A busca por substâncias benéficas à saúde humana tem impulsionado o desenvolvimento de pesquisas visando o estudo de enzimas e seus produtos através da otimização de bioprocessos. Um dos principais componentes utilizados como base para a indústria de alimentos funcionais são carboidratos denominados frutooligossacarídeos (FOS) derivados da sacarose. Estes são sintetizados por enzimas denominadas frutosiltransferases que podem ser encontradas em plantas, bactérias e fungos. Os FOS têm atraído grande interesse da indústria, devido às suas características fisiológicas e biomoduladoras. Por serem polissacarídeos prebióticos não-digeríveis, têm a capacidade de estimular seletivamente o crescimento de bifidobactérias e lactobacilos, auxiliando na prevenção da cárie dentária e câncer de cólon em humanos. Podem também contribuir na diminuição do colesterol total e triglicerídeos no sangue, promover a reabsorção de cálcio e magnésio e serem utilizados em dietas com restrições alimentares, por serem açúcares de baixo valor calórico e elevado valor nutricional. Tendo em vista a existência de diferentes formas de FOS sintetizados por diferentes mecanismos, o presente trabalho buscou realizar a caracterização estrutural e funcional de um conjunto de 13 frutosiltransferases de bactérias e fungos. Os genes alvo foram clonados e as enzimas expressas e purificadas. Ensaios estruturais e de atividade enzimática, incluindo de hidrólise e polimerização da sacarose, foram conduzidos para a melhor compreensão das bases moleculares envolvidas no reconhecimento do substrato. Oito enzimas, duas β-frutofuranosidases de B. adolescentis, três sucrose-6-phosphate hydrolase de B. licheniformis e L. gasseri e uma invertase de A.niger foram cristalizadas e as enzimas de B. adolescentis e de L. gasseri tiveram suas estruturas resolvidas e seus sítios catalíticos mapeados. Estas apresentam em sua estrutura uma região β-propeller, local identificado como sítio catalítico, conectada à um módulo β-sanduíche. Ambas as enzimas apresentaram atividade hidrolítica da sacarose e a enzima de L. gasseri apresentou a formação dos FOS nistose e 1-cestose com concentrações de 1 M de sacarose bem como em tempos de 8 e 12 horas de incubação. Estes estudos, somados às análises das outras enzimas, permitirão o melhoramento na produção em larga escala, além da otimização e o controle destes processos de obtenção de FOS. / The search for beneficial substances to human health has driven the development of researches on the study of enzymes and their products through bioprocess optimization. One of the main components used as a basis for functional food industry are carbohydrates called fructooligosaccharides (FOS) derived from sucrose. These are synthesized by enzymes called fructosyltransferases which can be found in plants, bacteria and fungi. The FOS has attracted great interest of the industry due to its physiological and biomodulator properties. Because it is non-digestible polysaccharides prebiotics, have the ability to selectively stimulate the growth of bifidobacteria and lactobacilli, assisting in the prevention of tooth decay and colon cancer in humans. They can also contribute to decrease total cholesterol and triglycerides in the blood, to promote the absorption of calcium and magnesium and can be used in diets with dietary restrictions, because they are low-calorie sugars presenting high nutritional value. Considering there are different forms of FOS synthesized by different mechanisms, the present work attempts to make structural and functional characterization of a set of 13 fructosyltransferases of bacteria and fungi. The target genes were cloned and the enzymes were expressed and purified. Structural testing of X-ray crystallography and enzymatic activity, including sucrose hydrolysis and polymerization were carried out for a better understanding of the molecular basis involved in substrate recognition. Eight enzymes, two β-frutofuranosidases B. adolescentis, three sucrose-6-phosphate hydrolase of B. licheniformis and L. gasseri and A. niger invertase, were crystallized and the enzymes from B. adolescentis and from L. gasseri had their structures determined and their catalytic site mapped. These are similar to each other and present in their structure one β-propeller region which was identified as catalytic site, connected to one β-sandwich module. Both enzymes showed hydrolytic activity of the sucrose and L. gasseri showed the formation of FOS, 1-kestose and nystose with 1 M sucrose concentrations and times of 8 and 12 hours of incubation. These studies together with the analysis of other enzymes will enable the improvement in large-scale production, besides the optimization and control of these processes for the production of FOS.

