Orientador: Maria de Lourdes Corradi Custodio da Silva / Banca: Gil Valdo José da Silva / Banca: Maurício Boscolo / Resumo: 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 / Abstract: 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 / Mestre

Orientador: Manoel Victor Franco Lemos / Banca: Maria Inês Tiraboshi Ferro / Banca: Maria José Tavares Ranzani de Paiva / Resumo: Dentre as enfermidades de importância na piscicultura, destaca-se a columnariose, cujo agente etiológico é a Flavobacterium columnare, bactéria de ampla distribuição geográfica, responsável por um elevado número de mortalidade em peixes de várias espécies, principalmente em condições intensivas de criação. Visando o melhor conhecimento desta bactéria para desenvolvimento de métodos de diagnóstico e controle da doença, os objetivos deste estudo foram isolar, caracterizar bioquímica e molecularmente por PCR-RFLP do gene 16S rDNA de F. columnare, detectar fenotipicamente a formação de cápsulas destes isolados pelo teste Agar vermelho congo, e avaliar a composição do EPS quando produzidos por meio de cromatografia líquida de alta eficiência. Ao todo foram obtidos 37 isolados e a caracterização bioquímica indica que os isolamentos são classificados como F. columnare. O filograma gerado pela técnica de PCR-RFLP mostrou três principais ramificações entre os isolados de F. columnare. Os testes comprovaram que a presença de cápsula na célula bacteriana não está diretamente relacionada à formação de biofilme, e o monossacarídeo preponderante em F. columnare é a glicose.Portanto, a utilização da PCR-RFLP para a identificação da bactéria apresentou-se como ferramenta mais rápida que as técnicas bioquímicas atuais e os dados referentes a produção de biofilme são relevantes para futuros estudos que busquem métodos enzimáticos para impedimento da aderência e formação de biofilmes destes patógenos aquáticos em sistemas de aqüicultura e consequentemente a prevenção da columnariose / Abstract: Columnaris disease stands out among the illnesses of importance in fish breeding, its etiological agent is Flavobacterium columnare, which has been recognized as a worldwide pathogen, responsible for high degree of mortality in many fish species, especially in conditions of intensive breed. Looking for a better knowledge of this bacteria and aiming to develop diagnosis methods and disease control, the objectives of this study were to isolate, to biochemistry and molecularly characterize by 16S rDNA gene PCR-RFLP of F. columnare, to detect phenotipically the formation of capsules by the agar Congo red method, and to evaluate the EPS composition by high-performance liquid chromatography. There were obtained 37 isolates and the biochemistry characterization indicated that the isolates were classified as F. columnare. The phylogenetic tree generated by PCR-RFLP technique showed three main branches among the F. columnare isolates. The presence of capsule on the bacterial cells has not a direct relationship to biofilm formation, and considering its composition it was observed that the preponderant monosaccharide is glucose. Therefore, the PCR-RFLP alternative to identify this bacteria presented itself as a faster tool than actual biochemical techniques and the results regarding to biofilm production are relevant to future studies that search for enzymatic methods to abolish the adherence and biofilm formation by this aquatic pathogen in aquaculture systems, and, consequently, columnaris disease prevention / Mestre

Orientadora: Eliana Gertrudes de Macedo Lemos / Banca: João Martins Pizauro Junior / Banca: Luiz Alberto Colnago / Resumo: O estabelecimento da simbiose é baseado em um complexo diálogo entre o rizóbio e a planta hospedeira. Polissacarídeos de superfície de origem rizobiana aparentam ser essenciais para o processo de infecção. A composição dos EPSs das estirpes de Rhizobium tropici SEMIA 40]7 e SEMIA 4080 diferiram quantitativamente. Os quatro tipos de fontes de carbono têm efeitos diferentes na concentração da galactose e glicose, sendo maior para SEMIA 4080 cultivada em meio contendo sacarose. Mesmo a estirpe SEMIA 4080, apresentando grande quantidade de exopolissacarídeos