Em sementes, os lipídeos de reserva são compostos, principalmente, por triacilglicerídeos (TAG), os quais se acumulam durante a fase de maturação do embrião ou endosperma e, durante a germinação da semente são catabolizados, fornecendo energia para o estabelecimento e desenvolvimento da plântula. Na presente tese buscamos, primeiramente, contribuir para um melhor entendimento do processo de síntese de ácidos graxos e TAGs em plantas e algas, por meio de um estudo comparativo das diferentes rotas envolvidas na produção e acúmulo de lipídeos de reserva nestes grupos de organismos. As principais rotas de biossíntese de ácidos graxos e TAGs em algas são análogas às apresentadas em plantas e, ao contrário de plantas, as algas acumulam quantidades significativas de lipídeos na forma de TAGs apenas sob condições desfavoráveis de crescimento ou de estresse. Posteriormente, passamos às análises acerca do fator de transcrição eucariótico NF-Y (Nuclear Factor of Y box), o qual participa da regulação de processos como maturação, síntese e acúmulo de lipídeos em sementes. NF-Y é um complexo hetero-oligomérico formado por três subunidades (NF-YA, NF-YB e NF-YC). Análises filogenéticas mostraram que a diversificação em todas as subunidades do fator de transcrição NF-Y é resultado de diversos eventos de duplicação ao longo da evolução e diversificação das plantas, muitos dos quais ocorridos após a divergência entre mono e dicotiledôneas. O estudo detalhado dos genes que codificam a subunidade NF-YB, sugere um modelo no qual uma subclasse de genes denominados tipo LEC1 (LEAFY COTYLEDON1) teria se originado em plantas vasculares através de processos de neofuncionalização e/ou subfuncionalização. Análises de expressão e de interação proteína-proteína demonstraram a existência de diferentes parceiros NF-YC para LEC1 e L1L, indicando que os genes do tipo LEC1 em mamona não são redundantes e podem ter evoluído para desempenhar diferentes papéis durante o desenvolvimento da semente de mamona. Por fim, realizamos a identificação dos genes alvo diretos de LEC1 nos estágios cotiledonar e de início da maturação da semente de soja (Glycine max). Nossos resultados demonstraram que LEC1 apresenta uma grande quantidade de genes alvo comuns às duas fases de desenvolvimento da semente analisadas, mas também apresenta enriquecimento em diferentes processos metabólicos nos estágios cotiledonar e de início da maturação. Além disso, LEC1 se liga não somente a promotores alvo enriquecidos na sequência canônica CCAAT como também a outras sequências, com destaque para motivos de ligação de fatores de transcrição do tipo bZIP, o que pode indicar que tais fatores de transcrição podem estar relacionados com a regulação do desenvolvimento e maturação da semente exercida por LEC1. / In seeds, lipids of storage are composed mainly of triacilglicerídeos (TAG), which accumulate during the maturation phase of embryo or endosperm, and during seed germination are catabolized, providing energy for the establishment and seedling development . In this thesis, first of all, we focused on the understanding of fatty acid and TAG biosynthesis in plants and algae, through a comparative study of the different pathways involved with lipid production and accumulation in these organisms. The main pathways for fatty acids and TAG biosynthesis in algae are analogous to those demonstrated in higher plants and, in contrast with plants, algae accumulate high levels of TAGs only under unfavorable growth or stress conditions. We also analyzed the NF-Y (Nuclear Factor of Y box) eukaryotic transcription factor, which is involved in the regulation of maturation, lipid biosynthesis and accumulation in seeds. NF-Y is an oligotrimer complex composed by three subunits (NF-YA, NF-YB and NF-YC). Phylogenetic analysis showed that the gene diversification observed for all NF-Y subunits likely resulted from several duplication events along evolution and diversification of plants, some of them occurred after the divergence of monocots and eudicots. The study of the NF-YB subunit encoding genes suggested a model in which LEC1 (LEAFY COTYLEDON1) type gene family originated in vascular plants through a process of neofunctionalization and/or subfunctionalization. Expression analysis and protein interaction experiments demonstrated that are different NF-YC partners for LEC1 and L1L, indicating that LEC1-type genes in castor bean are not redundant and could have evolved to play different roles during castor seed development. Finally, we identified the direct targets of LEC1 in the cotyledon and early maturation stages during soybean seed development (Glycine max). We observed that LEC1 has a high number of common direct targets to both stages of soybean seed development, but also presents enrichment in different metabolic process in cotyledon and early maturation stages. Besides that, LEC1 bind not only the promoter regions enriched in CCAAT binding sequences but also other sequences, especially bZIP binding sites, which can indicate that bZIP transcription factor could be related with the regulation of seed development and maturation performed by LEC1.