Na,K-ATPase é uma proteína de membrana que tem como função manter o equilíbrio osmótico nas células pela hidrólise de ATP. A ouabaína (OUA) se liga a Na,K-ATPase e é capaz de ativar cascatas de sinalização. As subunidades a da Na,K-ATPase possuem 4 isoformas que são distribuídas de forma diferenciada nos tecidos. As células da glia são importantes na resposta contra lesões no cérebro e também controlam a inflamação. Dados na literatura mostram que a OUA tem efeito protetor em alguns tipos de dano. O objetivo do estudo é avaliar a função da isoforma a2 na cultura de células da glia em resposta à OUA e ao LPS. Nós investigamos a ação da OUA em diversas concentrações e LPS (1g/mL) na viabilidade celular (LDH) e proliferação celular (MTT). O LPS foi utilizado como modelo de inflamação e uma das perguntas era se o tratamento prévio com OUA, seria capaz de reverter a ativação do fator de transcrição NF-kB que está envolvido com inflamação. O pré-tratamento com OUA diminuiu a ativação do NF-kB induzida pelo LPS. Após, nós silenciamos a isoforma a2 das células da glia com RNAi. Os nossos dados mostram que o pré-tratamento com OUA reverte o efeito na ativação do NF-kB causado pelo LPS. Provavelmente, a isoforma a2 está relacionada com alguma via de sinalização que interage com a via do LPS. / Na,K-ATPase is a conserved membrane protein which maintains the osmotic balance in the cell by the hydrolysis of ATP. Ouabain (OUA) binds to Na,K-ATPase and it can activate signaling pathways. The a subunits of Na,K-ATPase have 4 isoforms which are distributed in a different pattern in the tissues. Glial cells have an important role in the response against injury and they also control inflammation. Some data have reported that OUA can protect against some types of injury. The aim of this study is to evaluate the role of a2 isoform in glial cells in response to OUA and LPS stimulus. We investigated the action of OUA and LPS in cell viability (LDH) and cell proliferation (MTT). LPS was used as a model of inflammation and one of our questions was if the treatment with OUA before LPS was capable of reduce the activation of the transcription factor NF-kB which is involved in inflammation. The pre-treatment with OUA decreased the NF-kB activation induced by LPS. We also silenced the a2 isoform in culture glial cells with iRNA. Taken together our data showed that OUA pretreatment reversed the NF-kB activation induced by LPS in primary cultures of glial cells from mice. Probably,the a2 isoform is related with some signaling pathway that interacts with the LPS pathway.

Submitted by Etelvina Domingos (etelvina.domingos@ufpe.br) on 2015-03-12T17:10:03Z No. of bitstreams: 2 Juliano Carlo_tese.pdf: 13069704 bytes, checksum: 0b45a24ac51a1d617e4f4e41297207c3 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-12T17:10:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Juliano Carlo_tese.pdf: 13069704 bytes, checksum: 0b45a24ac51a1d617e4f4e41297207c3 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013-01-18 / CNPq / A primeira parte deste trabalho descreve a síntese e a completa elucidação estrutural de teluretos vinílicos. Os teluretos vinílicos desejados foram preparados a partir da reação de hidroteluração de alquinos para levar aos teluretos correspondentes em bons rendimentos (78-91%). Estes compostos foram então submetidos à análise de RMN de 1H, 13C e 125Te e a atribuição completa foi realizada a partir do desenvolvimento de um novo experimento 1H-125Te HMBC onde os sinais referentes a cada núcleo de telúrio foi atribuído. A segunda parte deste trabalho descreve a síntese de eninos funcionalizados a partir da reação de acoplamento entre teluretos vinílicos de geometria Z e Oglicosídeos funcionalizados, preparados a partir da reação de O-glicosidação. Os compostos desejados foram obtidos em bons rendimentos (77-88%) e caracterizados através de métodos usuais. O estudo preliminar da atividade antineoplásica destes compostos contra três linhagens de tumores (HT29 – carcinoma de cólon, NCI – câncer de pulmão e HL-60 – leucemia) foi realizado. Cinco compostos foram testados, sendo que somente um deles exibiu atividade antitumoral moderada. A última etapa deste trabalho descreve a utilização de [Eu2(fum)3(H2O)4]•(3H2O), uma Metal-Organic Framework -MOF, como catalisador para promover a reação de entre o alil-trifluoroborato de potássio e uma grande variedade de aldeídos contendo diversos grupos funcionais. A metodologia levou aos compostos desejados em bons rendimentos (71-93%) e tempos reacionais curtos (10- 20 minutos) empregando-se 10 mol% do catalisador em meio aquoso. O catalisador pôde ainda ser reutilizado na reação seis vezes consecutivas sem aparente perda da sua atividade catalítica.

