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Isolamento, purificação e caracterização da peroxidase de yacon (Smallanthus sonchifolius)

Kamimura, Gengis Kami Ferro [UNESP] 02 June 2006 (has links) (PDF)
Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-06-02Bitstream added on 2014-06-13T19:29:44Z : No. of bitstreams: 1 kamimura_gkf_me_arafcf.pdf: 713918 bytes, checksum: 90d6ccb478cdaac799bbb870832f99ec (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os frutos e vegetais apresentam-se fisiologicamente ativos após a colheita, dessa forma as perdas pós-colheita ocorrem pela influência de diferentes fatores onde se destacam a respiração, a temperatura, a umidade, a concentração de oxigênio e gás carbônico, a produção de etileno e a ação de enzimas endógenas associadas com processos de deterioração. As raízes de yacon têm sido cada vez mais consumidas devido à revelação de qualidades medicinais. A manutenção de sua qualidade in natura é um sério problema nos processos pós-colheita devido a inúmeras reações metabólicas. A peroxidase (POD, E.C.1.11.1.7) é largamente encontrada nos vegetais apresentando importante papel fisiológico/bioquímico embora uma precisa função não tenha ainda sido estabelecida. Sua importância para ciência dos alimentos evidencia-se pelas relações com alterações indesejáveis na qualidade e resistência dos vegetais, tornando interessante sua supressão parcial ou total no pós-colheita. Os objetivos desse trabalho foram isolar, purificar e caracterizar a peroxidase de raízes de yacon. Condições de extração para a POD de yacon foram estabelecidas e a enzima foi isolada por precipitação com sulfato de amônio, eluição em Sephadex G-25 e DEAE-celulose. Somente um pico de atividade foi eluído no processo de purificação com um fator de purificação de 222,33. O peso molecular determinado foi 34.8 kDa com valores de pH e temperatura ótima de 5,5 e 35°C, respectivamente. As constantes Km e Vmax foram de 14,227 mM e 17409 UA/mL, para s-dianisidina, e de 14,434 mM e 14830 UA/mL, para H2O2. Foram testados os efeitos inibidores de sais, quelantes, compostos sulfidrila, ácidos fenólicos e outros. Estudos de inativação térmica da POD foram realizados, nos quais se verificou o efeito protetor da sacarose na inativação enzimática e o efeito promotor de inativação pela... / The fruits and vegetables still continue physiologically active after the crop, in that way the postharvest losses occurs by the influence of different factors, like the respiration, temperature, humidity, concentration of oxygen and carbonic gas, ethylene production and the action of endogenous enzymes associated with deterioration processes. Yacon (Smallanthus sonchifolius) roots has been more and more consumed by the revelation of prebiotic and medicinal properties. The maintenance of its quality in the postharvest is a serious problem due to several metabolic reactions. Peroxidase (POD, E.C.1.11.1.7) is widely found in plants, having physiological/biochemical importance, although a precise function has not still been established. The POD importance for food science is due to its relationships with alteration of the quality and resistance of the vegetables to the postharvest factors. Its total or partial suppression by thermal inactivation or inhibitor compounds may be interesting for postharvest interests. The objectives of this work were to isolate, purify and characterize the POD from yacon roots. Extraction conditions for yacon POD were determined and the enzyme was isolated by precipitation with ammonium sulfate, elution on Sephadex G-25 and DEAE-cellulose. Only one peak of enzyme activity was eluted on the purification process with a 222.33 fold purification factor. The determined molecular weight was 34.8 kDa. The optimum pH and temperature values were pH 5.5 and 35°C, respectively. Km and Vmax for ï-dianisidine was 14.227 mM and 17409 UA/mL, and 14.434 mM and 14830 UA/mL for H2O2, respectively. The effects of metals, chelating agents, sulphidryl, phenolic acids and other compounds as POD inhibitors were evaluated... (Complete abstract, click electronic address below).
