação de biofilme pelos microrganismos, que produzem substâncias poliméricas extracelulares (EPS) dificultando a penetração de agentes antimicrobianos. A Terapia Fotodinâmica antimicrobiana (aPDT, do inglês antimicrobial photodynamic therapy) é uma alternativa promissora para combater infecções microbianas, principalmente aquelas em que apresentam biofilmes. Basicamente esse mecanismo envolve a combinação sinérgica de um fotossensibilizador (FS), oxigênio molecular e luz visível de comprimento de onda adequado para produzir espécies reativas de oxigênio (EROs) que causam oxidação dos componentes da célula levando-a à morte. Devido à natureza multifacetada e não-específica das EROs produzidos na aPDT, os microrganismos têm menos chance de desenvolver mecanismos de resistência. Apesar destas vantagens, a aPDT tem enfrentando o problema da hidrofobicidade que FSs como hipericina (Hy) e ftalocianina de zinco (FcZn) apresentam. Esta hidrofobicidade promove a agregação do FS em meio biológico, reduzindo a sua atividade fotodinâmica. Diante disso, este estudo teve o objetivo avaliar a ação fotodinâmica da Hy, FcZn e seus derivados hidrossolúveis (hipericina-glucamina - HyG, ftalocianina de zinco tetracarboxilada - FcZnTc e ftalocianina de zinco tetracarboxi-N-metilglucamina - FcZnTcG), para inativar as bactérias Staphylococcus aureus e Escherichia coli, tanto em cultura planctônica como em biofilme. Como a aPDT apresenta também a vantagem de seletividade, foi proposto que as condições para fotoinativação destas bactérias provocassem o mínimo de dano às células hospedeiras. Estudos físico-químicos dos novos FSs mostraram menor agregação dos FSs derivados em meio aquoso que seus compostos de origem, bem como um ligeiro aumento no coeficiente de atividade fotodinâmica. Além disso, a hidrofilicidade dos FSs aumentou a acumulação intracelular dos mesmos nas bactérias de estudo S. aureus e E. coli, tanto na forma de células planctônicas quanto em biofilme. Os ensaios de acumulação intracelular dos FSs determinaram os parâmetros de fotoinativação seletiva dos microrganismos, tanto em células planctônicas como em biofilme. Todos os FSs, com exceção de FcZn, foram capazes de promover a seletividade de S. aureus e E. coli na forma planctônica. Entretanto, devido a maior complexidade morfológica de E. coli, os parâmetros de fotoinativação utilizados para inibir esta bactéria foram cerca de duas vezes maiores que para inativar a mesma concentração celular de S. aureus. Dentre todos os FSs, a FcZnTcG apresentou as melhores condições de seletividade tanto para E. coli quanto para S. aureus, uma vez que inibiu aproximadamente 100% destes microrganismos e no máximo 15% de células epiteliais (Vero). A obtenção das condições de seletividade para os biofilmes bacterianos foi mais difícil, pois a acumulação dos FSs por S. aureus e E. coli foi menor, tornando-se assim necessário aumentar os parâmetros de fotoinativação, ou seja, concentração do FS, tempo de incubação e dose de luz, que consequentemente inibiram mais as células epiteliais. Apesar disso, HyG e FcZnTcG foram capazes de promover a seletividade do biofilme de S. aureus em todas as etapas de formação. Entretanto, a seletividade do biofilme de E. coli foi alcançada apenas nas etapas de adesão reversível e irreversível e somente por FcZnTcG. Isso pode ser justificado pela maior concentração de EPS sintetizado por E. coli que por S. aureus, dificultando a acumulação dos FSs nas últimas etapas do biofilme de E. coli (biofilme maduro e dispersão). Portanto, os resultados desse estudo permitem sugerir que a hidrofilicidade é uma característica importante para os FSs fotoinativarem seletivamente os microrganismos S. aureus e E. coli, mesmo na forma de biofilme. Além disso, foi observado que a ação de aPDT no EPS do biofilme bacteriano desempenha um papel fundamental para inibição tanto de S. aureus quanto de E. coli. / The appearance of a large variety of antimicrobial-resistant pathogenic microorganisms has led to increased rates of disease and mortality caused by infections that were easily treated in the past. It has become clear that the biofilm-grown cells increase the bacteria resistance to antibiotics. Antimicrobial photodynamic therapy (aPDT) is a promising alternative way to fight microbial infections, especially the biofilm ones. This technique, basically, involves the synergistic combination of a photosensitizer, molecular oxygen and visible light of an appropriate wavelength to produce highly reactive oxygen species that lead to the oxidation of several cell components and to cell inactivation. The main advantage of the technique is that, given the existence of multiple targets, there is no development of resistance. The hidrophobicity of photosensitizers (PSs) like hypericin (Hy) and zinc phthalocyanine (ZnPc), reduces their photodynamic activity once they form aggregates in biological media. For this reason, was