Submitted by Etelvina Domingos (etelvina.domingos@ufpe.br) on 2015-03-12T17:20:55Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Juliano Carlo_tese.pdf: 13069704 bytes, checksum: 0b45a24ac51a1d617e4f4e41297207c3 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-12T17:20:55Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Juliano Carlo_tese.pdf: 13069704 bytes, checksum: 0b45a24ac51a1d617e4f4e41297207c3 (MD5) Previous issue date: 2013-01-18 / CNPq / A primeira parte deste trabalho descreve a síntese e a completa elucidação estrutural de teluretos vinílicos. Os teluretos vinílicos desejados foram preparados a partir da reação de hidroteluração de alquinos para levar aos teluretos correspondentes em bons rendimentos (78-91%). Estes compostos foram então submetidos à análise de RMN de 1H, 13C e 125Te e a atribuição completa foi realizada a partir do desenvolvimento de um novo experimento 1H-125Te HMBC onde os sinais referentes a cada núcleo de telúrio foi atribuído. A segunda parte deste trabalho descreve a síntese de eninos funcionalizados a partir da reação de acoplamento entre teluretos vinílicos de geometria Z e Oglicosídeos funcionalizados, preparados a partir da reação de O-glicosidação. Os compostos desejados foram obtidos em bons rendimentos (77-88%) e caracterizados através de métodos usuais. O estudo preliminar da atividade antineoplásica destes compostos contra três linhagens de tumores (HT29 – carcinoma de cólon, NCI – câncer de pulmão e HL-60 – leucemia) foi realizado. Cinco compostos foram testados, sendo que somente um deles exibiu atividade antitumoral moderada. A última etapa deste trabalho descreve a utilização de [Eu2(fum)3(H2O)4]•(3H2O), uma Metal-Organic Framework -MOF, como catalisador para promover a reação de entre o alil-trifluoroborato de potássio e uma grande variedade de aldeídos contendo diversos grupos funcionais. A metodologia levou aos compostos desejados em bons rendimentos (71-93%) e tempos reacionais curtos (10- 20 minutos) empregando-se 10 mol% do catalisador em meio aquoso. O catalisador pôde ainda ser reutilizado na reação seis vezes consecutivas sem aparente perda da sua atividade catalítica.