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Cinética de inativação térmica da peroxidase e da polifenoloxidase presentes na água de coco verde por processo térmico contínuo. / Kinetic of thermal inactivation of peroxidase and polyphenol oxidase present in green coconut water by thermal continuous processing.

Murasaki, Nathalia da Cunha 18 March 2005 (has links)
Considerando a necessidade da pasteurização da água de coco verde, após a abertura do fruto, devido à ação de microrganismos e das enzimas presentes, peroxidase (POD) e polifenoloxidase (PFD), o presente trabalho tem como objetivo estudar o comportamento da atividade dessas enzimas, através de processo térmico contínuo. Na primeira parte foi estudada a cinética de inativação térmica das enzimas em processo de pasteurização da água de coco, realizado em trocador de calor a placas (TCP) de laboratório, ARMFIELD FT 43–A, a temperatura de 90°C em diferentes tempos de retenção. Amostras da água de coco não processada e processada foram congeladas a – 30ºC para as análises enzimáticas. Na segunda parte, com base nos resultados obtidos de cinética, foram realizados processos a 90 ºC com tempos de retenção de 120, 180 e 200 s para o estudo do comportamento dessas enzimas durante o armazenamento. Análises de pH, acidez, turbidez e atividade enzimática também foram realizadas durante o tempo de armazenamento de amostras da água de coco processada e não processada em temperatura ambiente, refrigerada (10ºC) e congelada (- 20ºC). Cada lote de água de coco foi caracterizado pela densidade, teores de sólidos totais e solúveis, cinzas, pH, acidez e turbidez. Nos processos térmicos contínuos realizados a 90ºC a POD e PFD presentes na água de coco apresentaram pelo menos duas isoenzimas com estabilidades diferentes e a PFD mostrou-se mais termorresistente que a POD. A POD presente na água de coco processada, durante o armazenamento a – 30ºC, apresentou-se mais estável que a PFD. A água de coco processada que apresentou maior estabilidade físico-química e enzimática foi a armazenada congelada. / Considering the need for green coconut water pasteurization after opening the fruit due to microbial and enzymatic (peroxidase (POD) and polyphenol oxidase (PFD)) action, the objective of this work is to study the behavior of the activity of these enzymes during continuous thermal processing. The first stage of the work was the study of the enzymes thermal inactivation kinetics during continuous pasteurization of coconut water, performed in a laboratory plate heat exchanger, Armfield 43 – A, at a temperature of 90°C with different holding times. Samples of unprocessed and processed coconut water were frozen at - 30°C for enzymatic analyses. In the second stage, based on the results obtained, processing was performed at 90°C with holding times of 80, 120, 180 and 200 s for studying the behavior of these enzymes during storage. Analyses of the pH, titratable acidity, turbidity and enzymatic activity were conducted during storage in processed and unprocessed samples kept at ambient temperature, refrigerated (10°C) and frozen (- 20°C). Each coconut water batch was characterized by density, total and soluble solids, ashes, pH, titratable acidity and turbidity. For the continuous thermal processes carried out at 90°C both POD and PFD presented at least two isozymes with different thermal stability, and PFD was more thermally resistant than POD. During storage at - 30°C POD in processed coconut water was more stable than PFD. The highest physicochemical and enzymatic stability was achieved for processed coconut water under frozen storage.