evaluated the effectivenes of Hy, ZnPc and its water-soluble derivatives (glucamine-hypericin-HyG, zinc tetracarboxylated phthalocyanine-ZnTcPc and zinc tetracarboxy-N-metylglucamine phthalocyanine-ZnTcGPc) to photoinactivate S. aureus and E. coli with minimal damage to a model of host cells. Physicochemical studies showed that hidrophilic PSs suffer less aggregation in aqueous media, as well as present a slight increase in photodynamic activity compared to Hy and ZnPC. Furthermore, the hydrophilicity of PSs increased the PS intracellular accumulation in bacteria, either in planktonic culture or biofilms. The accumulation study allowed to determine the parameters of selective photoinactivation of microorganisms. Due the morphologic complexity of E. coli the photodynamic parameters (incubation time, PS concentration and light dose) were twice that used against S. aureus. As a consequence, some more epithelial cells were affected by the process. Despite that, only the ZnPc could not promote the selective inactivation for planktonic cells. By the other hand, HyG and FcZnTcG were able to seletively photoinactivate the biofilm of S. aureus in all its formation stages. However, the selective inactivation of E. coli biofilm was achieved only in the reversible and irreversible adhesion and just for FcZnTcG. This fact can be explained by the higher concentration of exopolysaccharide (1,9 \'mü\'g/mL) synthesized by E. coli compared with S. aureus, making difficult the accumulation of the PSs in the last stages of the E. coli biofilm formation (mature biofilm and dispersion). So, we can suggest that hidrophilicity is an important characteristic for the PSs, improving the selective photoinactivation of S. aureus and E. coli, even as biofilm. Moreover, the effectiveness of aPDT agains EPS plays a key role for inhibition of bacterial biofilms.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Atualmente, o material utilizado para o tratamento endoscópico é o Deflux, porém este é um material não-biológico. Sabe-se que a substância ideal deve ser atóxica, biocompatível, não-migratória, não-antigênica e deve causar o mínimo possível de inflamação no local do implante. A bactéria Zoogloea sp. produz um exopolissacarídeo celulósico (CEP) com baixa citotoxicidade e alto biocompatibilidade. O objetivo deste estudo é investigar, na bexiga de coelho, a biocompatibilidade de implantes de exopolissacarídeo de celulose, produzidos pela Zooglea sp. Foram utilizados como modelo experimental, 20 coelhos adultos da raça Califórnia, com média de seis meses de idade. Os animais foram divididos em dois grupos, sendo o grupo G1, composto por animais mortos três dias após a aplicação do implante (n=9), e o grupo G2, composto por animais mortos três meses após a aplicação do implante (n=11). Cada animal recebeu, no total, quatro implantes, sendo dois de gel de biopolímero e dois de gel Deflux. Foram realizadas as técnicas imunohistoquímicas para marcação de colágeno tipos I e III, alfa-actina de músculo liso, PCNA e reação química TUNEL. Nas amostras de três dias, os implantes de CEP e deflux, eram estruturalmente homogêneos e livres de células inflamatórias ou vasos sanguíneos. Por outro lado, nas amostras de três meses, com exceção de algumas áreas, o CEP estava organizado como feixes curtos que eram sugestivos de um tecido fibroso. Apesar disso, o implante de CEP corou negativamente para colágenos tipos I e III, fibras elásticas, enquanto que o tricrômico de masson, não indicou a presença de colágeno. Em contraste as áreas de implante de deflux nas amostras de três meses estavam fragmentadas, mas ainda eram homogêneas, e ainda não havia nenhuma célula nem vaso sanguíneo em seu interior. As células positivas para PCNA podiam ser claramente percebidas dentro dessas ilhotas, dessa forma indicando um processo inflamatórioproliferativo, em curso. No grupo sacrificado aos três meses, os implantes de deflux ainda estavam negativos, mas em torno das áreas de CEP algumas células positivas para a técnica do TUNEL eram perceptíveis. Nos implantes de CEP de três meses, muitos vasos sanguíneos eram visualizados, e a sua densidade era de 23.865.48. A densidade de microvasos na lâmina própria (41.5111.19) foi significativamente diferente (p<0.001) daquela no implante de CEP. Nossos resultados mostraram que o CEP possui pouca imunogenicidade e se integra melhor no tecido hospedeiro quando comparado ao deflux. Portanto o CEP deve ser um material eficiente em casos em que a incorporação ao tecido é desejada como por exemplo em estruturas de suporte na cirurgia de reconstrução / Actually the material used for the endoscopic treatment is the Deflux, however this is a non-biological material. It is known that the ideal substance should be non-toxic, biocompatible, non-antigenic, non-migratory and must cause the least possible inflammation. Zoogloea SP. bacteria produces a cellulosic exopolysaccharide (CEP) with