SOUSA, Ana Márjory Paiva. Peptídeos ovicidas de Moringa oleifera Lamarck: isolamento, caracterização bioquímica e alvos de ação no modelo biológico Haemonchus contortus. 2016. 96 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Anderson Silva Pereira (anderson.pereiraaa@gmail.com) on 2017-01-03T19:05:07Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_ampsousa.pdf: 2885745 bytes, checksum: 4097cf4de7e3b7b43f092ae22ef6189d (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2017-01-07T12:27:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_ampsousa.pdf: 2885745 bytes, checksum: 4097cf4de7e3b7b43f092ae22ef6189d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-07T12:27:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_ampsousa.pdf: 2885745 bytes, checksum: 4097cf4de7e3b7b43f092ae22ef6189d (MD5) Previous issue date: 2016 / Haemonchus contortus is the most dominant endoparasite of sheep and goats, causing huge economic losses. Several anthelmintics have been used to minimize the losses caused by parasitic infection. However, anthelmintic resistance in nematodes has become a major practical problem in many countries and has stimulated the search for alternative and environmentally acceptable control methods, such as bioactive compounds from medicinal plants. The current study reports on the purification and partial characterization of bioactive peptides from Moringa oleifera seeds with ovicidal activity against H. contortus. The purification protocol entailed obtaining an aqueous extract, steps of separations by membranes (cut off 12 and 2 kDa) and ion exchange chromatography. The protein material obtained was subjected to egg hatch assay, flocculant activity, protease inhibition and resistance to proteolysis. Subsequent characterization was performed using SDS-PAGE electrophoresis, high performance liquid chromatography (HPLC) and circular dichroism (CD). The aqueous seed extract from M. oleifera seeds exhibited ovicidal effect inhibiting 96 ± 0.8% of egg hatching rate of H. contortus. Anthelmintics peptides, isolated from the total aqueous extract showed 82 ± 1% ovicidal activity (EC90 of 202.3 µg) and presented a single band of apparent molecular mass of 6.5 kDa under reducing conditions. Furthermore, they showed in vitro flocculant effect (EC90 of 0.812 µg), trypsin inhibitor activity (41 ± 11%), papain inhibitor activity (99 ± 0.2%) and were highly resistant to proteolysis, remaining active even after 24 hours of incubation with pronase E. The peptides were adsorbed on cationic resin and separated in least four isoforms of similar molecular masses (6.5 kDa) distributed by SDS-PAGE, and high purity detected by HPLC. Circular dichroism analysis revealed that three of the isoforms have content of 70% random coil structures, while the fourth isoform found showed α-helix rich structures (69%). Finally, studies involving changes in ionic strength of the medium indicated that electrostatic interactions may be a common mechanism between flocculant and ovicidal activity of the peptides. The results obtained demonstrated the discovery of peptides from M. oleifera with important anthelmintic properties and suggest an affordable and sustainable option for alternative parasite control. / Haemonchus contortus, principal helminto endoparasita de caprinos e ovinos, é uma espécie de alta patogenicidade que tem apresentado resistência múltipla a diversas classes de drogas anti-helmínticas. Frente à limitação de controles químicos eficazes, tem-se estimulado a busca por novas opções de tratamento. Em função de seus potenciais terapêuticos, eficiência e especificidade, os peptídeos destacam-se na área de pesquisas que visam à produção de biofármacos. Investigações de algumas espécies vegetais têm revelado interessantes potencialidades nematicidas. Moringa oleifera Lam. (Moringaceae) é uma espécie vegetal conhecida por suas diferentes propriedades farmacológicas, cujos efeitos anti-helmínticos foram recentemente reportados. O objetivo do presente estudo consistiu em identificar compostos de natureza proteica presentes em sementes de moringa, ativos contra o parasita gastrintestinal H. contortus. Após obtenção de um extrato proteico que exibiu potente atividade ovicida (96 ± 0,8%), etapas de separações por membranas (cut off 12 e 2 kDa) mostraram que o efeito observado era devido, exclusivamente, a moléculas de baixa massa molecular (< 12 kDa), sendo essas, tanto de origem proteica como não proteica. A fração proteica dotada de atividade ovicida foi capaz de inibir em 82 ± 1% a taxa de eclosão de ovos de H. contortus e apresentou-se como banda única, de massa molecular aparente de 6,5 kDa sob condições redutoras. Além