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Estudo comparativo entre a eficiência da filagem da Mozzarella e da pasteurização lenta do leite na inativação do Mycobacterium fortuitum e da Listeria monocytogenes experimentalmente inoculados no leite de búfala / Comparative study between the efficiency of the Mozzarella stretching and the holder pasteurization of milk in the inhibition of the Mycobacterium fortuitum and the Listeria monocytogenes experimentally inoculated into buffalo milk

Raimundo, Daniele Cristine 19 November 2008 (has links)
Leite integral de búfala foi experimentalmente contaminado com Mycobacterium fortuitum e Listeria monocytogenes. Foi feita a análise quantitativa dos agentes imediatamente antes e depois de dois tratamentos térmicos: pasteurização (do leite) e filagem (da Mozzarella). Na análise da Listeria, foi empregada metodologia adaptada para a obtenção do NMP, usando os meios UVM, Fraser e Palcam como pré-enriquecimento, enriquecimento seletivo e isolamento, respectivamente. O Mycobacterium foi semeado em placas com meio Löwenstein-Jensen modificado. Os resultados mostraram que a pasteurização do leite reduziu em média 6,0 log NMP/mL de Listeria sp e 4,0 log UFC/mL de Mycobacterium sp. A filagem da coalhada reduziu em média 8,37 log NMP/g de Listeria sp e 6,3 log UFC/g de Mycobacterium sp. Concluiu-se que a filagem da Mozzarella foi mais eficiente que a pasteurização do leite na redução do inóculo de Listeria monocytogenes e Mycobacterium fortuitum em cerca de 2 logaritmos de cada agente. / Whole buffalo milk was experimentally contaminated with Mycobacterium fortuitum and Listeria monocytogenes. The quantitative analysis of the agents was made immediately before and after two thermal treatments: pasteurization (of milk) and stretching (of Mozzarella). In the analysis of the Listeria, methodology adapted for the attainment of the MPN was used, employing UVM, Fraser and Palcam as not selective enrichment, selective enrichment and isolation, respectively. The Mycobacterium was plated onto modified Löwenstein-Jensen. The results had shown that the pasteurization of milk reduced 6,0 log MPN/mL Listeria sp on average, and 4,0 log CFU/mL de Mycobacterium sp. The stretching of the curd reduced 8,37 log MPN/g de Listeria sp on average, and 6,3 log CFU/g de Mycobacterium sp. It has been concluded that the stretching of Mozzarella was more efficient than the pasteurization of milk in the reduction of Listeria monocytogenes inoculum and Mycobacterium fortuitum in about 2 logarithms of each agent.
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Inativação térmica (75ºC) de Mycobacterium bovis (isolados de origem bovina) em leite integral experimentalmente inoculado / Thermal inactivation (75ºC) of Mycobacterium bovis (isolated from bovine) in whole milk experimentally contaminated

Leandro Ribeiro 11 December 2009 (has links)
A pasteurização do leite destinado ao consumo é obrigatória no Brasil e o sistema rápido (75ºC/15 a 20 segundos) é o mais empregado no país. O processo visa eliminar. Os parâmetros de tempo e temperatura empregados no mundo foram definidos após estudos sobre a resistência térmica do Mycobacterium tuberculosis e da Coxiella burnetti, reconhecidos como os microrganismos patogênicos, não formadores de esporos e que eventualmente podem estar presentes no leite cru, que apresentam a maior resistência térmica. Entretanto, não há estudos sobre a resistência térmica do M. bovis que circula nos bovinos no Brasil. Este estudo propôs-se a avaliar a resistência térmica (75ºC) de cinco espoligotipos de M. bovis, isolados de bovinos abatidos no estado de São Paulo, em leite integral experimentalmente contaminado. Leite UHT foi contaminado com M. bovis e, então, submetido a tratamento térmico em banho-maria a 75ºC por 20 segundos. Cada espoligotipo foi testado 3 vezes. As amostras foram retiradas do banho nos tempos 0 (o momento em que o leite atingiu 75ºC), 5, 10, 15 e 20, correspondendo ao tempo, em segundos, de tratamento térmico. O leite contaminado também foi analisado, para quantificação da carga inicial. O controle do processo envolveu o acompanhamento da temperatura do leite (um tubo com termômetro) e análise das enzimas fosfatase alcalina e peroxidase ao final do tratamento; para tal, amostras de leite cru foram tratadas juntamente com as amostras-teste. Para quantificação, foi realizada a diluição decimal seriada seguida da semeadura em duplicata em meio Stonebrink-Leslie (37ºC/45dias). Os resultados mostraram que foi na fase de aquecimento que ocorreu a