Neste trabalho foram sintetizados e caracterizados oligômeros de ésteres e poliésteres a partir do óleo de girassol. Esses materiais foram posteriormente usados para a obtenção de polieletrólitos. As estruturas de oligômeros de ésteres e poliésteres foram obtidas através da reação dos epóxi-ésteres derivados do óleo de girassol com o anidrido cis-1,2 ciclohexano dicarboxílico, na presença de trietilamina. Além disso, foram estudados sistemas com diferentes quantidades da resina 1,4-butanodiol diglicidil éter (BDGE), para aumentar a capacidade de reticulação. Foram analisados aspectos relativos à síntese das estruturas, como a influência das quantidades de trietilamina e da resina BDGE na massa molar e nas características finais dos produtos obtidos. A caracterização das estruturas obtidas em cada uma das etapas de reação foi realizada utilizando espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier e espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear de 1H e 13C. O comportamento térmico dos produtos finais obtidos da abertura do anel oxirânico foi estudado através das técnicas de calorimetria diferencial exploratória e análise termogravimétrica. Foi observado que o BDGE aumenta a capacidade de ligação entre as cadeias, o que resulta em um aumento na massa molar e maior estabilidade térmica dos produtos obtidos. Estruturas de polieletrólitos solúveis em água foram obtidas a partir dos poliésteres com maior massa molar pela remoção dos grupos metila em meio básico. A capacidade do polieletrólito na remoção de íons bivalentes de cobre a partir de diferentes soluções aquosas de CuSO4.5H2O foi obtida a partir da técnica de espectrofotometria na região do UV-VIS. Os polieletrólitos na presença de íons de cobre produzem estruturas polieletrólito-cobre insolúveis em água. Pode-se observar que a quantidade de íons Cu+2 removidos é diretamente proporcional à quantidade de PE adicionada ao sistema, independente da concentração de cobre na solução de partida. A capacidade de remoção de íons bivalentes de cobre foi de 0,035 g de Cu+2 por grama de polieletrólito utilizado. / In this work new structures from oligoesters and polyesters from sunflower oil were synthesized and characterized. Afterwards, these materials were used to prepare polyelectrolyte. Oligoesters and polyesters were synthesized from the reaction of fatty acid methyl epoxy-esters, obtained from sunflower oil, with cis-1,2-cyclohexanedicarboxylic anhydride in the presence of triethylamine (TEA). Different amounts of the resin 1,4-butanediol diglycidyl ether (BDGE) were added in order to increase the capacity of crosslinking. The molar ratio of BDGE used in system was between 0 and 0.066. The intermediate structures, as well as the oligoesters and polyesters produced, were analyzed by using Fourier Transform Infrared Spectroscopy and Nuclear Magnetic Resonance (1H, 13C - NMR). The thermal behavior of the products was realized through Differential Scanning Calorimetry and Thermogravimetric analyses. The presence of BDGE in the materials chains increases the bonding capacity resulting in a higher molecular weight material which presents good thermal stability. The products obtained with different amounts of BDGE in two molar ratio of TEA (2,0.10-3 and 8.5.10-3), present similar chemical structure but, depending on the amount of the epoxy resin BDGE, it can be observed thermoplastic or thermo rigid products. The thermoplastic materials presented molar weight between 3,844 g/mol and 13,350 g/mol. Polyelectrolyte was obtained by removal of the methyl groups from the polyesters and tested the capacity of copper removal from different CuSO4.5H2O solutions. The amount of the removed Cu+2 ions is proportional to the amount of add polyelectrolyte, independent of the initial Cu+2 concentration. It was found that 0.035 g de Cu+2 can be removed by 1 g of this polyelectrolyte. These materials, in presence of ions copper, produce insoluble polyelectrolyte-copper structures.