da ação ovicida, os peptídeos também apresentaram forte efeito floculante in vitro e foram altamente resistentes à proteólise permanecendo ativos mesmo após 24 horas de digestão com pronase E. Atuação como inibidores de proteases também foi atribuída ao acervo funcional das moléculas. Atividade antipapainásica (99 ± 0,2%) e antitripsínica (41 ± 11%) foram alcançadas utilizando-se 50 e 100 µg de proteínas, respectivamente. A determinação de uma EC90 para atividade floculante (0,812 µg) cerca de 250 vezes menor do que a EC90 para atividade ovicida (202,3 µg) foi um resultado relevante, uma vez que, a existência de correlação positiva entre às diferentes atividades possibilitou o uso do teste de floculação como forma alternativa de detectar a presença dos peptídeos ovicidas ao longo das etapas de purificação. A eluição da fração ativa através de cromatografia em matriz de troca iônica permitiu a separação da mesma em moléculas distintas obtidas através de variações de gradiente iônico. Assim, a fração ativa inicial mostrou ser, na verdade, uma mistura de peptídeos com pelo menos quatro isoformas moleculares que exibiram massas semelhantes em torno de 6,5 kDa, distribuídas por SDS-PAGE, e com elevado grau de pureza detectado por HPLC. Análises espectroscópicas revelaram ainda que três das isoformas obtidas possuem espectros de CD com mínimos e máximos típicos de arranjos desordenados (70% de estruturas aleatórias), enquanto que a quarta isoforma encontrada apresentou padrão conformacional distinto, exibindo arranjos em alfa hélice como conteúdo dominante (69%), porém com ocorrência de estruturas não ordenadas bastante representativas (31%). Quanto ao modo de ação, observou-se uma significativa inversão do efeito ovicida quando o material foi ensaiado em solução cuja força iônica foi alterada para 0,15 M na presença de NaCl. A relação entre as atividades floculantes e ovicidas foi investigada e mecanismos de interações eletrostáticas foram apontados como requisito comum ao desempenho funcional das moléculas. Os resultados aqui obtidos revelam novas e importantes aplicabilidades funcionais para um grupo de peptídeos já bastante explorado por seus efeitos floculantes, sendo essas moléculas candidatas em potencial para atuarem no controle alternativo de helmintoses.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2015-12-02T23:42:12Z No. of bitstreams: 1 EmiliannyRafaelyBatistaMagalhaes_DISSERT.pdf: 3489051 bytes, checksum: aecae2a6f4d56d33859bc277f23f7c34 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2015-12-09T20:21:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 EmiliannyRafaelyBatistaMagalhaes_DISSERT.pdf: 3489051 bytes, checksum: aecae2a6f4d56d33859bc277f23f7c34 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-09T20:21:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EmiliannyRafaelyBatistaMagalhaes_DISSERT.pdf: 3489051 bytes, checksum: aecae2a6f4d56d33859bc277f23f7c34 (MD5) Previous issue date: 2014-07-30 / O principal efluente presente na ind?stria do petr?leo ? a ?gua produzida, que normalmente est? associada ao ?leo produzido, apresentando um consider?vel volume de produ??o e podendo refletir em efeitos nocivos ao meio ambiente e ? sociedade caso seu descarte seja inadequado, sendo imprescind?vel, portanto, um valoroso cuidado para estabelecer e manter a sua gest?o. O tratamento convencional para este efluente associa as t?cnicas de flocula??o e flota??o. Na flocula??o s?o utilizados floculantes convencionais que, al?m do alto custo, s?o fornecidos com pouca informa??o t?cnica. A flota??o ? a etapa na qual ? poss?vel obter a separa??o das part?culas coloidais presentes no efluente, sendo a flota??o por ar dissolvido (FAD) uma t?cnica que vem se consolidando economicamente e apresentantdo grande confiabilidade ambiental ao se comparar com outros processos. A FAD se apresenta como um processo largamente empregado em v?rios campos de tratamento de ?guas de abastecimento e de efluentes industriais em todo o planeta. Neste sentido, esse trabalho objetivou avaliar o potencial de um floculante alternativo natural ? base de Moringa oleifera na redu??o do teor de ?leos e graxas (TOG) da ?gua produzida na ind?stria do petr?leo atrav?s do m?todo de flocula??o/FAD. Avaliou-se a efici?ncia do floculante natural e se comparou sua efici?ncia com dois floculantes comerciais normalmente utilizados pela ind?stria do petr?leo (A e B). Os resultados de efici?ncias globais para todos os floculantes foram tratados atrav?s de planejamentos estat?sticos experimentais com base na utiliza??o do software STATISTICA vers?o 10.0. Obteve-se no planejamento experimental superf?cies de contorno e de resposta