maior taxa de morte de todos os espoligotipos. Houve diferença de resistência entre os espoligotipos ao processo que simulou a pasteurização rápida e o espoligotipo BR024 foi o mais resistente. Conclui-se que houve diferença da eficácia da pasteurização, de acordo com o espoligotipo testado, mas que os resultados precisam ser investigados mais detalhadamente. / The pasteurization of milk for consumption is mandatory in Brazil and fast system (75 ° C/15 to 20 seconds) is the most used around the country. The process aims to eliminate. The parameters of time and temperature were set in the world after studies on the thermal resistance of Mycobacterium tuberculosis and Coxiella burnetii, recognized as the pathogenic microorganisms, not spore-forming and eventually may be present in raw milk, with the strongest resistance heat. However, no studies on the thermal resistance of M. bovis circulating in cattle in Brazil. This study aimed to evaluate the thermal resistance (75º C) of five espoligotipos M. bovis isolated from cattle slaughtered in the state of Sao Paulo in experimentally infected whole milk. UHT milk was contaminated with M. bovis and then subjected to heat treatment in a water bath at 75 º C for 20 seconds. Each espoligotipo was tested 3 times. Samples were taken from the bath at 0 (the time when the milk reached 75 ° C), 5, 10, 15 and 20, corresponding to time, in seconds, the heat treatment. The contaminated milk was also analyzed to quantify the initial charge. The control process involves monitoring the temperature of the milk (a tube with a thermometer) and analysis of the enzymes alkaline phosphates and peroxidase the end of treatment, for such raw milk samples were treated with the test samples. For quantification, we performed a ten-fold dilution serial followed by seeding in duplicate in the middle Stonebrink-Leslie (37 C/45dias). The results showed that it was warming up that had the highest death rate of all espoligotipos. There were differences in resistance between espoligotipos the process that simulated pasteurization and rapid espoligotipo br024 was the toughest. It was concluded that there was no difference of the effectiveness of pasteurization, according to the espoligotipo tested, but the results need to be investigated further.
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Inativação térmica (75ºC) de Mycobacterium bovis (isolados de origem bovina) em leite integral experimentalmente inoculado / Thermal inactivation (75ºC) of Mycobacterium bovis (isolated from bovine) in whole milk experimentally contaminated

Ribeiro, Leandro 11 December 2009 (has links)
A pasteurização do leite destinado ao consumo é obrigatória no Brasil e o sistema rápido (75ºC/15 a 20 segundos) é o mais empregado no país. O processo visa eliminar. Os parâmetros de tempo e temperatura empregados no mundo foram definidos após estudos sobre a resistência térmica do Mycobacterium tuberculosis e da Coxiella burnetti, reconhecidos como os microrganismos patogênicos, não formadores de esporos e que eventualmente podem estar presentes no leite cru, que apresentam a maior resistência térmica. Entretanto, não há estudos sobre a resistência térmica do M. bovis que circula nos bovinos no Brasil. Este estudo propôs-se a avaliar a resistência térmica (75ºC) de cinco espoligotipos de M. bovis, isolados de bovinos abatidos no estado de São Paulo, em leite integral experimentalmente contaminado. Leite UHT foi contaminado com M. bovis e, então, submetido a tratamento térmico em banho-maria a 75ºC por 20 segundos. Cada espoligotipo foi testado 3 vezes. As amostras foram retiradas do banho nos tempos 0 (o momento em que o leite atingiu 75ºC), 5, 10, 15 e 20, correspondendo ao tempo, em segundos, de tratamento térmico. O leite contaminado também foi analisado, para quantificação da carga inicial. O controle do processo envolveu o acompanhamento da temperatura do leite (um tubo com termômetro) e análise das enzimas fosfatase alcalina e peroxidase ao final do tratamento; para tal, amostras de leite cru foram tratadas juntamente com as amostras-teste. Para quantificação, foi realizada a diluição decimal seriada seguida da semeadura em duplicata em meio Stonebrink-Leslie (37ºC/45dias). Os resultados mostraram que foi na fase de aquecimento que ocorreu a maior taxa de morte de todos os espoligotipos. Houve diferença de resistência entre os espoligotipos ao processo que simulou a pasteurização rápida e o espoligotipo BR024 foi o mais resistente. Conclui-se que houve diferença da eficácia da pasteurização, de acordo com o