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2017-07-31T13:30:45Z No. of bitstreams: 1 Claudio Roberto Dantas.pdf: 4312715 bytes, checksum: dfe97aa242b2f8cc7d56e0073202577d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-31T13:30:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Claudio Roberto Dantas.pdf: 4312715 bytes, checksum: dfe97aa242b2f8cc7d56e0073202577d (MD5) Previous issue date: 2017-02-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Polyunsaturated compounds of Z-configuration have been gaining prominence in medicinal chemistry due to the substantiation of biological activities of some molecules with this system. In parallel the glycosides are structures widely used as precursor blocks in the synthesis of biologically active molecules, because its stereochemistry in association with its anomeric effect facilitates the stereotyped understanding of the products formed in later reactions and structural modifications. The present work presents a strategy for the synthesis of Z-enynes based on the Sonogashira-type coupling reaction between Z-vinylic tellurides and pseudoglycosidic alkynes, obtaining products with excellent yields of a stereoselective form with probable antitumor activity against the biological evaluation of cells Tumor cells. The desired vinylic tellurides were prepared from the hydrotelluration reaction of different terminal alkynes with the Dibutyl telluride (BuTeTeBu) to yield compounds in good yields (85-91%). The 2,3-unsaturated O-glycosides were obtained through successive reactions, from D-glucose and different enyne alcohols, using a new method, which applies the ultrasonic bath as an energy source, achieving an excellent yield of the synthesized compounds (85-92%). Finally the Z-vinylic tellurides and the pseudoglycosides were subjected to a palladium catalyzed cross coupling to obtain the Z-enyne compounds in satisfactory yields (84-89%). / Compostos poli-insaturados de configuração Z vêm ganhando destaque na química medicinal devido à comprovação de atividades biológicas de algumas moléculas com esse sistema. Em paralelo os glicosídeos são estruturas amplamente utilizadas como blocos precursores na síntese de moléculas biologicamente ativas, pois sua estereoquímica em associação com seu efeito anomérico facilita a compreensão esteroeletrônica dos produtos formados em posteriores reações e modificações estruturais. O presente trabalho apresenta uma estratégia para a síntese de Z-eninos com base na reação de acoplamento tipo Sonogashira entre teluretos Z-vinílicos e alcinos pseudoglicosidicos, sendo obtidos produtos com ótimos rendimentos de uma forma estereosseletiva com provável atividade antitumoral frente à avaliação biológica de células tumorais humanas. Os teluretos vinílicos desejados foram preparados a partir da reação de hidroteluração de diferentes alquinos terminais com o dibutilditelureto (BuTeTeBu) alcançando compostos com bons rendimentos (85-91%). Já os O-glicosídeos 2,3-insaturados foram obtidos através de sucessivas reações, a partir da D-glicose e diferentes alcoóis enínicos, utilizando um novo método, o qual aplica a banho de ultrassom como fonte de energia, alcançando um excelente rendimento dos compostos sintetizados (85-92%). Por fim os teluretos Z-vinílicos e os pseudoglicosídeos foram submetidos a um acoplamento cruzado catalisado por paládio para obtenção dos compostos Z-enínicos com rendimentos satisfatórios (84-89%).

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2017-07-31T14:18:24Z No. of bitstreams: 1 Anderson Jose Firmino Santos da Silva.pdf: 2297617 bytes, checksum: 4b4d009c679f80d625efaaf617a7fdf6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-31T14:18:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Anderson Jose Firmino Santos da Silva.pdf: 2297617 bytes, checksum: 4b4d009c679f80d625efaaf617a7fdf6 (MD5) Previous issue date: 2016-12-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / O-glycosides are easily available chiral intermediates in the synthesis of biologically active compounds such as glycopeptide building blocks, oligosaccharides, and modified carbohydrates. This work describes the syntheses, characterization and cytotoxic