Elastômeros termoplásticos baseados em SEBS encontram aplicações em diversas áreas. Novos sistemas híbridos utilizando SEBS estão sendo estudados, visando à obtenção de materiais com melhores propriedades mecânicas, térmicas e com boa processabilidade. Neste trabalho foram estudados três tipos diferentes de composições à base de SEBS, visando compreender o efeito de cada componente adicionado. Inicialmente, foram preparadas misturas SEBS/óleo mineral e materiais híbridos SEBS/POSS contendo nanopartículas de POSS com diferentes grupos pendentes. A seguir, foram estudados sistemas mais complexos constituídos por uma matriz de SEBS//PP/óleo mineral contendo diferentes teores dos POSS previamente testados (1 a 5 phr). Todos os sistemas foram preparados em câmara de mistura e analisados através de suas propriedades mecânicas, reológicas, térmicas e dinâmico-mecânicas, e através de análises de dureza, densidade e de morfologia. Os resultados mostraram que a adição do óleo e dos POSS afetou a fase elastomérica do TPE, diminuindo sua Tg. Porém, a adição dos POSS afetou as propriedades mecânicas, resultando em um significativo aumento na resistência à tração, na deformação na ruptura e no módulo de armazenamento do SEBS com a adição do POSS contendo grupos isobutila e aminosilano. Esses resultados indicam interação com a fase rígida do TPE. Nos sistemas preparados com a matriz SEBS/PP/óleo mineral não foi observada a diminuição da Tg do componente elastomérico, mas houve aumento nas propriedades mecânicas. As análises reológicas demonstraram que o SEBS se manteve em estado de ordenamento a 200 ºC, mesmo com a adição de PP e plastificante. / Thermoplastic elastomers based on SEBS find applications in many areas. New hybrid systems using SEBS are being studied aiming to obtain better mechanical and thermal properties, and good processability. In this work, three different sets of SEBS-based compositions were studied to understand the effect of each added component. First, SEBS/mineral oil blends and hybrid SEBS/POSS materials containing POSS nanoparticles with different pendant groups were studied. Then, more complex systems containing a SEBS/PP/mineral oil matrix and different amounts of the previously tested POSS (1 to 5 phr) were studied. All the systems were prepared in a melt mixer and analysed through their mechanical, rheological, thermal and dynamic-mechanical properties and through hardness, density and morphological determinations. The results showed that the addition of oil and POSS affected the elastomeric phase of the TPE, decreasing its Tg. However, the addition of the POSS affected the mechanical properties, producing a sifnificative increase in the SEBS tensile strength, in the elongation at break and in storage modulus with the addition of the POSS containing isobutyl and aminosilane pendant groups. These results showed the interaction with the rigid phase of the TPE. In the systems prepared with the SEBS/PP/oil matrix a decrease of Tg was not observed, but an increase in mechanical properties was found. The rheological analyses showed that the SEBS kept an ordered morphology at 200 ºC, even after addition of PP and the plasticizer.

Neste trabalho foram sintetizados e caracterizados oligômeros de ésteres e poliésteres a partir do óleo de girassol. Esses materiais foram posteriormente usados para a obtenção de polieletrólitos. As estruturas de oligômeros de ésteres e poliésteres foram obtidas através da reação dos epóxi-ésteres derivados do óleo de girassol com o anidrido cis-1,2 ciclohexano dicarboxílico, na presença de trietilamina. Além disso, foram estudados sistemas com diferentes quantidades da resina 1,4-butanodiol diglicidil éter (BDGE), para aumentar a capacidade de reticulação. Foram analisados aspectos relativos à síntese das estruturas, como a influência das quantidades de trietilamina e da resina BDGE na massa molar e nas características finais dos produtos obtidos. A caracterização das estruturas obtidas em cada uma das etapas de reação foi realizada utilizando espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier e espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear de 1H e 13C. O comportamento térmico dos produtos finais obtidos da abertura do anel oxirânico foi estudado através das técnicas de calorimetria diferencial exploratória e análise termogravimétrica. Foi observado que o