espoligotipo testado, mas que os resultados precisam ser investigados mais detalhadamente. / The pasteurization of milk for consumption is mandatory in Brazil and fast system (75 ° C/15 to 20 seconds) is the most used around the country. The process aims to eliminate. The parameters of time and temperature were set in the world after studies on the thermal resistance of Mycobacterium tuberculosis and Coxiella burnetii, recognized as the pathogenic microorganisms, not spore-forming and eventually may be present in raw milk, with the strongest resistance heat. However, no studies on the thermal resistance of M. bovis circulating in cattle in Brazil. This study aimed to evaluate the thermal resistance (75º C) of five espoligotipos M. bovis isolated from cattle slaughtered in the state of Sao Paulo in experimentally infected whole milk. UHT milk was contaminated with M. bovis and then subjected to heat treatment in a water bath at 75 º C for 20 seconds. Each espoligotipo was tested 3 times. Samples were taken from the bath at 0 (the time when the milk reached 75 ° C), 5, 10, 15 and 20, corresponding to time, in seconds, the heat treatment. The contaminated milk was also analyzed to quantify the initial charge. The control process involves monitoring the temperature of the milk (a tube with a thermometer) and analysis of the enzymes alkaline phosphates and peroxidase the end of treatment, for such raw milk samples were treated with the test samples. For quantification, we performed a ten-fold dilution serial followed by seeding in duplicate in the middle Stonebrink-Leslie (37 C/45dias). The results showed that it was warming up that had the highest death rate of all espoligotipos. There were differences in resistance between espoligotipos the process that simulated pasteurization and rapid espoligotipo br024 was the toughest. It was concluded that there was no difference of the effectiveness of pasteurization, according to the espoligotipo tested, but the results need to be investigated further.
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Estudo comparativo entre a eficiência da filagem da Mozzarella e da pasteurização lenta do leite na inativação do Mycobacterium fortuitum e da Listeria monocytogenes experimentalmente inoculados no leite de búfala / Comparative study between the efficiency of the Mozzarella stretching and the holder pasteurization of milk in the inhibition of the Mycobacterium fortuitum and the Listeria monocytogenes experimentally inoculated into buffalo milk

Daniele Cristine Raimundo 19 November 2008 (has links)
Leite integral de búfala foi experimentalmente contaminado com Mycobacterium fortuitum e Listeria monocytogenes. Foi feita a análise quantitativa dos agentes imediatamente antes e depois de dois tratamentos térmicos: pasteurização (do leite) e filagem (da Mozzarella). Na análise da Listeria, foi empregada metodologia adaptada para a obtenção do NMP, usando os meios UVM, Fraser e Palcam como pré-enriquecimento, enriquecimento seletivo e isolamento, respectivamente. O Mycobacterium foi semeado em placas com meio Löwenstein-Jensen modificado. Os resultados mostraram que a pasteurização do leite reduziu em média 6,0 log NMP/mL de Listeria sp e 4,0 log UFC/mL de Mycobacterium sp. A filagem da coalhada reduziu em média 8,37 log NMP/g de Listeria sp e 6,3 log UFC/g de Mycobacterium sp. Concluiu-se que a filagem da Mozzarella foi mais eficiente que a pasteurização do leite na redução do inóculo de Listeria monocytogenes e Mycobacterium fortuitum em cerca de 2 logaritmos de cada agente. / Whole buffalo milk was experimentally contaminated with Mycobacterium fortuitum and Listeria monocytogenes. The quantitative analysis of the agents was made immediately before and after two thermal treatments: pasteurization (of milk) and stretching (of Mozzarella). In the analysis of the Listeria, methodology adapted for the attainment of the MPN was used, employing UVM, Fraser and Palcam as not selective enrichment, selective enrichment and isolation, respectively. The Mycobacterium was plated onto modified Löwenstein-Jensen. The results had shown that the pasteurization of milk reduced 6,0 log MPN/mL Listeria sp on average, and 4,0 log CFU/mL de Mycobacterium sp. The stretching of the curd reduced 8,37 log MPN/g de Listeria sp on average, and 6,3 log CFU/g de Mycobacterium sp. It has been concluded that the stretching of Mozzarella was more efficient than the pasteurization of milk in the reduction of Listeria monocytogenes inoculum and Mycobacterium fortuitum in about 2 logarithms of each agent.