liberado na cultura, não apresenta diferenças significativas no número de nódulos em relação às inoculações com a estirpe SEMIA 4077, sendo esta última, a que apresenta pior desempenho quanto à massa seca dos nódulos. / Abstract: The establishment of symbiosis is based on a complex molecular dialogue between rhizobia and host plant. Rhizobial surface polysaccharides appear to be essential for the infection processo The EPSs composition produced by Rhizobium tropici SEMIA 4077 and SEMIA 4080, differed quantitatively from one another. . Four types •of culture. media showed differential effects on the concentrations of the galactose and glucose, particularly the SEMIA 4080 strain, which was cultivated in sucrose medium. Even though the SEM IA 4080 strain produced a large quantity of EPS in culture, it was not significantly different from the number of nodules related to inoculations using strain SEMIA 4077. / Mestre

Resumo: Rhizobium tropici e outras bactérias pertencentes à ordem Rhizobiales são produtores de polissacarídeos extracelulares (EPS), que possuem a função de molécula receptora do micro simbionte, fazendo uma interação célula/célula e desencadeando o processo de nodulação. A diversidade de estruturas e composição química apresentadas pelas moléculas de EPS é refletida pela diversidade de enzimas responsáveis pela sua síntese. Neste trabalho, buscou-se a inativação através da mutagênese insercional por transposição in vitro dos genes exoZ da estirpe selvagem Rhizobium tropici SEMIA 4080 envolvidas na síntese das subunidades repetitivas do EPS e no tanden phbAB, responsáveis pela síntese do PHB, com o intuito de obter microrganismos com aspecto altamente mucoso, produtor superior de EPS em relação a estirpe selvagem. Os mutantes obtidos apresentaram colônias mucosas quando cultivados nos meios de culturas PSYA, demonstrando que estirpes de rizóbio mutantes nos genes exoZ e phbAB são capazes de formar biofilme "in vitro" e, ao avaliar a eficiência relativa na produção de EPS, o mutante 4080 Z03 apresentou o melhor resultado. Para as três amostras de EPS foi possível observar um comportamento de fluxo de líquidos pseudoplástico e, também, a influência da concentração de EPS sobre a viscosidade aparente das soluções aquosas. A estirpe selvagem e todos os mutantes induziram a formação de nódulos em feijoeiro (fenótipo Fix+), sugerindo que os genes exoZ e phbAB não estão envolvidos nos processos de infecção e formação nodular mas, sendo necessários para a fixação biológica de nitrogênio / Abstract: Rhizobium tropici and other bacteria belonging to the order Rhizobiales are extracellular polysaccharides (EPS) producers, which possess the function of the receptor molecule to function as micro-symbiont, making an interaction cell / cell and triggering the nodulation process. The diversity of structures and chemical composition of EPS presented by molecules is reflected by the diversity of enzymes responsible for its synthesis. In this study, we sought to inactivation by insertional mutagenesis by "in vitro" transposition of genes from wild type exoZ Rhizobium tropici SEMIA 4080 involved in the synthesis of the EPS repeating subunits and phbAB tanden, responsible for synthesis of PHB, in order to obtain microrganisms with high mucosal aspect producer of EPS compared to wild type. The mutants showed mucous colonies when grown in culture media PsyA, demonstrating that mutant strains in genes exoZ and phbAB from rhizobia are able to form biofilm "in vitro", and to evaluate the relative efficiency in the production of EPS, the mutant 4080 Z03 showed the best result. For the three samples of EPS was possible to observe a flow behavior of pseudoplastic fluids, and also the influence of EPS concentration on the apparent viscosity of aqueous solutions. The wild type and mutants induced the formation of nodules in common bean (Fix+ phenotype), suggesting that genes exoZ and phbAB are not involved in the processes of infection and nodule formation, but are necessary for nitrogen fixation / Orientador: Eliana Gertrudes de Macedo Lemos / Coorientador: Manoel Victor Franco Lemos / Banca: Regiane de Fátima Travensolo Sacomano / Banca: Simone Cristina Picchi / Banca: Jackson Antônio Marcondes de Souza / Banca: Eliamar Aparecida Nascimbem Pedrinho / Doutor