que foram interpretadas em termos da vari?vel resposta efici?ncia de remo??o de TOG (Teor de ?leos e/ou Graxas). O planejamento permitiu ainda a obten??o de modelos matem?ticos para c?lculo da vari?vel resposta nas condi??es estudadas. Os floculantes comerciais A e B apresentaram comportamentos similares, com efici?ncia global m?dia de 90% na efici?ncia de remo??o do ?leo, sendo a an?lise econ?mica o fator decisivo para a escolha de utiliza??o desses floculantes no processo. O floculante alternativo natural, ? base de Moringa oleifera, apresentou menor efici?ncia de separa??o que ?quelas de A e B (em m?dia 70%), por outro lado este floculante se apresenta ambientalmente correto e de menor custo. / The principal effluent in the oil industry is the produced water, which is commonly associated to the produced oil. It presents a pronounced volume of production and it can be reflected on the environment and society, if its discharge is unappropriated. Therefore, it is indispensable a valuable careful to establish and maintain its management. The traditional treatment of produced water, usualy includes both tecniques, flocculation and flotation. At flocculation processes, there are traditional floculant agents that aren?t well specified by tecnichal information tables and still expensive. As for the flotation process, it?s the step in which is possible to separate the suspended particles in the effluent. The dissolved air flotation (DAF) is a technique that has been consolidating economically and environmentally, presenting great reliability when compared with other processes. The DAF is presented as a process widely used in various fields of water and wastewater treatment around the globe. In this regard, this study was aimed to evaluate the potential of an alternative natural flocculant agent based on Moringa oleifera to reduce the amount of oil and grease (TOG) in produced water from the oil industry by the method of flocculation/DAF. the natural flocculant agent was evaluated by its efficacy, as well as its efficiency when compared with two commercial flocculant agents normally used by the petroleum industry. The experiments were conducted following an experimental design and the overall efficiencies for all flocculants were treated through statistical calculation based on the use of STATISTICA software version 10.0. Therefore, contour surfaces were obtained from the experimental design and were interpreted in terms of the response variable removal efficiency TOG (total oil and greases). The plan still allowed to obtain mathematical models for calculating the response variable in the studied conditions. Commercial flocculants showed similar behavior, with an average overall efficiency of 90% for oil removal, however it is the economical analysis the decisive factor to choose one of these flocculant agents to the process. The natural alternative flocculant agent based on Moringa oleifera showed lower separation efficiency than those of commercials one (average 70%), on the other hand this flocculant causes less environmental impacts and it?s less expensive

El presente trabajo analiza una propuesta de reutilización de agua proveniente del concreto fresco retornado a las plantas de premezclado. Esta propuesta es dada mediante productos floculantes, los cuales ayudarán a la clarificación del agua concentrada en las pozas de las industrias de premezclado. Asimismo, el agua recuperada tendrá similares características que el agua convencional utilizada, y que posteriormente ingresará al nuevo diseño de concreto, en donde aportará en un 5% en la resistencia del concreto adicional. Por otro lado, se analizó la posibilidad de reutilizar los finos acumulados en el fondo de las pozas, pero estos no aportan resistencia al concreto ya que presenta el cemento ya hidratado; sin embargo, se puede utilizar para otros propósitos. Se realizó un análisis cualitativo y cuantitativo de la incidencia económica, ambiental y legal; en el estudio de aguas de lavado se han analizado parámetros básicos (densidad por pesada diferencial, pH mediante pHmetría, composición química) de tres muestras procedentes de distintas plantas de premezclado para evaluar la calidad de los vertidos. Se proponen soluciones aplicables y mejoras tecnológicas en el proceso de lavado de mixers con el fin de disminuir el volumen de los sólidos arrastrados, sin que ello perturbe el medio ambiente, y posibilitando un ahorro del agua. Por último, con el floculante elegido y los resultados obtenidos se analizará la optimización económica que produce este método para la limpieza de mixers de concreto premezclado. / The present work analyzes a proposal for the reuse of