activity in vitro de 2,3-unsaturated O-glycosides and azide glycosides. The reaction of alcohols 2a-i with 3,4,6-tri-O-acetylglucal 1, carried out in presence of catalytic amount of p-tolylsulfonicacid mediated by ultrasound irradiation, afforded the corresponding 2,3-unsaturated glucopyranosides3a-i. In all cases the compounds were obtained as a mixture of α-β-anomers, where there was a predominance of anomer α. Moreover, the conventional methodology used to obtain the 2,3-unsaturated O-glycosides 4a-e. The O-glycosides were subjected to reactions of basic hydrolysis and allylic oxidation. Addition of azide ion to alkyl 2,3-dideoxy-2-enopiranosid-4-ulose (6a-e) provided compound 7a-e, which upon reduction with sodium borohydrate furnishedazide glycosides 8a-e in good yields. The structures of the compounds obtained were elucidated by conventional spectroscopic techniques: Infrared and Magnetic Nuclear Resonance 1H and 13C. The compounds 5a-e and 8a-e were tested against three human cell lines where only of compounds 5a, 5c, 3d, 8b e 8c exhibited good antiproliferative activity against HL-60, MCF-7e NCI-H292 cancer cell lines with excellent inhibition values. / O-glicosídeos são precursores quirais para serem utilizados na síntese de compostos biologicamente ativos, tais como blocos de construção de glicopeptídeo, oligossacarídeos, e carboidratos modificados. Este trabalho descreve a síntese, a caracterização e a atividade citotóxica in vitro de Oglicosídeos 2,3-insaturados e azidoglicosídeos. A reação de alcoóis 2a-i com 3,4,6-tri-O-acetilglical 1, foi realizada na presença de uma quantidade catalítica de ácido p-toluil sulfônico, mediada por irradiação de ultrassom e forneceu os correspondentes O-glicosídeos 2,3-insaturados 3a-i. Em todos os casos, os compostos foram obtidos como uma mistura de α- e β-anômeros, onde houve predominância do anômero alfa. Por outro lado, usamos a metodologia convencional para obtenção dos O-glicosídeos 2,3-insaturados 4a-e. Os Oglicosídeos foram submetidos à reação de hidrólise básica e de oxidação alílica. A adição de azida de sódio, a alquil 2,3-didesoxi-2-enopiranosid-4-ulose (6a-e) forneceu os compostos 7a-e que após redução com borohidreto de sódio forneceu os azido–glicosídeos 8a-e, em bons rendimentos. As estruturas dos compostos obtidos foram elucidadas através de técnicas espectroscópicas convencionais: Infravermelho e Ressonância Magnética Nuclear de 1H e 13C. Os compostos 6b, 6c, 6d e 8a, 8b, 8c e 8e. Foram testadas suas atividades antiprpliferativa contra as células NCL-H292 e os compostos que tiveram taxa de inibição com valores maiores que 80% também tiveram seus IC50 testados. Esses compostos apresentaram muita atividade antiproliferativa. Devido a degradação de algumas amostras 8c e 8e, passaram pelo teste de IC50 Frente a células cancerosas MCF-7 e HL-60 e apresentaram execelentes atividades, e apresentaram IC50 dentro do intervalo de confiança.

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:02:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9219_1.pdf: 4175475 bytes, checksum: 79704438b176f7f138a2cca804e5e476 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A reação de tri-O-acetil-D-glucal 1 e tri-O-acetil-D-galactal 4 com cerca de quatro alcoóis 2g, 2o-q na presença de Montmorillonita K-10/microondas e/ou montmorillonita K-10/CH2Cl2/refluxo levam a formação de α-glicosídeos insaturados 3g, 3o-q e 5g, 5o-q com bons rendimentos dos quais oito produtos são novos. A reação de tri-O-acetil-D-glucal 1 com cerca de oito alcoóis 2g, 2i, 2k e 2q-t na presença de NbCl5/CH2Cl2 ou NbCl5/THF/refluxo levam os compostos 3g, 3i, 3k e 3q-t , dos quais os produtos 3t e 3q formados não se encontram na literatura. Uma outra classe de onze, inéditos, α-glicosídeos insaturados contendo os grupos alquinil na aglicona 3v-z, 3z' e 5v-z são preparados com a finalidade de estudar o comportamento conformacional dessas moléculas. Suas energias conformacionais são calculadas pelo método ab initio a nível Hartree-Fock com a base 6-31G. Os cristais dos compostos inéditos na literatura 3y e 5y submetidos a raios-X tem suas estruturas elucidadas e comparadas com os resultados obtidos pelos cálculos de