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Cinética de inativação térmica da peroxidase e da polifenoloxidase presentes na água de coco verde por processo térmico contínuo. / Kinetic of thermal inactivation of peroxidase and polyphenol oxidase present in green coconut water by thermal continuous processing.

Nathalia da Cunha Murasaki 18 March 2005 (has links)
Considerando a necessidade da pasteurização da água de coco verde, após a abertura do fruto, devido à ação de microrganismos e das enzimas presentes, peroxidase (POD) e polifenoloxidase (PFD), o presente trabalho tem como objetivo estudar o comportamento da atividade dessas enzimas, através de processo térmico contínuo. Na primeira parte foi estudada a cinética de inativação térmica das enzimas em processo de pasteurização da água de coco, realizado em trocador de calor a placas (TCP) de laboratório, ARMFIELD FT 43–A, a temperatura de 90°C em diferentes tempos de retenção. Amostras da água de coco não processada e processada foram congeladas a – 30ºC para as análises enzimáticas. Na segunda parte, com base nos resultados obtidos de cinética, foram realizados processos a 90 ºC com tempos de retenção de 120, 180 e 200 s para o estudo do comportamento dessas enzimas durante o armazenamento. Análises de pH, acidez, turbidez e atividade enzimática também foram realizadas durante o tempo de armazenamento de amostras da água de coco processada e não processada em temperatura ambiente, refrigerada (10ºC) e congelada (- 20ºC). Cada lote de água de coco foi caracterizado pela densidade, teores de sólidos totais e solúveis, cinzas, pH, acidez e turbidez. Nos processos térmicos contínuos realizados a 90ºC a POD e PFD presentes na água de coco apresentaram pelo menos duas isoenzimas com estabilidades diferentes e a PFD mostrou-se mais termorresistente que a POD. A POD presente na água de coco processada, durante o armazenamento a – 30ºC, apresentou-se mais estável que a PFD. A água de coco processada que apresentou maior estabilidade físico-química e enzimática foi a armazenada congelada. / Considering the need for green coconut water pasteurization after opening the fruit due to microbial and enzymatic (peroxidase (POD) and polyphenol oxidase (PFD)) action, the objective of this work is to study the behavior of the activity of these enzymes during continuous thermal processing. The first stage of the work was the study of the enzymes thermal inactivation kinetics during continuous pasteurization of coconut water, performed in a laboratory plate heat exchanger, Armfield 43 – A, at a temperature of 90°C with different holding times. Samples of unprocessed and processed coconut water were frozen at - 30°C for enzymatic analyses. In the second stage, based on the results obtained, processing was performed at 90°C with holding times of 80, 120, 180 and 200 s for studying the behavior of these enzymes during storage. Analyses of the pH, titratable acidity, turbidity and enzymatic activity were conducted during storage in processed and unprocessed samples kept at ambient temperature, refrigerated (10°C) and frozen (- 20°C). Each coconut water batch was characterized by density, total and soluble solids, ashes, pH, titratable acidity and turbidity. For the continuous thermal processes carried out at 90°C both POD and PFD presented at least two isozymes with different thermal stability, and PFD was more thermally resistant than POD. During storage at - 30°C POD in processed coconut water was more stable than PFD. The highest physicochemical and enzymatic stability was achieved for processed coconut water under frozen storage.