Sementes de mamona (Ricinus communis) contêm grande quantidade de triacilglicerídios (TAGs) ricos em ácido ricinoléico (18:1OH), o qual é produzido pela conversão do ácido oléico (18:1) em ácido ricinoléico em uma reação catalizada pela enzima oleato hidroxilase (FAH12). Como resultado de suas propriedades físico-químicas, o óleo de mamona e seus derivados apresentam inúmeras aplicações industriais. A expressão heteróloga de FAH12 na oleaginosa modelo Arabidopsis thaliana resultou na produção de apenas 17% de ácidos graxos hidroxilados no óleo da semente. Este nível é muito inferior ao encontrado no óleo da mamona (90%), sugerindo que genes adicionais e maior conhecimento em relação à biossíntese de óleos em sementes são necessários antes de plantas serem manipuladas geneticamente visando a produção de óleos industrialmente importantes. Neste estudo, realizamos pesquisas no banco de dados genômico da mamona (http://castorbean.jcvi.org) com o objetivo de identificar genes da biossíntese de TAGs. No total, vinte e seis genes codificando seis distintas classes de enzimas envolvidas na biossíntese de TAGs foram identificados. A caracterização in silico e análises filogenéticas permitiram a identificação de isoformas plastidiais das famílias de enzimas glicerol-3-fosfato aciltransferase e ácido lisofosfatídico aciltransferase, envolvidas na rota procariótica da síntese de lipídios, que formam um cluster à parte das isoformas citoplasmáticas, envolvidas na rota eucariótica. Além disso, dois distintos polipeptídios da enzima diacilglicerol aciltransferase foram identificados. Adicionalmente genes codificantes das enzimas ácido fosfatídico fosfatase, fosfolipídio: diacilglicerol aciltransferase e colina fosfotransferase também foram identificados. A análise do padrão de expressão quantitativa demonstrou variação no perfil de expressão ao longo do desenvolvimento da semente de mamona tanto entre genes de diferentes classes de enzimas quanto entre genes de uma mesma classe de enzima. No geral, entretanto, existe uma tendência para um máximo nível de expressão nas fases intermediárias do desenvolvimento da semente, embora isso não tenha sido observado para todos os genes analisados. Os nossos resultados representam uma visão global da regulação da expressão de genes pertencentes a seis famílias enzimáticas envolvidas na biossíntese de TAGs em mamona ao longo do desenvolvimento da semente. Estes resultados podem vir a contribuir na escolha de possíveis genes-alvo para estratégias biotecnológicas que objetivem a produção de óleos desejáveis do ponto de vista nutricional e industrial. / Castor bean (Ricinus communis) seed oil contains high amounts of ricinoleic acid (18:1OH) rich triacylglycerols (TAGs), which is produced by the conversion of oleic acid (18:1) to ricinoleic acid in a reaction catalyzed by the enzyme oleato hidroxilase (FAH12). As result of its physical and chemical properties, castor oil and its derivatives are used for numerous bio-based products. Heterologous expression of FAH12 in the model oilseed plant Arabidopsis thaliana produced only up to 17% of hydroxy fatty acids in seed oils. This level is much lower than that found in castor oil (90%), suggesting that additional genes and significantly more knowledge of seed oil biosynthesis are needed before plants could be engineered to produce industrially important oils. In this study, we survey the Castor Bean Genome Database (http://castorbean.jcvi.org) to report the identification of TAG biosynthesis genes. A set of twenty-six genes encoding six distinct classes of enzymes involved in TAGs biosynthesis were identified. Interestingly, in silico characterization and phylogenetic analysis allowed us to identify plastidic isoforms of glycerol-3-phosphate acyltransferase and lysophophatidate acyltransferase enzyme families, involved in prokaryotic lipid biosynthesis pathway, that form a cluster apart from the cytoplasmic isoforms, involved in eukaryotic pathway. Besides, two distinct membrane bound polypeptides of diacylglycerol acyltransferase enzyme were identified. Additionally genes encompasses phosphatidate phophatase, phospholipid:diacylglycerol acyltransferase and choline-phosphotrasferase were also identified. Quantitative expression pattern analyses demonstrated variations on gene expressions along the castor seed development as much among enzyme classes as into the genes of same enzyme class. In general, however, there is a tendency of maximum expression level at the middle of seed development, although this is not observed for all the genes analyzed. These results represent snapshots of global expression regulation of genes encompassing six enzyme families involved in castor bean TAG biosynthesis along seed development. These results can contributed for the choice of genes that will be target to biotechnological approaches for the production of nutritionally and industrially desirable oils.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, 2012. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2012-09-10T15:22:44Z No. of bitstreams: 1 2012_AndreaRestrepoRamirez.pdf: 1906148 bytes, checksum: 61d786a0b4f5c3502f0d8f75e401173f (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Maia(luanna@bce.unb.br) on 2012-09-12T12:29:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_AndreaRestrepoRamirez.pdf: 1906148 bytes, checksum: 61d786a0b4f5c3502f0d8f75e401173f (MD5) / Made available in DSpace on 2012-09-12T12:29:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_AndreaRestrepoRamirez.pdf: 1906148 bytes, checksum: 61d786a0b4f5c3502f0d8f75e401173f (MD5) / A presente dissertação pretende identificar nos sistemas produtivos familiares de mamona e dendê os fatores que afetam a sua inserção ao complexo agroindustrial brasileiro de biodiesel. Analisam-se o Programa Nacional de Produção e Uso de Biodiesel (PNPB) e as ações da iniciativa privada (agroindústria) que visam incentivar a inserção dos sistemas produtivos familiares ao complexo agroindustrial do biodiesel. Por meio da metodologia de modelagem das cadeias produtivas e do seu desempenho, identificaram-se limitações, oportunidades e fatores críticos relativos aos sistemas produtivos familiares de mamona e dendê. O presente estudo sugere que a inserção dos sistemas produtivos familiares de mamona e dendê ao complexo agroindustrial brasileiro de biodiesel encontra ainda limitações identificadas em várias etapas do processo produtivo. Contudo, no caso da mamona, as opiniões dos especialistas consultados sugerem que as ações do PNPB e da agroindústria hajam contribuído para a melhoria da eficiência continuada dos sistemas produtivos familiares de mamona em questões como acesso a insumos e preparo do solo. No caso do dendê, as opiniões dos especialistas sugerem que a ação da agroindústria para a inserção dos sistemas produtivos familiares é fundamental para o sucesso da produção e aponta para uma melhor eficiência continuada dos sistemas produtivos familiares integrados, em contrapartida aos sistemas produtivos familiares independentes. O estudo permitiu a construção e teste de modelo de avaliação de políticas públicas usando abordagem qualitativa de pesquisa. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This study aims to identify the factors faced by smallholder castor bean and oil palm productive systems in achieving their inclusion to the biodiesel Brazilian agro-industrial complex. It also analyses the National Biodiesel Production and Use Program (PNPB), its actions as well as the ones from the agro-industry that promote such productive inclusion. The methodology used is the one of productive chain modeling and performance, in order to identify limitations, opportunities and critical factors regarding the family productive systems of both castor bean and oil palm. This study suggests that the inclusion of the smallholder castor bean and oil palm still faces some limitations identified in the various stages of the production process. However, in the castor bean case, the opinions from the interviewed experts suggest that PNPB and agro-industry actions would have improved the sustained efficiency of the productive systems in the matter of agricultural supplies and tillage. In the oil palm case the opinions from the interviewed experts suggest that agro-industry participation is key to the success of the smallholder production and could indicate a better sustained efficiency in the case of the integrated smallholders as counterpart of the independent oil palm smallholders. The study allowed the construction and testing of a model of public policy research evaluation using a qualitative approach.