Resumo: Exopolissacarídeos do tipo β-glucanas são polímeros produzidos por uma grande variedade de microrganismos e podem possuir diferentes propriedades físicas, químicas e aspectos estruturais. Esses biopolímeros apresentam atividades biológicas interessantes (antitumor, antiviral, anticoagulante) e aplicações comerciais como produtos em alimentos, cosméticos e farmacêuticos. Entretanto, para a aplicação dessas moléculas, é necessário primeiramente o conhecimento de suas estruturas químicas. Assim, o objetivo deste trabalho foi a produção, caracterização química de quatro exopolissacarideos (EPSGRAVIOLA, EPSMANGA, EPSPINHA e EPSLARANJA) de isolados de Botryosphaeria obtidos de frutas tropicais em decomposição e crescidos em sacarose como única fonte de carbono, determinando o melhor EPS para realizar testes de atividade anticoagulante. A homogeneidade de cada EPS foi determinada por cromatografia de filtração em gel, os quais eluíram como um único pico. Hidrólise ácida total e análise por HPAEC/PAD mostrou glucose como constituinte básico. Dados de metilação e RMN de 13C indicaram que os EPSMANGA, EPSPINHA e EPSLARANJA são glucanas lineares unidas por ligações do tipo β(1®6) e o EPSGRAVIOLA é uma glucana com ligações β(1®3) e com ramificações em C-6 de resíduos glucopiranosídicos. O espectro de FT-IR mostrou uma banda em 891 cm-1, e a espectroscopia de 13C NMR mostrou que todas as ligações eram do tipo β. Estudos realizados com o corante Vermelho Congo indicaram que os EPS possuem conformação em tripla hélice. O EPSLARANJA, uma b- D-(1®6)-glucana, foi submetido a sulfatação visando induzir a atividade anticoagulante e melhorar a solubilidade da molécula em solução, importante para a atividade biológica. Espectros de FT-IR mostraram bandas em 808 and 1252 cm-1, indicando a entrada dos grupos sulfato e as análises de RMN de 13C mostraram... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Exopolysaccharides (EPS) as β-glucans are polymers produced by a great variety of microorganisms and can possess different physical and chemical properties, and structural features. These biopolymers having interesting biological activities (antitumor, anti-viral, anticoagulant), and commercial applications in foods, cosmetics and pharmaceutical products. However, for the applications of these macromolecules, it is first necessary to understand their chemical structures. Therefore the goal of that study was the production, chemical characterization and biological activity of four exopolysaccharides (EPSGRAVIOLA, EPSMANGO, EPSPINHA and EPSORANGE) obtained from Botryosphaeria strains isolated from rotting tropical fruit grown on sucrose as carbon and the best EPS was used for the anticoagulant activity The homogeneity of each EPS was determined by gel filtration chromatography, which was eluted as a single peak. Total acid hydrolysis and HPAEC/PAD analysis of each EPS yielded only glucose. Data from methylation analysis and 13C NMR spectroscopy indicated that the EPSMANGO, EPSPINHA and EPSORANGE consisted of a linear chain of (1-6)- linked glucopyranosyl residues and EPSGRAVIOLA consisted of a main chain of glucopyranosyl (1-3) linkages substituted at O-6. FTIR spectra showed one band at 891 cm-1, and 13C NMR spectroscopy showed that all glucosidic linkages were of the β-configuration. Dye-inclusion studies with Congo Red indicated that each EPS existed in a triple-helix conformational state. The EPSORANGE, a β-(1®6)- D-glucan was submitted to a sulfation to induce anticoagulant activity and also to make this EPS more soluble, which is in favor to its biological action. The FT-IR spectrum showed bands at 808 and 1252 cm-1 indicating insertion of sulfonyl groups and the 13C NMR analysis showed that the sulfonyl groups were inserted mainly in C-4 of the b(1®6)-D-glucan... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Roberto da Silva / Coorientador: Maria de Lourdes Corradi da Silva / Banca: Gabriela Alves Macêdo / Banca: Maria Inês Rezende / Banca: Jonas Contiero / Banca: Eleonora Cano Carmona / Doutor