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Caracterização funcional dos resíduos centrais da rede estrutural da β-glicosidase Sfβgli de Spodoptera frugiperda / Functional characterization of the central residues of the structural network of β-glucosidase Sfβgly from Spodoptera frugiperda

Ikegami, Cecília Midori 14 May 2013 (has links)
Na última década, a análise da estrutura proteica baseada em teoria de redes/grafos tem emergido. A abstração da estrutura tridimensional proteica em forma de uma rede, leva em consideração os resíduos de aminoácidos e suas interações através do espaço, e apresenta um conjunto de conexões e propriedades mais complexas do que aquelas visualizadas apenas com a estrutura covalente. A análise da estrutura proteica identificou que as proteínas pertencem às redes de classes de \"mundo pequeno\" (small-world) e \"sem escala\" (scale-free), o que significa que seus resíduos de aminoácidos são altamente agregados e que existem poucas conexões entre 2 resíduos quaisquer da proteína. A identificação dos resíduos com alto grau de conexão, chamados centrais (\"resíduos hubs\"), é feita pela determinação do caminho mais curto que conecta um dado resíduo aos demais compreendidos nesta rede. A remoção destes resíduos centrais (hubs) afeta a integridade da rede de forma mais contundente diferentemente da remoção de resíduos que não são centrais. Até o momento estes \"resíduos hubs\" ainda não foram experimentalmente correlacionados com as propriedades enzimáticas de proteínas. Para tal finalidade, a estrutura terciária de uma β-glicosidase de Spodoptera frugiperda (Sfβgli) foi analisada como uma rede. Após calcular-se os caminhos médios entre todos os pares de aminoácidos da β-glicosidase, encontrou-se 11 resíduos centrais (\"resíduos hubs\"). Alinhamento de sequências e comparações estruturais indicaram alta conservação destes \"resíduos hubs\". Nosso objetivo foi produzir esta β-glicosidase mutando-se a maioria dos \"resíduos hubs\" e 3 aminoácidos não centrais (\"não hubs\"), expressar estes mutantes em E. coli, determinar suas propriedades enzimáticas como atividade catalítica e preferência pelo substrato e verificar a estabilidade destes mutantes em experimentos de inativação térmica. Os resultados obtidos sugerem que mutações nos \"resíduos hubs\" não afetam as propriedades catalíticas, contudo as enzimas com mutações nos \"resíduos hubs\" apresentaram uma menor estabilidade térmica. Estes resultados sugeriram que os \"resíduos hubs\" são relevantes na difusão da energia cinética (vibração) introduzida na estrutura desta β-glicosidase pelo seu aquecimento / In recent years, graph-theoretic approaches have established that protein structures can be modeled as complex networks of interacting residues. Proteins structures can be represented as small-world and scale-free networks that are usually highly clustered with few links connecting any pair of nodes. The identification of nodes with high connection degrees, called hubs, is made by determining the shortest path linking one amino acid to the further nodes comprising the network. Targeted removal of the hubs has greater affect on the integrity of the network structure in contrast to a random removal of amino acid residues comprising the network. Nevertheless these hubs had not previously been correlated with enzymatic properties. The tertiary structure of β-glycosidase from S. furgiperda (Sfβgly) was analyzed as a network. After calculating the averaged paths between all pairs of amino acid residues of Sfgly, we defined 11 hubs, which have the highest centrality on the network. Sequence alignment and structural comparison showed that these hubs residue are conserved among β-glycosidases. Our goal was to mutate most hubs and 3 ´non-hubs´ residues from Sfβgly, express these mutant enzymes in E. coli, test their enzymatic properties as catalytic efficiency and substrate preference, and verify the thermal stability of these mutants. The results implied that mutations in these hubs do not cause changes in catalytic properties although enzymes containing mutations in hubs showed lower thermal stability. Based on that, it was suggested that hub residues are important in the diffusion of kinetic energy (vibrations) introduced in the Sfβgly structure by heating