Tese (Doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, 2010. / Submitted by Allan Wanick Motta (allan_wanick@hotmail.com) on 2011-01-18T15:53:22Z No. of bitstreams: 1 2010_AisyBotegaBaldoni.pdf: 10671243 bytes, checksum: fe25bfcdd42b951cc586871607af283e (MD5) / Approved for entry into archive by Daniel Ribeiro(daniel@bce.unb.br) on 2011-01-19T00:42:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_AisyBotegaBaldoni.pdf: 10671243 bytes, checksum: fe25bfcdd42b951cc586871607af283e (MD5) / Made available in DSpace on 2011-01-19T00:42:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_AisyBotegaBaldoni.pdf: 10671243 bytes, checksum: fe25bfcdd42b951cc586871607af283e (MD5) / A mamona (Ricinus communis L.) é uma oleaginosa de grande importância social e econômica. O óleo extraído de suas sementes é utilizado na produção de biodiesel e como insumo para as indústrias químicas, de cosméticos e de lubrificantes. Além do óleo extraído das sementes, sua cadeia produtiva gera subprodutos, especialmente a torta de mamona, que pode ser utilizada como adubo orgânico de boa qualidade (alta concentração de nitrogênio) ou como alimento animal (alta concentração de proteína). O principal entrave de seu uso como alimento animal é a ricina, uma proteína altamente tóxica, encontrada na semente. A ricina é uma lectina, composta por duas subunidades conhecidas como cadeias A e B. Quando ingerida a cadeia B liga-se à galactose na superfície celular, fazendo com que a proteína penetre na célula. Dentro da célula, a cadeia A, que possui atividade enzimática, inativa a subunidade 60S do ribossomo impedindo a produção de proteínas, levando a célula à morte. Os objetivos desse trabalho foram: avaliar a existência de variabilidade genética para concentração de ricina em sementes de mamona de 20 acessos do banco de germoplasma da Embrapa; estudar a distribuição e acúmulo de ricina durante o desenvolvimento da semente de mamona na cultivar BRS Energia; e realizar a transformação genética visando o silenciamento dos genes que codificam para a ricina em sementes de mamona geneticamente modificadas. Para tanto, foram utilizadas técnicas de ELISA (Enzymelinked immunosorbent assay) para a quantificação da ricina nos extratos protéicos totais das sementes, análises imunocitoquímicas, utilizando microscopia de luz e eletrônica para a localização da ricina nas células do endosperma da semente e transformação genética por biobalística visando o silenciamento dessa proteína na semente de mamona, utilizando a metodologia de RNA interferente. Os resultados obtidos mostraram a existência de variabilidade para a concentração de ricina nos acessos do banco de germoplasma da Embrapa Algodão, sendo possível a seleção de genótipos com alto e baixo teor de ricina. As cultivares comerciais IAC Guarani, BRS Nordestina e BRS Paraguaçu apresentaram as menores concentrações de ricina, sendo, as mais indicadas para trabalhos de melhoramento visando à utilização da torta como ração animal. Dentre as cultivares comerciais, a BRS Energia apresentou o valor mais elevado na concentração dessa proteína. Durante o desenvolvimento das células do endosperma da semente de mamona da cultivar BRS Energia ocorreu um aumento no número de vesículas de reserva (vacúolos de armazenamento de proteínas e corpos lipídicos) e diminuição do volume citoplasmático celular. O acúmulo de ricina na cultivar BRS Energia aumentou com o desenvolvimento da semente, sendo que na semente madura (60DAP) essa concentração foi máxima. A ricina pode ser encontrada também nos cristalóides dos vacúolos de armazenamento de proteínas (PSV) e não só na matriz, contrariando observações bioquímicas anteriores em que os componentes protéicos foram encontrados apenas compartimentalizados dentro dos corpos protéicos. Na etapa relacionada à transformação genética da mamona, em cultura de tecidos, o regulador TDZ foi mais eficiente na indução de brotações que o BAP. A adição ao meio de cultura de IBA e AgNO3 foi importante para o alongamento das brotações e enraizamento dos explantes. O uso de biorreatores visando o alongamento dos explantes foi eficiente por curtos períodos. É possível obter plantas geneticamente modificadas de mamona usando imazapir como agente seletivo. O sistema de transformação genética por biobalística apresentou eficiência similar a outros sistemas de transformação de mamona. Assim, no presente trabalho, além de estudar a variabilidade para a concentração de ricina em diferentes genótipos, foi possível identificar seu acúmulo durante o desenvolvimento da semente de mamona. Foram obtidas também plantas transgênicas, que deverão ser analisadas para confirmar a redução total ou parcial da ricina, bem como avaliar em seus descendentes a herança do silenciamento. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Castor bean (Ricinus communis L.) is an oilseed of great economic and social importance. The oil extracted from its seeds is used in biodiesel production and as raw material for chemicals, cosmetics and lubricants. Besides the oil extracted from the seeds, their production chain generates side-products, which can be used as organic fertilizer of good quality (high nitrogen concentration) or as animal food (with high protein content). The main obstacle to its use for animal feeding is ricin, a highly toxic protein, found in the seed. Ricin is a lectin composed of two subunits known as chains A and B. When ingested, the B chain binds to galactose on the cell surface, penetrating into the cell. Inside the cell, the A chain, which has enzymatic activity, inactivates the 60S subunit of the ribosomes preventing the production of proteins, leading to cell death. The objectives of this study was (1) to assess the existence of genetic variability for the concentration of ricin in castor bean seeds from 20 accessions of germplasm bank of Embrapa, (2) study the distribution and accumulation of ricin during seed development, and (3) perform genetic transformation aimed at silencing the genes coding for ricin in genetically modified castor bean seeds. ELISA (Enzyme-linked immunosorbent assay) was used to quantify ricin in total protein extracts of seeds, immunocytochemical analysis using light and electron microscopy for the localization of ricin in cells of the endosperm of the seed and genetic transformation by biolistic targeting the silencing of this protein in castor seeds, using the strategy of interfering RNA (RNAi). The results showed the existence of variability for the concentration of ricin in accessions of the germplasm bank of Embrapa Algodão, it is possible to select genotypes with high and low levels of ricin. The cultivars IAC Guarani, BRS Nordestina and BRS Paraguaçu had the lowest concentrations of ricin, and are quite suitable for breeding aiming to use the seed cake to feed animals. Among the commercial cultivars, BRS Energia presented the highest concentration of this protein. During the development of cells in the endosperm of castor seeds of BRS Energia exhibited an increasing number of reserve vesicles (protein storage vacuoles and lipid bodies) and decreased cytoplasmic volume. The accumulation of ricin in the BRS Energia increased with seed development, and in the mature seed (60DAP) the concentration was the maximum. Ricin can also be found in crystalloids of protein storage vacuoles (PSV) and not only in the matrix, contrary to previous biochemical observations that the protein components were found only compartmentalized within the protein bodies. Genetic transformation of castor bean was developed, with the regulator TDZ being more effective in inducing shoots then BAP. In addition, IBA and AgNO3 were important for the elongation of shoots and rooting of explants. The use of bioreactors in order to elongate the explants was effective for short periods. It is possible to obtain genetically modified castor bean using as selective agent the imazapyr. The transformation system based on the biolistic process presented efficiency similar to other protocols.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Programa de Pós-Graduação em Química, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-11-12T11:25:23Z No. of bitstreams: 1 2013_IvanBanhodeAndradeReis.pdf: 1094319 bytes, checksum: 5cf39e7dfc0b6c33742164c4397f3494 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-11-19T14:58:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_IvanBanhodeAndradeReis.pdf: 1094319 bytes, checksum: 5cf39e7dfc0b6c33742164c4397f3494 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-11-19T14:58:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_IvanBanhodeAndradeReis.pdf: 1094319 bytes, checksum: 5cf39e7dfc0b6c33742164c4397f3494 (MD5) / Este trabalho teve como objetivo o estudo da utilização de solventes polares como etanol, etanol hidratado e água, para a extração do óleo de mamona (Ricinus communis) em um extrator semicontínuo. Além do uso de solventes polares foram feitos ensaios com hexano, para efeito de comparação entre os solventes e para a determinação do teor de lipídeos e materiais não lipídicos. Foram realizadas várias extrações em um extrator piloto em processo semicontínuo, variando a massa de semente, o tempo de contato do solvente com a semente, a temperatura de extração e solventes. Além da determinação de óleo extraído, foram calculados os teores de materiais não lipídicos extraídos com os solventes etanol 99,5 %, etanol 75 % (v/v), etanol 50 % (v/v), etanol 25 % (v/v), etanol 12,5 % (v/v) e água destilada. As análises qualitativas das miscelas foram feitas FT-IR e RMN-H1. Analisando a eficiência dos solventes no extrator semicontínuo nas mesmas condições de extração, observaram-se maiores extrações com os solventes hexano, etanol 99,5 % e extração com água seguida de