orbitais moleculares. Dando continuidade à reação de outros derivados de carboidratos para a produção de diferentes dissacarídeos, os compostos 19h e 19o com o oxigênio ligado ao carbono C-6 são protegidos seletivamente e tem-se em seguida o oxigênio ligado ao C-4 são metilados. Em seguida desprotege-se o oxigênio ligado ao C-6 e submetidos a rearranjo de seguida por desproteção do O-6 e submetidos a rearranjo de Ferrier como tentativa de preparar o dissacarídeo. Este método não deu o dissacarídeo desejado, mas sim promoveu outro rearranjo fornecendo os compostos 3o e 3h. Aos compostos 3g, 3o-q, 19o e 5g foram realizados testes de atividade antiinflamatória pela metodologia de Air Pouch , os compostos deram atividade antiinflamatória

A trealase solúvel foi purificada a partir do intestino de S. frugiperda. Os pKas dos grupos catalíticos determinados por inativação química são similares aos pKas determinados por analise cinética, indicando que a enzima tem um grupo carboxila que atua como um nucleófilo e um grupo guanidina que atua como doador de prótons. Dietil pirocarbonato não afeta a enzima, exceto na presença de MalfaGlu (inibidor competitivo). A modificação com DPC diminui a atividade enzimática da trealase e muda o valor do pKa do resíduo de Arg, indicando que o resíduo de His modula o pKa do doador de prótons. Trealase tem dois subsítios para a ligação de glicose e baseado na proteção por MalfaGlu durante a modificação química é possível inferir que o subsítio que liga MalfaGlu contém o grupo carboxila, e o outro subsítio possui o resíduo de Arg que atua como grupo catalítico e o resíduo de His. Usando diferentes estratégias nós obtivemos uma seqüência parcial do cDNA que aparentemente codifica para trealase (denominada trealase 1) e clonamos e expressamos a enzima denominada trealase 2. A trealase 2 foi expressa em Bl21 DE3 e purificada, sendo que suas propriedades são similares a enzima solúvel. O cDNA da trealase 1 provavelmente codifica para a trealase de membrana encontrada no intestino de S. frugiperda. A trealase 2 tem 587 aminoácidos, um pepitideo sinal com 23 aminoácidos e seis possíveis sítios para glicosilação. A enzima apresenta alta identidade e similaridade (61% e 76%, respectivamente) com a trealase digestiva de B. mori. Foi determinada a atividade de trealase presente na carcaça, Túbulos de Malpighi, corpo gorduroso, intestino e hemolinfa de Tenebrio molitor, Musca domestica, Spodoptera frugiperda e Diatraea saccharalis na presença e na ausência de ß-glicosideos tóxicos produzidos por plantas. Os glicosídeos usados foram amigdalina, prunasina, florizina e o aglicone mandelonitrila. E a atividade das trealases de T. molitor e S. frugiperda foi determinada também na presença de esculina. Prunasina é o melhor inibidor das trealases de T. molitor, já para as trealases (ligadas a membrana) de D. saccharalis o melhor inibidor é florizina e esculina é o melhor inibidor das trealases de S. frugiperda. Nós alimentamos S. frugiperda com uma dieta contendo 0,1% de esculina e sua presença nós tecidos foi detectada por fluorescência. Esculina foi encontrada no corpo gorduroso, Túbulos de Malpighi e hemolinfa e não foi encontrada na carcaça. A maior quantidade de esculina foi registrada na hemolinfa (0,2 mM) e as larvas alimentadas com uma dieta contendo esculina são 40% menor que as larvas alimentadas numa dieta controle. A inibição das trealases pode ser um dos fatores que leva a diminuição de peso das larvas experimentais. As larvas de S. frugiperda criadas numa dieta com 0,1% de amigdalina apresenta em alguns tecidos um aumento na atividade especifica de trealase o que não é observado quando as larvas são alimentadas com uma dieta com 0,1% de esculina. O aumento na atividade especifica de trealase pode ser uma das razões pela qual o desenvolvimento de S. frugiperda não é afetado pela amigdalina presente na dieta. / A soluble trehalase was purified from Spodoptera frugiperda midgut. The pKas of the catalitical groups determined by chemical inactivation agrees with the ones determined by kinetical analysis, indicating that the enzyme has a carboxyl group that acts as a nucleophile and a guanidine group that is the proton donor. Diethyl