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Caracterização funcional dos resíduos centrais da rede estrutural da β-glicosidase Sfβgli de Spodoptera frugiperda / Functional characterization of the central residues of the structural network of β-glucosidase Sfβgly from Spodoptera frugiperda

Cecília Midori Ikegami 14 May 2013 (has links)
Na última década, a análise da estrutura proteica baseada em teoria de redes/grafos tem emergido. A abstração da estrutura tridimensional proteica em forma de uma rede, leva em consideração os resíduos de aminoácidos e suas interações através do espaço, e apresenta um conjunto de conexões e propriedades mais complexas do que aquelas visualizadas apenas com a estrutura covalente. A análise da estrutura proteica identificou que as proteínas pertencem às redes de classes de \"mundo pequeno\" (small-world) e \"sem escala\" (scale-free), o que significa que seus resíduos de aminoácidos são altamente agregados e que existem poucas conexões entre 2 resíduos quaisquer da proteína. A identificação dos resíduos com alto grau de conexão, chamados centrais (\"resíduos hubs\"), é feita pela determinação do caminho mais curto que conecta um dado resíduo aos demais compreendidos nesta rede. A remoção destes resíduos centrais (hubs) afeta a integridade da rede de forma mais contundente diferentemente da remoção de resíduos que não são centrais. Até o momento estes \"resíduos hubs\" ainda não foram experimentalmente correlacionados com as propriedades enzimáticas de proteínas. Para tal finalidade, a estrutura terciária de uma β-glicosidase de Spodoptera frugiperda (Sfβgli) foi analisada como uma rede. Após calcular-se os caminhos médios entre todos os pares de aminoácidos da β-glicosidase, encontrou-se 11 resíduos centrais (\"resíduos hubs\"). Alinhamento de sequências e comparações estruturais indicaram alta conservação destes \"resíduos hubs\". Nosso objetivo foi produzir esta β-glicosidase mutando-se a maioria dos \"resíduos hubs\" e 3 aminoácidos não centrais (\"não hubs\"), expressar estes mutantes em E. coli, determinar suas propriedades enzimáticas como atividade catalítica e preferência pelo substrato e verificar a estabilidade destes mutantes em experimentos de inativação térmica. Os resultados obtidos sugerem que mutações nos \"resíduos hubs\" não afetam as propriedades catalíticas, contudo as enzimas com mutações nos \"resíduos hubs\" apresentaram uma menor estabilidade térmica. Estes resultados sugeriram que os \"resíduos hubs\" são relevantes na difusão da energia cinética (vibração) introduzida na estrutura desta β-glicosidase pelo seu aquecimento / In recent years, graph-theoretic approaches have established that protein structures can be modeled as complex networks of interacting residues. Proteins structures can be represented as small-world and scale-free networks that are usually highly clustered with few links connecting any pair of nodes. The identification of nodes with high connection degrees, called hubs, is made by determining the shortest path linking one amino acid to the further nodes comprising the network. Targeted removal of the hubs has greater affect on the integrity of the network structure in contrast to a random removal of amino acid residues comprising the network. Nevertheless these hubs had not previously been correlated with enzymatic properties. The tertiary structure of β-glycosidase from S. furgiperda (Sfβgly) was analyzed as a network. After calculating the averaged paths between all pairs of amino acid residues of Sfgly, we defined 11 hubs, which have the highest centrality on the network. Sequence alignment and structural comparison showed that these hubs residue are conserved among β-glycosidases. Our goal was to mutate most hubs and 3 ´non-hubs´ residues from Sfβgly, express these mutant enzymes in E. coli, test their enzymatic properties as catalytic efficiency and substrate preference, and verify the thermal stability of these mutants. The results implied that mutations in these hubs do not cause changes in catalytic properties although enzymes containing mutations in hubs showed lower thermal stability. Based on that, it was suggested that hub residues are important in the diffusion of kinetic energy (vibrations) introduced in the Sfβgly structure by heating

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