BDGE aumenta a capacidade de ligação entre as cadeias, o que resulta em um aumento na massa molar e maior estabilidade térmica dos produtos obtidos. Estruturas de polieletrólitos solúveis em água foram obtidas a partir dos poliésteres com maior massa molar pela remoção dos grupos metila em meio básico. A capacidade do polieletrólito na remoção de íons bivalentes de cobre a partir de diferentes soluções aquosas de CuSO4.5H2O foi obtida a partir da técnica de espectrofotometria na região do UV-VIS. Os polieletrólitos na presença de íons de cobre produzem estruturas polieletrólito-cobre insolúveis em água. Pode-se observar que a quantidade de íons Cu+2 removidos é diretamente proporcional à quantidade de PE adicionada ao sistema, independente da concentração de cobre na solução de partida. A capacidade de remoção de íons bivalentes de cobre foi de 0,035 g de Cu+2 por grama de polieletrólito utilizado. / In this work new structures from oligoesters and polyesters from sunflower oil were synthesized and characterized. Afterwards, these materials were used to prepare polyelectrolyte. Oligoesters and polyesters were synthesized from the reaction of fatty acid methyl epoxy-esters, obtained from sunflower oil, with cis-1,2-cyclohexanedicarboxylic anhydride in the presence of triethylamine (TEA). Different amounts of the resin 1,4-butanediol diglycidyl ether (BDGE) were added in order to increase the capacity of crosslinking. The molar ratio of BDGE used in system was between 0 and 0.066. The intermediate structures, as well as the oligoesters and polyesters produced, were analyzed by using Fourier Transform Infrared Spectroscopy and Nuclear Magnetic Resonance (1H, 13C - NMR). The thermal behavior of the products was realized through Differential Scanning Calorimetry and Thermogravimetric analyses. The presence of BDGE in the materials chains increases the bonding capacity resulting in a higher molecular weight material which presents good thermal stability. The products obtained with different amounts of BDGE in two molar ratio of TEA (2,0.10-3 and 8.5.10-3), present similar chemical structure but, depending on the amount of the epoxy resin BDGE, it can be observed thermoplastic or thermo rigid products. The thermoplastic materials presented molar weight between 3,844 g/mol and 13,350 g/mol. Polyelectrolyte was obtained by removal of the methyl groups from the polyesters and tested the capacity of copper removal from different CuSO4.5H2O solutions. The amount of the removed Cu+2 ions is proportional to the amount of add polyelectrolyte, independent of the initial Cu+2 concentration. It was found that 0.035 g de Cu+2 can be removed by 1 g of this polyelectrolyte. These materials, in presence of ions copper, produce insoluble polyelectrolyte-copper structures.

Elastômeros termoplásticos baseados em SEBS encontram aplicações em diversas áreas. Novos sistemas híbridos utilizando SEBS estão sendo estudados, visando à obtenção de materiais com melhores propriedades mecânicas, térmicas e com boa processabilidade. Neste trabalho foram estudados três tipos diferentes de composições à base de SEBS, visando compreender o efeito de cada componente adicionado. Inicialmente, foram preparadas misturas SEBS/óleo mineral e materiais híbridos SEBS/POSS contendo nanopartículas de POSS com diferentes grupos pendentes. A seguir, foram estudados sistemas mais complexos constituídos por uma matriz de SEBS//PP/óleo mineral contendo diferentes teores dos POSS previamente testados (1 a 5 phr). Todos os sistemas foram preparados em câmara de mistura e analisados através de suas propriedades mecânicas, reológicas, térmicas e dinâmico-mecânicas, e através de análises de dureza, densidade e de morfologia. Os resultados mostraram que a adição do óleo e dos POSS afetou a fase elastomérica do TPE, diminuindo sua Tg. Porém, a adição dos POSS afetou as propriedades mecânicas, resultando em um significativo aumento na resistência à tração, na deformação na ruptura e no módulo de armazenamento do SEBS com a adição do POSS contendo grupos isobutila e aminosilano. Esses resultados indicam interação com a fase rígida do TPE. Nos sistemas preparados com a matriz SEBS/PP/óleo mineral não foi observada a diminuição da Tg do componente elastomérico, mas houve aumento nas propriedades mecânicas. As análises reológicas demonstraram que o SEBS se manteve em estado de