pyrocarbonate (DPC) does not affect to the enzyme, except in the presence of MalphaGlu (a competitive inhibitor). DPC modification decreases trehalase activity and changes the pKa value of the catalytical Arg residue, indicating that pKa of the proton donor His residue modulates. Trehalase has two subsites for glucose binding and based on the protection by MalphaGlu against chemical modification it is possible to infer that the subsite that binds MalphaGlu contains the catalytic carboxyl, whereas the other has the catalytical Arg residue and the His residue. Using different strategies we succeeded in obtaining a partial sequence of a cDNA that apparently codes for trehalase (called trehalase 1) and in molecular cloning and expressing the enzyme named trehalase 2. Trehalase 2, expressed in Bl21 DE3 cells was purified and its properties are similar to the soluble enzyme. Trehalase 1 cDNA probably codes for a membrane-bound trehalase found in S. frugiperda midgut. Trehalase 2 has 587 amino acids, a signal peptide with 23 amino acids and six possible sites for glycosilation. The enzyme present higher identity and similarity (61% and 76%, respectively) to digestive trehalase of Bombyx mori. Trehalase from body wall, Malpighian tubules, fat body, midgut and haemolymph from Tenebrio molitor, Musca. domestica, Spodoptera frugiperda and Diatraea saccharalis were assayed with and without the presence of toxic glucosides produced by plants. The glucosides used were amygdalin, prunasin, phlorizin and the aglycone mandelonitrile. In addition, T. molitor and S. frugiperda trehalases were assayed with esculin. Prunasin is the best inhibitor in T. molitor and M. domestica, phlorizin in D. saccharalis (only membrane-bound activity) and esculin in S. frugiperda. We fed S. frugiperda with a diet containing 0.1 % esculin and followed its fate by fluorescence. Esculin is recovered from fat body, Malpighian tubules and haemolymph. No esculin was found in body wall. The majority of esculin was recovered in haemolymph (0.2 mM) and larvae fed on esculin-containing diet weigh 40 % less than control ones. Trehalase inhibition by esculin may account for at least part of the observed decrease in larval weight. S. frugiperda larvae reared in 0.1% amygdalin-containing diet present higher trehalase activities in several tissues than the larvae reared in 0.1% esculin-containing diet. Higher trehalase activity should be the reason why S. frugiperda development is affected by esculin, but is not impaired by amygdalin present in the diet.

As mudanças climáticas estão causando prejuízos em vários setores da economia mundial. Na reunião da COP21, que teve como foco estas mudanças climáticas, participantes do mundo todo decidiram tomar atitudes urgentes para tentar conter aumento da temperatura média global. Dentro deste cenário, a produção e o consumo de energia têm uma importância central, onde fontes de energia renováveis vêm sendo preferidas às fontes de energias fósseis. O Brasil tem uma participação importante na geração de energia renovável mundial aportando um 40% do total de sua matriz energética. A degradação dos componentes da parede celular vegetal tem um vasto potencial na geração de biocombustíveis e outros compostos verdes a partir da celulose, hemicelulose e lignina. Para isto estudos das enzimas capazes de degradas estes componentes vem sendo realizados, com ênfase nas enzimas hidrolases de glicosídeos. Dentre as hidrolases, encontram-se as arabinanases, enzimas capazes de hidrolisar o arabinano, componente polissacídeo da hemicelulose, em L-arabinose. Neste trabalho, estudos envolvendo duas arabinanases de Bacillus licheniformis foram realizados, iniciando na etapa de clonagem dos genes. Os produtos foram transformados em Escherichia coli e expressos e purificados. A avaliação da estabilidade térmica indicou uma afinidade das enzimas por metais divalentes. Tentativas de cristalização resultaram na formação de um cristal, que possibilitou a determinação da estrutura uma das arabinanases. Através de ensaios bioquímicos, foi determinada a especificidade por substrato, temperatura e pH ótimos e a atividade frente a metais. Foi observado que as enzimas são