uma extração com etanol 99,5 %, os quais obtiveram 59,2 %, 33,4 % e 39,5 %, respectivamente. Nas extrações realizadas em soxhlet os solventes hexano, etanol 99,5 %, etanol 75,0 % e etanol 50,0 % apresentaram os maiores teores de extração de lipídeos obtendo assim 97,9 %, 97,4 %, 96,4 % e 97,2 %, respectivamente. Em relação à extração de materiais não lipídicos os ensaios com os solventes com etanol hidratado e água destilada apresentaram os maiores valores, onde o etanol 75,0 % obteve 6,6 %, o etanol 50,0 % obteve um teor de 6,1 %, o etanol 25,0 % obteve 7,9 %, o etanol 12,5 % obteve um valor de extração de 7,6 % e com a água destilada obteve-se um teor de 5,1 %. Nos produtos obtidos nas extrações utilizando etanol 99,5 % e água pode ser observadas a solubilização de proteínas por meio do teste de Bradford. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work aimed studying the use of polar solvents like ethanol, diluted ethanol and water, for castor oil extraction in a semi-continuous extractor. The use of hexane was done to evaluate the performance of the polar solvents and also to determine the percentage of lipid and non-lipid among the extracted materials. Many extractions were done in a pilot extractor using a semicontinuous process, varying the seed weight, the contact time of the polarity of the solvent and the temperature. In addition to the determination of lipids extraction percentage, non-lipid extraction were also evaluated in the experiments using ethanol 99,9 % (v/v), ethanol 75 % (v/v), ethanol 50 % (v/v), ethanol 25 % (v/v), ethanol 12,5 % (v/v) and distillated water. FT-IR and NMRH1 qualitative analyses of the product were made. According to the extraction efficiency of the solvents in the semi-continuous extractor operating under similar extraction conditions, it was observed higher efficiency with hexane, ethanol 99,5 % and water, in which extraction values obtained were 59,2 %, 33,4 %, and 39,5 %, respectively. In the Soxhlet extractions the solvents hexane, ethanol 99,5 %, ethanol 75,0 % and ethanol 50,0 % showed large lipid extractions values, 97,9 %, 97,4 %, 96,4 % and 97,2 %, respectively. Related to non-lipid extraction, the experiments with diluted ethanol and distillated water showed the largest results, being obtained 6,6 %, 6,1 %, 7,9 %, 7,6 % and 5,1 % using, respectively, ethanol 75,0 %, ethanol 50,0 %, ethanol 25,0 %, ethanol 12,5 % and distillated water. Using the Bradford´s test it was determined that the non-lipid material extracted with ethanol 99,5 % and water were mainly proteins.

Neste trabalho foram desenvolvidos adesivos de poliuretano a base de óleo de mamona e tolueno diisocianato (TDI), livre de solvente com o objetivo de obter produtos ecologicamente corretos a partir de matéria-prima de fonte renovável e avaliar seu desempenho adesivo em substratos de espuma flexível e madeira. Adesivos com razões molares NCO/OH iguais a 1, 2, 3 e 4 e diferentes teores de catalisadores foram preparados. Os catalisadores utilizados foram Dibutildilaurato de Estanho (DBTL), em quantidades de 0,8 ou 1% em massa, e Trietilenodiamina (TEDA), nas concentrações em massa de 0,14 e 0,18%, obtendo-se uma relação molar 1:1 entre DBTL/TEDA. A reação de cura foi acompanhada por FTIR. Os adesivos desenvolvidos foram caracterizados por TGA, DSC, tempo de tack-free, ensaios mecânicos de tração dos filmes adesivos e testes de dureza. O poder adesivo foi avaliado através de ensaio de resistência ao descascamento, para substrato de espuma flexível e resistência ao cisalhamento para o substrato de madeira. Os resultados obtidos são promissores, pois foi possível atingir valores até 75% superiores aos adesivos comerciais em resistência ao descascamento e 19% superiores em tensão de cisalhamento. / In this work were development solvent-free bi-component polyurethane (PU) adhesives based on castor oil and Toluene Diisocyanate (TDI), to obtain ecological products by raw material renewable source, and to study their adhesive behavior on PU flexible foam and wood substrates. Adhesives were synthesized with NCO/OH molar ratio of 1, 2, 3 and 4 and different catalysts ratio. The catalysts used were Dibutyltin dilaurate (DBTL), in 0,8 or 1% (w/w), and Triethylenediamine (TEDA), in 0,14 or 0,18% (w/w), obtaining molar ratio DBTL:TEDA of 1:1. The cure reaction was following by FTIR spectroscopy. The PU adhesives were characterized by thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimeter (DSC), tack-free time, mechanical testing and hardness measurements. The adhesion was evaluated by peel-test, to flexible foam substrate, and by lap shear test, to wood substrate. The obtained results are promising, in that the adhesion strength of the developed PU adhesives have reached values 75% higher than the commercial foam adhesive for foam substrates and 19% higher than the wood commercial adhesive for wood substrates.