low cytotoxicity and high biocompatibility.The aim of this study is to investigate, in rabbit bladder, the biocompatibility of CEP implants produced by Zooglea sp.Were used as experimental model, 20 adult rabbits California race, with an average of six months of age. The animals were divided into two groups, being the G1 group, composed of fallen three days after application of the implant (n=9), and the Group G2, composed of animals dead three months after the application of implant (n=11). Each animal received, in total, four implants, being two of biopolymer gel and two of Deflux gel. Imunohistochemistry techniques were performed for marking of collagen types I and III, Alpha-smooth muscle actin, PCNA and chemical reaction tunnel.In samples of three days, the CEP and deflux implants were structurally homogenous and free of inflammatory cells or blood vessels. On the other hand, in samples of three months, with the exception of a few areas, the CEP was organized as short beams that were suggestive of a fibrous tissue. Despite this, the implant of CEP blushed adversely to collagen type I and III, elastic fibers, while the masson, not indicated the presence of collagen. In contrast the areas of deflux implant in samples of three months were fragmented, but were still homogeneous, and still there was no cell or blood vessel in his heart. PCNA positive cells could be clearly seen inside these islets, thus indicating a proliferative-inflammatory process ongoing. In three months, group sacrificed that received deflux implants were still negative, but around the areas of CEP some cells positive for the technique of TUNEL were seen. In the CEP implants carried out three months apart, many blood vessels were viewed, and its density was of 23.86 5.48. The microvascular density in the bladder wall (41.51 11.19) was significantly different (p 0.001) of that in the CEP implant.Our results showed that the CEP has low immunogenicity and integrates better in host tissue when compared to deflux. So CEP must be an efficient material in cases where the incorporation to the tissue is desired such as support structures in reconstructive surgery

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-06-02Bitstream added on 2014-06-13T20:30:11Z : No. of bitstreams: 1 bongiovani_ram_me_sjrp.pdf: 2319132 bytes, checksum: e7d65e5bb475e25f1407badd2bab2ddd (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os exopolissacarídeos (EPS) são polímeros produzidos por uma grande variedade de microrganismos e podem possuir propriedades físicas, estruturais e químicas diferentes. Considerando o interesse crescente das indústrias na busca de polissacarídeos que apresentem comportamento reológico compatível com sua aplicação, tanto nos setores de alimentos como farmacêutico, cosmético e têxtil, pesquisas vêm sendo realizadas com a esperança da descoberta de novas moléculas promissoras para tais aplicações. O objetivo deste trabalho foi determinar as características reológicas do exopolissacarídeo (botriosferana) produzido pelo Botryosphaeria rhodina MAMB-05 em três fontes de carbono: glucose (EPSGLU), sacarose (EPSSAC) e frutose (EPSFRU). A análise da composição monossacarídica, após hidrólise ácida, mostrou que todos os polímeros são constituídos exclusivamente por glucose e a cromatografia de filtração em gel indicou baixo grau de polidispersividade. Experimentos com o corante Congo Red evidenciaram a presença de tripla hélice nos três polímeros produzidos pelo fungo B. rhodina MAMB-05. Os três polissacarídeos comportaram-se como fluidos não-Newtoniano com características de soluções pseudoplásticas e tixotrópicas e com diminuição da viscosidade quando em presença de NaCl. As soluções aquosas de EPSGLU, EPSSAC e EPSFRU apresentaram comportamento viscoelástico, com características de gel forte em 5 e 25°C, não sofrendo mudanças no comportamento, mesmo em presença de NaCl, a 25°C. As soluções polissacarídeos mantiveram as características de géis fortes, com propriedades termoestáveis e termorresistentes, entre 5 a 95°C de temperatura. Esses resultados permitiram concluir que os EPS produzidos pelo fungo B. rhodina MAMB-05 possuem propriedades químicas e físicas, passíveis de utilização nas indústrias de alimentos, farmacêutica, cosmética e biomédica. / Exopolysaccharides (EPS) are polymers produced by a great variety of microorganisms and can possess different physical and chemical properties, and structural features. Considering the growing interest in commercial applications of polysaccharides that show rheological compatible behavior within the application, as in the food, pharmaceutical, cosmetic and textile sectors, research have been developed in attempts to discover new promising biomolecules for such applications. The objective of the work presented was to determine the rheological characteristics of the exopolysaccharide botryosphaeran produced by Botryosphaeria rhodina MAMB-05 on