ordenamento a 200 ºC, mesmo com a adição de PP e plastificante. / Thermoplastic elastomers based on SEBS find applications in many areas. New hybrid systems using SEBS are being studied aiming to obtain better mechanical and thermal properties, and good processability. In this work, three different sets of SEBS-based compositions were studied to understand the effect of each added component. First, SEBS/mineral oil blends and hybrid SEBS/POSS materials containing POSS nanoparticles with different pendant groups were studied. Then, more complex systems containing a SEBS/PP/mineral oil matrix and different amounts of the previously tested POSS (1 to 5 phr) were studied. All the systems were prepared in a melt mixer and analysed through their mechanical, rheological, thermal and dynamic-mechanical properties and through hardness, density and morphological determinations. The results showed that the addition of oil and POSS affected the elastomeric phase of the TPE, decreasing its Tg. However, the addition of the POSS affected the mechanical properties, producing a sifnificative increase in the SEBS tensile strength, in the elongation at break and in storage modulus with the addition of the POSS containing isobutyl and aminosilane pendant groups. These results showed the interaction with the rigid phase of the TPE. In the systems prepared with the SEBS/PP/oil matrix a decrease of Tg was not observed, but an increase in mechanical properties was found. The rheological analyses showed that the SEBS kept an ordered morphology at 200 ºC, even after addition of PP and the plasticizer.

Neste trabalho foram sintetizados e caracterizados oligômeros de ésteres e poliésteres a partir do óleo de girassol. Esses materiais foram posteriormente usados para a obtenção de polieletrólitos. As estruturas de oligômeros de ésteres e poliésteres foram obtidas através da reação dos epóxi-ésteres derivados do óleo de girassol com o anidrido cis-1,2 ciclohexano dicarboxílico, na presença de trietilamina. Além disso, foram estudados sistemas com diferentes quantidades da resina 1,4-butanodiol diglicidil éter (BDGE), para aumentar a capacidade de reticulação. Foram analisados aspectos relativos à síntese das estruturas, como a influência das quantidades de trietilamina e da resina BDGE na massa molar e nas características finais dos produtos obtidos. A caracterização das estruturas obtidas em cada uma das etapas de reação foi realizada utilizando espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier e espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear de 1H e 13C. O comportamento térmico dos produtos finais obtidos da abertura do anel oxirânico foi estudado através das técnicas de calorimetria diferencial exploratória e análise termogravimétrica. Foi observado que o BDGE aumenta a capacidade de ligação entre as cadeias, o que resulta em um aumento na massa molar e maior estabilidade térmica dos produtos obtidos. Estruturas de polieletrólitos solúveis em água foram obtidas a partir dos poliésteres com maior massa molar pela remoção dos grupos metila em meio básico. A capacidade do polieletrólito na remoção de íons bivalentes de cobre a partir de diferentes soluções aquosas de CuSO4.5H2O foi obtida a partir da técnica de espectrofotometria na região do UV-VIS. Os polieletrólitos na presença de íons de cobre produzem estruturas polieletrólito-cobre insolúveis em água. Pode-se observar que a quantidade de íons Cu+2 removidos é diretamente proporcional à quantidade de PE adicionada ao sistema, independente da concentração de cobre na solução de partida. A capacidade de remoção de íons bivalentes de cobre foi de 0,035 g de Cu+2 por grama de polieletrólito utilizado. / In this work new structures from oligoesters and polyesters from sunflower oil were synthesized and characterized. Afterwards, these materials were used to prepare polyelectrolyte. Oligoesters and polyesters were synthesized from the reaction of fatty acid methyl epoxy-esters, obtained from sunflower oil, with cis-1,2-cyclohexanedicarboxylic anhydride in the presence of triethylamine (TEA). Different amounts of the resin 1,4-butanediol diglycidyl ether (BDGE) were added in order to increase the capacity of crosslinking. The molar ratio of BDGE used in system was between 0 and 0.066. The intermediate structures, as well as the oligoesters and polyesters produced, were analyzed