Sementes de mamona (Ricinus communis) contêm grande quantidade de triacilglicerídios (TAGs) ricos em ácido ricinoléico (18:1OH), o qual é produzido pela conversão do ácido oléico (18:1) em ácido ricinoléico em uma reação catalizada pela enzima oleato hidroxilase (FAH12). Como resultado de suas propriedades físico-químicas, o óleo de mamona e seus derivados apresentam inúmeras aplicações industriais. A expressão heteróloga de FAH12 na oleaginosa modelo Arabidopsis thaliana resultou na produção de apenas 17% de ácidos graxos hidroxilados no óleo da semente. Este nível é muito inferior ao encontrado no óleo da mamona (90%), sugerindo que genes adicionais e maior conhecimento em relação à biossíntese de óleos em sementes são necessários antes de plantas serem manipuladas geneticamente visando a produção de óleos industrialmente importantes. Neste estudo, realizamos pesquisas no banco de dados genômico da mamona (http://castorbean.jcvi.org) com o objetivo de identificar genes da biossíntese de TAGs. No total, vinte e seis genes codificando seis distintas classes de enzimas envolvidas na biossíntese de TAGs foram identificados. A caracterização in silico e análises filogenéticas permitiram a identificação de isoformas plastidiais das famílias de enzimas glicerol-3-fosfato aciltransferase e ácido lisofosfatídico aciltransferase, envolvidas na rota procariótica da síntese de lipídios, que formam um cluster à parte das isoformas citoplasmáticas, envolvidas na rota eucariótica. Além disso, dois distintos polipeptídios da enzima diacilglicerol aciltransferase foram identificados. Adicionalmente genes codificantes das enzimas ácido fosfatídico fosfatase, fosfolipídio: diacilglicerol aciltransferase e colina fosfotransferase também foram identificados. A análise do padrão de expressão quantitativa demonstrou variação no perfil de expressão ao longo do desenvolvimento da semente de mamona tanto entre genes de diferentes classes de enzimas quanto entre genes de uma mesma classe de enzima. No geral, entretanto, existe uma tendência para um máximo nível de expressão nas fases intermediárias do desenvolvimento da semente, embora isso não tenha sido observado para todos os genes analisados. Os nossos resultados representam uma visão global da regulação da expressão de genes pertencentes a seis famílias enzimáticas envolvidas na biossíntese de TAGs em mamona ao longo do desenvolvimento da semente. Estes resultados podem vir a contribuir na escolha de possíveis genes-alvo para estratégias biotecnológicas que objetivem a produção de óleos desejáveis do ponto de vista nutricional e industrial. / Castor bean (Ricinus communis) seed oil contains high amounts of ricinoleic acid (18:1OH) rich triacylglycerols (TAGs), which is produced by the conversion of oleic acid (18:1) to ricinoleic acid in a reaction catalyzed by the enzyme oleato hidroxilase (FAH12). As result of its physical and chemical properties, castor oil and its derivatives are used for numerous bio-based products. Heterologous expression of FAH12 in the model oilseed plant Arabidopsis thaliana produced only up to 17% of hydroxy fatty acids in seed oils. This level is much lower than that found in castor oil (90%), suggesting that additional genes and significantly more knowledge of seed oil biosynthesis are needed before plants could be engineered to produce industrially important oils. In this study, we survey the Castor Bean Genome Database (http://castorbean.jcvi.org) to report the identification of TAG biosynthesis genes. A set of twenty-six genes encoding six distinct classes of enzymes involved in TAGs biosynthesis were identified. Interestingly, in silico characterization and phylogenetic analysis allowed us to identify plastidic isoforms of glycerol-3-phosphate acyltransferase and lysophophatidate acyltransferase enzyme families, involved in prokaryotic lipid biosynthesis pathway, that form a cluster apart from the cytoplasmic isoforms, involved in eukaryotic pathway. Besides, two distinct membrane bound polypeptides of diacylglycerol acyltransferase enzyme were identified. Additionally genes encompasses phosphatidate phophatase, phospholipid:diacylglycerol acyltransferase and choline-phosphotrasferase were also identified. Quantitative expression pattern analyses demonstrated variations on gene expressions along the castor seed development as much among enzyme classes as into the genes of same enzyme class. In general, however, there is a tendency of maximum expression level at the middle of seed development, although this is not observed for all the genes analyzed. These results represent snapshots of global expression regulation of genes encompassing six enzyme families involved in castor bean TAG biosynthesis along seed development. These results can contributed for the choice of genes that will be target to biotechnological approaches for the production of nutritionally and industrially desirable oils.

Neste trabalho foram sintetizadas poliuretanas (PUs) a base de leo demamona e redes de polmeros interpenetrantes (IPNs) de PU com polmerosacrlicos, com o objetivo de avaliar o potencial destas como adesivos parasubstratos metlicos e madeira. Inicialmente foram sintetizadas poliuretanas (PUs)a partir de leo de mamona e tolueno-diisocianato (TDI) com diferentes raz§esmolares NCO/OH. Estas foram avaliadas quanto ao seu poder adesivo, secompetitivo ou no na adeso metal-metal e madeira-madeira quando comparadaa adesivos comerciais. A reao de obteno da PU foi acompanhada por FTIR. Osmateriais obtidos foram analisados por DSC e TGA. Os testes do poder adesivo,avaliados pela medida da resistncia ao cisalhamento (Lap Shear Strenght)mostraram que a PU com razo molar NCO/OH igual a 1,99 era competitiva frenteaos adesivos comerciais testados. A partir da PU com melhor poder adesivo(NCO/OH=PU 1,99) e Poli(acrilatos) (PMMA, PBMA, PBA e PEA), foram sintetizadasredes de polmeros interpenetrantes (IPNs). As IPNs foram aplicadas emsubstratos metal-metal e madeira-madeira e tambm foram avaliadas quanto resistncia ao cisalhamento para avaliao do poder adesivo. Verificou-se que aadesividade das IPNs variou conforme o tipo de Poli(acrilato) usado em suacomposio, obtendo-se para alguns valores timos de tenso, prximos aos dosadesivos comerciais. A PU com razo molar NCO/OH igual a 1,99 e as IPNs de PUcom PMMA mostraram ser bons adesivos para madeira e metal. / In this study, polyurethanes (PUs) from castor oil and interpenetratingpolymer networks (IPNs) based on PU and Poly(acrylates) were synthesized. Theaim of this work was to evalute PU and IPNs potential as adhesives for metal andwood substrates. Initially, PUs) from castor oil and Toluene Diisocyanate atdifferent NCO/OH molar ratio were synthesized. The adhesive power of the PUswere evaluated on metal-metal and wood-wood substrates and compared tocommercial adhesives. The obtained materials were analyzed by FTIR, DSC andTGA. The materials adhesive power, evaluated in lap shear strength tests, showedthat the PU obtained at 1,99 (NCO/OH) molar ratio was competitive whencompared to commercial adhesives. From this PU and Poly(acrylates) (PMMA,PBMA, PBA and PEA) Interpenetrating Polymer Networks (IPNs) were synthesized The IPNs were applied to meta-metal and wood-wood substrates were alsoevaluated in lap shear strength tests. It was verified that the IPN adhesivity variedaccording to the type of Poly(acrylate) used in its composition and the molar ratio(NCO/OH), some of them producing tensile strength close to those of testedcommercial adhesives. The PU with 1,99 (NCO/OH) molar ratio and the relatedIPNs with PMMA showed a high potential as adhesives.