water from fresh concrete returned to the ready-mix plants. This proposal is given through flocculating products, which will help clarify the concentrated water in the pools of the premixing industries. Likewise, the recovered water will have similar characteristics to the conventional water used, and which will subsequently enter the new concrete design, where it will contribute 5% in the strength of the additional concrete. On the other hand, the possibility of reusing the fines accumulated at the bottom of the ponds was analyzed, but these do not provide resistance to the concrete since the cement already hydrated; however, it can be used for other purposes. A qualitative and quantitative analysis of the economic, environmental and legal incidence was carried out; In the study of washing water, basic parameters (density by differential weighing, pH by pH metry, chemical composition) of three samples from different premixing plants have been analyzed to evaluate the quality of the discharges. Applicable solutions and technological improvements are proposed in the mixer washing process in order to reduce the volume of entrained solids, without disturbing the environment, and making it possible to save water. Finally, with the chosen flocculant and the results obtained, the economic optimization produced by this method for cleaning ready-mix concrete mixers will be analyzed. / Tesis

Polímeros e copolímeros hidrossolúveis a base de acrilamida e seus derivados são sintetizados e aplicados principalmente como floculantes, auxiliando na remoção de sólidos finos presentes em águas residuais e industriais. As poliacrilamidas, como são assim chamadas, podem se apresentar em sua forma neutra ou contendo diferentes cargas iônicas (positivas ou negativas) em sua composição em função do tipo de aplicação específica. As poliacrilamidas são sintetizadas, em sua grande maioria, através de emulsões inversas via polimerização radicalar, visando à elevada massa molar do polímero formado. A formulação da poliacrilamida catiônica com fração molar de 0,6 do comonômero iônico foi otimizada através de planejamento fatorial experimental, variando-se os principais fatores de processo: concentração do pacote de surfactante para formação da emulsão inversa, tempo de micronização, concentração de VISCOPLEX® e concentração de ácido graxo. Com base nos resultados obtidos a partir do primeiro planejamento, foram estudadas as seguintes variáveis: HLB do sistema de surfactantes e a troca dos surfactantes monoméricos por surfactantes poliméricos. A otimização da formulação levou em conta principalmente o custo-benefício para produção e comercialização em escala industrial. O fator micronização foi elevado em seu máximo e os fatores VISCOPLEX® e ácido graxo foram excluídos da formulação, após conclusão dos estudos. A troca dos surfactantes monoméricos por poliméricos foi vantajosa devido ao ganho de qualidade do produto final, mesmo com maior custo de implementação. Para minimizar os custos de formulação o fator HLB foi utilizado em seu máximo, onde houve incremento do ALKONAT® L 50 para formação da emulsão inversa. / Acrylamide based hydrosoluble polymers and copolymers and their derivatives are synthesized and mainly applied as flocculants, assisting removal of fine solids present in wastewater and industrial wastewater. Polyacrylamides may be present in their neutral form or with different ionic charges (positive or negative) in their composition depending on the type of specific application. Polyacrylamides are synthesized, mostly by inverse emulsions using radical polymerization, aiming polymers with high molecular weight. Cationic polyacrylamide formulation with 0.6 mole fraction of the ionic comonomer was optimized through design of experiments (DOE), varying the major process factors: surfactant package concentration to form inverse emulsion, micronization time, VISCOPLEX® concentration and fatty acid concentration. Based on the responses from the first DOE, a second DOE was performed, where the variables surfactant system HLB and the exchange of monomeric surfactant by polymeric surfactants were investigated. The formulation optimization considered mainly cost-effective production and industrial scale. The micronization factor was set at its maximum and VISCOPLEX® and fatty acid factors were excluded from the formulation, after conclusion of studies. Exchanging monomeric surfactants by polymeric surfactants led to a final product with higher quality, even considering a higher implementation cost. In order to minimize formulation costs HLB factor was used at its maximum, increasing the content of ALKONAT® L50 to form the inverse emulsion.