by using Fourier Transform Infrared Spectroscopy and Nuclear Magnetic Resonance (1H, 13C - NMR). The thermal behavior of the products was realized through Differential Scanning Calorimetry and Thermogravimetric analyses. The presence of BDGE in the materials chains increases the bonding capacity resulting in a higher molecular weight material which presents good thermal stability. The products obtained with different amounts of BDGE in two molar ratio of TEA (2,0.10-3 and 8.5.10-3), present similar chemical structure but, depending on the amount of the epoxy resin BDGE, it can be observed thermoplastic or thermo rigid products. The thermoplastic materials presented molar weight between 3,844 g/mol and 13,350 g/mol. Polyelectrolyte was obtained by removal of the methyl groups from the polyesters and tested the capacity of copper removal from different CuSO4.5H2O solutions. The amount of the removed Cu+2 ions is proportional to the amount of add polyelectrolyte, independent of the initial Cu+2 concentration. It was found that 0.035 g de Cu+2 can be removed by 1 g of this polyelectrolyte. These materials, in presence of ions copper, produce insoluble polyelectrolyte-copper structures.

Elastômeros termoplásticos baseados em SEBS encontram aplicações em diversas áreas. Novos sistemas híbridos utilizando SEBS estão sendo estudados, visando à obtenção de materiais com melhores propriedades mecânicas, térmicas e com boa processabilidade. Neste trabalho foram estudados três tipos diferentes de composições à base de SEBS, visando compreender o efeito de cada componente adicionado. Inicialmente, foram preparadas misturas SEBS/óleo mineral e materiais híbridos SEBS/POSS contendo nanopartículas de POSS com diferentes grupos pendentes. A seguir, foram estudados sistemas mais complexos constituídos por uma matriz de SEBS//PP/óleo mineral contendo diferentes teores dos POSS previamente testados (1 a 5 phr). Todos os sistemas foram preparados em câmara de mistura e analisados através de suas propriedades mecânicas, reológicas, térmicas e dinâmico-mecânicas, e através de análises de dureza, densidade e de morfologia. Os resultados mostraram que a adição do óleo e dos POSS afetou a fase elastomérica do TPE, diminuindo sua Tg. Porém, a adição dos POSS afetou as propriedades mecânicas, resultando em um significativo aumento na resistência à tração, na deformação na ruptura e no módulo de armazenamento do SEBS com a adição do POSS contendo grupos isobutila e aminosilano. Esses resultados indicam interação com a fase rígida do TPE. Nos sistemas preparados com a matriz SEBS/PP/óleo mineral não foi observada a diminuição da Tg do componente elastomérico, mas houve aumento nas propriedades mecânicas. As análises reológicas demonstraram que o SEBS se manteve em estado de ordenamento a 200 ºC, mesmo com a adição de PP e plastificante. / Thermoplastic elastomers based on SEBS find applications in many areas. New hybrid systems using SEBS are being studied aiming to obtain better mechanical and thermal properties, and good processability. In this work, three different sets of SEBS-based compositions were studied to understand the effect of each added component. First, SEBS/mineral oil blends and hybrid SEBS/POSS materials containing POSS nanoparticles with different pendant groups were studied. Then, more complex systems containing a SEBS/PP/mineral oil matrix and different amounts of the previously tested POSS (1 to 5 phr) were studied. All the systems were prepared in a melt mixer and analysed through their mechanical, rheological, thermal and dynamic-mechanical properties and through hardness, density and morphological determinations. The results showed that the addition of oil and POSS affected the elastomeric phase of the TPE, decreasing its Tg. However, the addition of the POSS affected the mechanical properties, producing a sifnificative increase in the SEBS tensile strength, in the elongation at break and in storage modulus with the addition of the POSS containing isobutyl and aminosilane pendant groups. These results showed the interaction with the rigid phase of the TPE. In the systems prepared with the SEBS/PP/oil matrix a decrease of Tg was not observed, but an increase in mechanical properties was found. The rheological analyses showed that the SEBS kept an ordered morphology at 200 ºC, even after addition of PP and the plasticizer.