A mamoneira (Ricinus communis L.) é uma planta da família euphorbiaceae e de elevada complexidade morfofisiológica. Uma vez que novas cultivares estão cada vez mais disponíveis, torna-se necessário estudá-las quanto ao seu desempenho vegetativo e produtivo, quando submetidas a diferentes condições agroclimáticas. Assim, este trabalho objetivou avaliar o desempenho de cultivares de mamoneira, indicados pela Empresa Baiana de Desenvolvimento Agrícola S.A. – EBDA, nas condições de baixa altitude do Recôncavo Sul Baiano, em dois períodos agrícolas consecutivos. O trabalho foi realizado no Centro de Ciências Agrárias, Ambientais e Biológicas (CCAAB) da Universidade Federal do Recôncavo da Bahia (UFRB), no município de Cruz das Almas - BA, localizado a 12º 40’ 19” latitude sul, 39º 06’ 23” de longitude oeste de Greenwich, com altitude média de 108 m, utilizando um delineamento experimental em blocos casualizados, com cinco repetições. As cultivares avaliadas foram BRS 149 Nordestina, BRS 188 Paraguaçu, EBDA MPA 17, Mirante 10 e Sipeal 28 no primeiro período. Por motivo de alta suscetibilidade ao mofo cinzento a cultivar Mirante 10 foi substituído no segundo período, pela cultivar EBDA MPA 18. Para cada capítulo utilizaram-se metodologias específicas de coleta de plantas, suas frações e/ou dados de interesse para as respectivas análises. Concluiu - se que a mamoneira aloca seus assimilados primeiramente nas folhas e caule e, posteriormente, os transfere para os cachos, por ocasião dos máximos acúmulos de matéria seca na planta; o maior índice pluviométrico favoreceu o crescimento e/ou desenvolvimento de plantas de mamoneira. A cultivar Sipeal 28 apresenta maior plasticidade fenotípica e o caráter altura de planta se mostra como um bom indicador do rendimento de cultivares de mamoneira em baixas altitudes no Recôncavo Sul da Bahia. / Castor beans (Ricinus communis L.) is a plant of euphorbiaceae with high morphophysiological complexity. Once more new cultivars are made available it is necessary to study their development and yield when submitted to different agroclimatic conditions. Therefore, the objective of the present work was to evaluate the performance of castor bean cultivars indicated by the Agricultural Company of Development in Bahia-SA – EDBA, under conditions of low altitude in the south reconcavo region of Bahia, during two consecutive years. The work was carried out at the Agricultural, Environmental and Biological Science Center (AEBSC) at the Federal University of the Reconcavo Region of Bahia (UFRB) located at 12º 40’ 19” south latitude, 39º 06’ 23” Greenwich west longitude, with altitude varying from 117 to 225 m. The experimental design was in random blocks, with five replicates. The following cultivars were evaluated in the first period: BRS 149 Nordestina, BRS 188 Paraguaçu, EBDA MPA 17, Mirante 10 and Sipeal 28. Due to high susceptibility to gray mold, the Mirante 10 cultivar was substituted, in the second period, by the EBDA MPA 18 cultivar. For each chapter specific harvesting methodologies for plant, fractions and/or data of interest regarding the analysis, were used. It was concluded that castor beans allocate their assimilates primarily in the leaves and stems and later transfer them to the bunches during maximum accumulation of plant dry matter; the greater pluviometric indice favored growth and/or development of castor bean plants. The Sipeal 28 cultivar presents greater phenotypic plasticity and the plant height characteristic assures being a good yield indicator of castor bean cultivars in low altitudes in the south reconcavo region of Bahia. / Tese submetida à Câmara de Ensino de Pós- Graduação e Pesquisa da Universidade Federal do Recôncavo da Bahia como requisito para obtenção do Grau de Doutora em Ciências Agrárias.