Polímeros e copolímeros hidrossolúveis a base de acrilamida e seus derivados são sintetizados e aplicados principalmente como floculantes, auxiliando na remoção de sólidos finos presentes em águas residuais e industriais. As poliacrilamidas, como são assim chamadas, podem se apresentar em sua forma neutra ou contendo diferentes cargas iônicas (positivas ou negativas) em sua composição em função do tipo de aplicação específica. As poliacrilamidas são sintetizadas, em sua grande maioria, através de emulsões inversas via polimerização radicalar, visando à elevada massa molar do polímero formado. A formulação da poliacrilamida catiônica com fração molar de 0,6 do comonômero iônico foi otimizada através de planejamento fatorial experimental, variando-se os principais fatores de processo: concentração do pacote de surfactante para formação da emulsão inversa, tempo de micronização, concentração de VISCOPLEX® e concentração de ácido graxo. Com base nos resultados obtidos a partir do primeiro planejamento, foram estudadas as seguintes variáveis: HLB do sistema de surfactantes e a troca dos surfactantes monoméricos por surfactantes poliméricos. A otimização da formulação levou em conta principalmente o custo-benefício para produção e comercialização em escala industrial. O fator micronização foi elevado em seu máximo e os fatores VISCOPLEX® e ácido graxo foram excluídos da formulação, após conclusão dos estudos. A troca dos surfactantes monoméricos por poliméricos foi vantajosa devido ao ganho de qualidade do produto final, mesmo com maior custo de implementação. Para minimizar os custos de formulação o fator HLB foi utilizado em seu máximo, onde houve incremento do ALKONAT® L 50 para formação da emulsão inversa. / Acrylamide based hydrosoluble polymers and copolymers and their derivatives are synthesized and mainly applied as flocculants, assisting removal of fine solids present in wastewater and industrial wastewater. Polyacrylamides may be present in their neutral form or with different ionic charges (positive or negative) in their composition depending on the type of specific application. Polyacrylamides are synthesized, mostly by inverse emulsions using radical polymerization, aiming polymers with high molecular weight. Cationic polyacrylamide formulation with 0.6 mole fraction of the ionic comonomer was optimized through design of experiments (DOE), varying the major process factors: surfactant package concentration to form inverse emulsion, micronization time, VISCOPLEX® concentration and fatty acid concentration. Based on the responses from the first DOE, a second DOE was performed, where the variables surfactant system HLB and the exchange of monomeric surfactant by polymeric surfactants were investigated. The formulation optimization considered mainly cost-effective production and industrial scale. The micronization factor was set at its maximum and VISCOPLEX® and fatty acid factors were excluded from the formulation, after conclusion of studies. Exchanging monomeric surfactants by polymeric surfactants led to a final product with higher quality, even considering a higher implementation cost. In order to minimize formulation costs HLB factor was used at its maximum, increasing the content of ALKONAT® L50 to form the inverse emulsion.