No presente trabalho, realizado conjuntamente na Universidade e na Indústria, foi feita a investigação dos catalisadores isopropóxido de alumínio e Aliso B na reação de etoxilação de álcool laurílico, com o objetivo de obter produtos com distribuição estreita de oligômeros. Os experimentos foram realizados em escala piloto e foram investigadas a influência da temperatura, da concentração de catalisador e da relação molar entre ácido (promotor) e catalisador no processo. Todos os estudos tiveram caráter comparativo, tomando como base a reação e os produtos gerados a partir do uso de hidróxido de potássio que é o catalisador mais amplamente empregado para esse tipo de preparação industrial. Primeiramente foi estudada a forma de carregamento do reator, determinando e otimizando seu modo de operação. A partir desses dados, avaliou-se a influência da temperatura na taxa de consumo de óxido de etileno, na distribuição de oligômeros do produto e na formação de glicol como subproduto. Também foi avaliada a influência da concentração de catalisador e relação molar promotor:catalisador na taxa de consumo de óxido de etileno e formação de glicoI. As avaliaçãoes foram feitas para as reações de etoxilação gerando produtos com grau de etoxilação 2, 3, 4 e 6 mols de óxido de etileno. Através dos resultados foram estabelecidas as melhores condições de processo, considerando as limitações de processo dos reatores industriais para gerar o produto desejado. / In the present work, developed in an association between University and Industry, different catalysts were evaluated, such as aluminum isopropoxide and Aliso B, for ethoxylation of laurilic alcohol, aiming to obtain narrowly distributed oligomers. The experiments were carried out in a pilot plant and the influence of temperature, catalyst concentration and molar relationship between acid (promoter of the reaction) and catalyst were evaluated. All the evaluations made were comparative, using for comparison the reaction and the products generated when potassium hydroxide is used as catalyst, which is commonly the case in industry. Initially we studied the charging of the reactional vessel in order to determine and optimize operational procedures. Then, we evaluated the influence of temperature on the ethylene oxide consumption rate, the oligomer distribution and the generation of glycol as a byproduct. We also evaluated the influence of catalyst concentration and molar relation of promoter : catalyst on the ethylene oxide consumption rate and on the generation of glycol. The evaluations were made for the ethoxylation reactions generating products with ethoxylation grades of 2, 3, 4 and 6 moles of ethylene oxide. Through the results, we have optimized processing conditions, considering the process limitations of industrial vessels for the generation of the desired product.

A produção de proteínas recombinantes é uma ferramenta essencial para a indústria biotecnológica e suporta a expansão da pesquisa biológica moderna. Uma variedade de hospedeiros pode ser utilizada para produzir estas proteínas e dentre eles, as bactérias E. coli são as hospedeiras mais utilizadas. No entanto, a expressão heteróloga de genes em E. coli frequentemente resulta em um processo de enovelamento incompleto que leva ao acúmulo de agregados insolúveis, conhecidos como corpos de inclusão (CI). Altas pressões hidrostáticas são capazes de desfavorecer interações intermoleculares hidrofóbicas e eletrostáticas, levando à dissociação dos agregados e por isso são úteis para solubilizar e renaturar proteínas agregadas em CI. O presente trabalho teve como objetivo o estudo do processo de desagregação dos CI e de renaturação das proteínas oligoméricas subunidade B da toxina colérica (CTB) e região globular da fibra adenoviral (RGFA) utilizando altas pressões hidrostáticas. A toxina colérica (CT) é composta por uma subunidade A e cinco subunidades B combinadas em uma holotoxina AB5. A CTB é a porção pentamérica não tóxica da CT, responsável pela ligação da holotoxina ao receptor gangliosídeo GM1. A fibra do adenovírus é uma proteína homotrimérica que forma parte do