Orientador: Hiroshi Aoyama / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-07-28T09:35:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Granjeiro_PauloAfonso_D.pdf: 6945763 bytes, checksum: 1bf35dc294eff2d10a98cde194872e8b (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: O presente trabalho contém dados sobre estudos cinéticos, físico-químicos e conformacional da fosfatase ácida de sementes de mamona. Através do enfoque cinético foram estudados efeitos de inibidores e determinados os aminoácidos presentes no sítio ativo ou importantes para a catálise. Para fosfato, molibdato e o-vanadato as inibições foram do tipo competitiva, com valores de Ki 0,14 mM, 10 x 10-6 mM e 1,6 x 10-3 mM, respectivamente. Por outro lado, na presença de fluoreto a inibição foi do tipo mista, com valores de Kic e Kiu de 0,91 mM e 0,42 mM, respectivamente. Nos estudos sobre estabilidade térmica observou-se que a enzima perdeu 80% de sua atividade quando incubada a 60°C por 15 mino Na presença de 10 mM de p-nitrofenol e fosfato inorgânico, a perda foi de 40%. Na determinação dos aminoácidos presentes no sítio ativo da enzima utilizando-se agentes modificadores, observou-se que a fosfatase ácida de sementes de mamona era inativada em 5010 por ácido iodoacético (IA A), que atua em grupos SH, sendo esta inativação tempo e concentração dependente. Observou se a presença de duas cisteínas no sítio ativo, com valor de constante bimolecular igual 2,9 X 10-4 M-1 S-I. Do ponto de vista físico-químico e conformacional, determinou-se o ponto isoelétrico da enzima, o seu conteúdo em carboidrato e realizou-se um estudo de desnaturação da enzima, por temperatura e por agentes caotrópicos. A fosfatase ácida de sementes de mamo na apresentou um ponto isoelétrico de 4,6 e um conteúdo de carboidratos de 40%, sendo glicose o único monossacarídeo detectado. A desnaturação da enzima na presença de agentes caotrópicos, como uréia e cio reto de guanidina, mostrou ser reversível. Foram determinados os parâmetros termodinâmicos como variação de energia livre {_G(HzO)}, concentração do composto que causa 50'0 de desnaturação (D1/z) e o intercepto da transição desnaturante (m), cujos valores foram 4,9 Kcal mol-l, 4,95 M e 0,991 Kcal mol-l M-l, em presença de uréia, e 4,98 Kcal mol-l, 2,35 M e 2,118 Kcal mol-l M-l em presença de GndHCl, respectivamente. Na desnaturação térmica o desnovelamento da enzima resultou em aumento da absorbância, com formação de agregados quando a temperatura foi superior a 90°C. Porém, este efeito não foi observado quando a desnaturação da enzima ocorreu na presença de 10 mM de pNP e Pi. Porém, o processo de desnaturação térmica da enzima apresentou ser i rreversíve I em ambas as situações. Por fim foram estudadas algumas propriedades da enzima após remoção da porção de carboidrato pela endoglicosidase H. Observou-se o aparecimento de um pH ótimo adicional em 3,5, uma diminuição de duas vezes na constante de especificidade para o substrato p-nitrofenilfosfato, um aumento do ponto isoelétrico para 4,75 e uma diminuição da heterogeneidade da banda de proteína em eletroforese de gel de poliacrilamida. Nos estudos de germinação foram determinadas as atividades fosfatásicas dos extratos de plântulas germinadas durante um período. A enzima apresentou picos de atividade fosfatásica nos 79., 59. e 99. dias utilizando pNPP, PEP, PPi e Tyr-P como substratos, respectivamente. Porém, durante este período não foi observada atividade fosfatásica na presença de ácido fítico. A quantidade de proteínas aumentou durante a germinação ao passo que a quantidade de fosfato diminui / Abstract: This work contains results about kinetic, physico-chemical and conformationalstudies of castor bean seed acid phosphatase. About kinetic approaches we studied the effect of inhibitors and determined the amino acids present in the active site. Inorganic phosphate, molybidate and o vanadate were competitive inhibitors, with Ki values of 0,14 mM, 10 x 10-6 mM e 1,6 X 10-3 mM, respectively. On the other hand, fluoride inhibition was of the mixed type, with Kic and Kiu values of 0.91 mM and 0.42 mM, respectively. The thermal stability studies showed that the enzyme lost 80% of activity when incubated at 60°C for 15 mino But, in the presence of 10 mM of p-nitrophenol and Pi the enzyme lost 40% of activity. 5tudying the amino acids present in the active site by using modifying reagents, we observed that castor bean seed acid phosphatase was inactivated 50% in the presence of IAA, that acted sulfhydryl groups, in an inactivation time- and concentration-dependent. The acid phosphatase has two cysteines in its active site, with bimolecular constant value of 2.9 X 10-4 M-1 S-I. In the physico-chemical and conformational approaches, we determined the isoeletric point, the carbohydrate composition and denaturation studies in the presence of caotropic agents and temperature. The acid phosphatase has a pI value of 4.6 and contained 40% of carbohydrate in its structure, and glucose was the only monossacharide found in the composition. The enzyme denaturation in the presence of caotropic agents, as urea and GndHCl, showed to be reversible. The thermal parameters such as f1G (HzO), DlIz and m were determined to be 4.9 Kcal mol-l, 4.95 M and 0.991 Kcal mol-l, in the presence of urea, and 4.98 Kcal mol-l, 2.35 M and 2.118 Kcal mol-l, in the presence of GdnHCl, respectively. In the thermal denaturation, the enzyme unfolded as aggregate when the temperature was ligher than 90°C. This aggregation was not observed when the enzyme was incubated in the presence of 10 mM pNP and Pi. In both cases the process of denaturation was irreversible. Finally, we studied some properties of the enzyme after carbohydrate remotion by endoglicosidase H. We observed an additional optimum pH of 3.5, a decrease in the specificity constant using pNPP as substrate, a increasing in the pI value and a decrease in the carbohydrate heterogeneity migration in SDS-PAGE. This work contains also some germination studies of castor bean seeds, with determination of acid phosphates activity using pNPP, Tyr-P and PPi as substrates. The peaks of acid phosphatase activity using pNPP, PEP, PPi and Tyr-P as substrates were 7th, 5th and 9th, respectively. The protein concentration increase during germination whi le phosphate concentration decrease / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Biologia Funcional e Molecular