three different sole carbon sources: glucose (EPSGLU), sucrose (EPSSUC) and fructose (EPSFRU). The analysis of monosaccharide composition, after acid hydrolysis, showed glucose as the only component and the gel permeation chromatography indicated that the EPSs have an excellent purity grade. All three biopolymers produced by B. rhodina MAMB-05 were found to exist in the triple helix conformational state. The three exopolysaccharides showed non-Newtonian behavior, with pseudoplastic and thixotropic characteristics, and showed a slight decrease in viscosity in presence of NaCl. The three biopolymer gels showed viscoelastic behavior, with characteristics of strong gelling at 5 ºC and 25 ºC, without suffering behavioral changes, even in the presence of NaCl at 25 ºC. The polysaccharide solutions kept the strong gel characteristics possessing thermo-stable and thermo-resistant properties when evaluating the influence of temperature (5 – 95 ºC) over the viscoelastic behavior of solutions. The results concluded that the EPS’s produced by fungus B. rhodina MAMB-05 have physical and chemical properties amenable for use in the food, pharmaceutical, cosmetic and biomedical industries.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-08-21Bitstream added on 2014-06-13T18:50:36Z : No. of bitstreams: 1 arandaselverio_g_me_sjrp.pdf: 1103053 bytes, checksum: 82b446306de04f7e3cee32bff6293b57 (MD5) / Exopolissacarídeos (EPS) são polímeros produzidos por uma grande variedade de microrganismos e possuem diferentes propriedades estruturais, físicas e químicas. A investigação das propriedades reológicas de suas soluções é importante devido ao crescente interesse na aplicação comercial de polissacarídeos, principalmente na indústria de alimentos. Assim, o objetivo deste trabalho foi investigar as características reológicas dos exopolissacarídeos R1, R2, R3 e R4 produzidos por diferentes linhagens de Rhizobium e Mesorhizobium. Análises quantitativas mostraram que o teor de ácido urônico encontrado em R3 (8,4 %) foi maior que em R1 (2,4 %), R2 (1,7 %) e R4 (0,8 %). A cromatografia de filtração em gel mostrou que R2 e R3 são mais homogêneos e menos polidispersos. Hidrólise ácida total e análise por HPAEC/PAD mostrou glucose como constituinte básico majoritário dos EPS, além de galactose e manose. Todos os polissacarídeos apresentaram comportamento não-Newtoniano, com características de soluções pseudoplásticas nas concentrações de 2, 5 e 10 g/L. O modelo reológico de Ostwald-de-Waele (Lei da Potência) foi utilizado para representar os dados experimentais de tensão de cisalhamento versus taxa de deformação. Os EPS R1, R2 e R4 demonstraram pequeno aumento na viscosidade em presença de NaCl, e apresentaram comportamento viscoelástico de gel, sendo R1 o que apresenta características de gel mais forte. O EPS R3 manteve-se como o menos viscoso, tanto em meio aquoso quanto em solução salina, provavelmente devido ao maior percentual de ácidos urônicos em sua estrutura. Além disso, R3 exibiu comportamento de solução diluída a baixas concentrações, e viscoelástico de gel fraco em concentrações mais elevadas. A análise da influência da temperatura sobre o comportamento viscoelástico das soluções polissacarídicas mostrou... / Exopolysaccharides (EPS) are polymers produced by a great variety of microorganisms and possess different structural, physical and chemical properties. Investigation of rheological properties of these solutions is important due to an increasing interest in polysaccharides commercial applications, mainly in food sectors. The objective of this work was investigate rheological characteristics of exopolysaccharides R1, R2, R3 and R4 produced by different Rhizobium and Mesorhizobium strains. Quantitative analysis showed that uronic acid component found in R3 (8,4 %) was higher than R1 (2,4 %), R2 (1,7 %) and R4 (0,8 %). Gel filtration chromatography indicated that EPS R2 and R3 are more homogeneous and less polidisperse. Acid hydrolysis and HPAEC/PAD analysis revealed that glucose was the main monosaccharide, beyond galactose and mannose. All exopolysaccharides had non-Newtonian behavior, with pseudoplastic characteristics at concentrations of 2, 5 and 10 g/L. The Ostwald-de-Waele (Power Law) was the rheological model used to represent the experimental data of the shear stress versus shear rate. EPS R1, R2 and R4 demonstrated a slight increase in viscosity in presence of NaCl, and viscoelastic behavior, R1 had strong gelling characteristics. The EPS R3 was less viscous, in water solutions and presence of salt, probably due to a high percentual of uronic acids on its structure. Moreover, R3 exhibited diluted solution behavior at low concentration, and viscoelastic weak gelling at high concentrations. Analysis of temperature influence over polysaccharide solutions viscoelastic behavior showed that EPS R1, R2 e R4 had strong gelling characteristics, at concentrations of 5 g/L.