seletivas para arabinano não ramificado, tem temperatura ótima em 45 e 40 graus, para BlAbn-1 e BlAbn-2, respectivamente, e pH ótimo em 8 e 7. Por último, foram realizados ensaios complementares de sinergismo e atividade oxidativa. Embora os ensaios de atividade oxidativa tenham sido inconclusivos, os ensaios de sinergismo mostraram que a enzima BlAbn-1 é capaz de aumentar em 30% a atividade do coquetel enzimático Accellerase 1500 sobre biomassa pré-tratada e sobre celulose pura. Este efeito é ainda maior na presença de sulfato de níquel. / Climate change is causing losses in different sectors of the world economy. At the meeting of COP21, focused on climate changes, participants from around the world decided to take urgent actions to try to halt the increase in global average temperature. Within this scenario, the production and consumption of energy are of central importance, where renewable energy sources have been preferred to fossil fuels. Brazil has an important role in the global renewable energy generation by contributing 40% of its total energy mix. The degradation of the components of plant cell wall has a vast potential in the generation of biofuels and other green chemical from cellulose, hemicellulose and lignin. Thus, studies of enzymes that degrade these components have been carried out, with emphasis on glycoside hydrolases. Among the hydrolases are the arabinanases, enzymes capable of hydrolyzing arabinan, a polysaccharide component of hemicellulose, in L-arabinose. In this work, studies involving two arabinanases from Bacillus licheniformis were carried out, starting in gene cloning step. The products were transformed into Escherichia coli, expressed and purified. The evaluation of the thermal stability of the enzymes showed an affinity for divalent metals. Crystallization attempts resulted in the formation of a single crystal, which made it possible to determine the crystal structure of one arabinanase. Through biochemical assays, it was determined the substrate specificity, optimum temperature and pH and activity against metals. It was observed that the enzymes are selective for non-branched arabinan, have optimum temperature at 45 and 40 degrees, to BlAbn-1 and BlAbn-2, respectively, and optimum pH of 8 and 7. Finally, additional tests were performed to evaluate the possible synergism and oxidative activity. Although the oxidative activity assays were inconclusive, the synergism tests showed that BlAbn-1 is able to increase by 30% the activity of the enzymatic cocktail Accellerase 1500 on pre-treated biomass and on pure cellulose. This effect is even greater in the presence of nickel sulfate.

Os artrópodes constituem as formas mais abundantes de vida animal no planeta. O sistema digestivo dos Arthropoda é uma das mais importantes superfícies de contato com o ambiente. Pouco se conhece a respeito do sistema digestivo dos aracnídeos. Identificamos as principais carboidrases digestivas em três Arachnida modelo: Tityus serrulatus, Amblyomma cajennense e Nephilengys cruentata. As α-fucosidases são glicosídeo hidrolases que catalisam a hidrólise de ligações glicosídicas entre uma fucose ligada a outro carboidrato ou outro tipo de molécula. Estas enzimas são fundamentais no processamento de glicoproteínas e glicolipídeos. Observamos altas atividades de α-fucosidases em todas as espécies estudadas e estas enzimas foram isoladas e caracterizadas. / Arthropods are the most abundant animal life form on the planet. The digestive system of Arthropoda is one of the most important areas of contact with the environment. The study of Arachnida digestive enzymes has been sporadic and remains a largely unexplored area. We identified the most important digestive carbohydrases in three Arachnida models: Tityus serrulatus, Amblyomma cajennense and Nephilengys cruentata. The α-fucosidases are glycoside hydrolases that catalyze the hydrolysis of glycosidic links between a fucose linked to other carbohydrate or another type of molecule. These enzymes are essential in the processing of glycoprotein and glycolipids. We showed that all models tested presented high activities of digestive α-fucosidases and these enzymes were isolated and characterized.