capsídeo viral, organizada em três regiões: a cauda N-terminal, a haste central e a região C-terminal (região globular). A RGFA se liga à proteína de membrana CAR nas células hospedeiras e promove a internalização do vírus. Os estudos apresentados neste trabalho demonstraram que a alta pressão hidrostática foi eficaz na desagregação dos CI da CTB e da RGFA. As condições de renaturação foram otimizadas utilizando-se diferentes proporções do par redox glutationa oxidada e reduzida, concentrações de agentes caotrópicos, presença de aditivos e esquemas diferenciados de compressão/descompressão daqueles previamente descritos na literatura. CTB solúvel e pentamérica foi obtida pela compressão da suspensão de CI a 2,4 kbar por 16 horas em tampão TrisHCl 50 mM pH 8,5, 1 mM de tween 20 e descompressão direta seguida de incubação em pressão atmosférica. O rendimento de renaturação da CTB solúvel e pentamérica foi de até 45 % e 288 mg de CTB/litro de cultura bacteriana. Esta proteína apresentou estrutura regular e atividade biológica. RGFA trimérica foi obtida pela compressão da suspensão de CI em tampão TrisHCl 50 mM pH 8,0 e 0,5 M de L-arginina a 2,4 kbar por 1,5 horas e 0,4 kbar por 16 horas antes da completa descompressão. O rendimento de proteína solúvel trimérica da RGFA foi de 4 %, porém não foi possível obter a atividade biológica desta proteína. / The production of recombinant proteins is an essential tool for the biotechnology industry and supports the expansion of modern biological research. Recombinant proteins can be produced by a variety of hosts and among them the bacteria E. coli is the most commonly used. However, the expression of heterologous genes in E. coli often results in an incomplete folding process that leads to the accumulation of insoluble aggregates known as inclusion bodies (IB). The application of high hydrostatic pressure impairs intermolecular hydrophobic and electrostatic interactions of proteins in solution, leading to dissociation of aggregates and is therefore useful tool to solubilize and refold aggregated proteins in IB. This work aimed to study the process of disaggregation of IB and refolding of oligomeric proteins the B subunit of cholera toxin (CTB) and the globular region of the adenoviral fiber (RGFA) using high hydrostatic pressure. The cholera toxin (CT) comprises one A subunit and five B subunits, combined in the AB5 holotoxin. The pentameric CTB is non-toxic moiety of CT which is responsible for binding to the receptor ganglioside GM1 holotoxin. The adenovirus fiber is a homotrimeric protein wich forms part of the viral capsid and it is organized into three regions: the N-terminal tail, the central rod and the C-terminal region (globular region). The RGFA binds to membrane protein CAR in host cells and promotes the internalization of virus. The studies presented here demonstrate that high hydrostatic pressure was effective in the disaggregation of the CTB and RGFA IB. The refolding conditions were optimized using different proportions of the redox couple oxidated and reduced glutathione, concentrations of chaotropic agents, presence of additives and pressure/decompression schemes distinguished from the previously described in the literature. Soluble pentameric CTB was obtained when the suspension of IB were compressed at 2.4 kbar for 16 hours in 50 mM of Tris-HCl buffer pH 8.5, 1 mM of tween 20, followed by direct decompression and incubation at atmospheric pressure. The yield of refolded soluble pentameric CTB was up to 45 % and 288 mg of CTB/ liter of bacterial culture. This protein was shown to presented regular structure and biological activity. Trimeric RGFA was obtained by compression of the suspension of IB in 50 mM of Tris-HCl buffer pH 8.0, 0.5M L-arginine at 2.4 kbar for 1.5 hours and at 0.4 kbar for 16 hours prior to the complete decompression. The yield of soluble trimeric RGFA was 4 %, however this protein did not present biological activity.

A produção de proteínas recombinantes é uma ferramenta essencial para a indústria biotecnológica e suporta a expansão da pesquisa biológica moderna. Uma variedade de hospedeiros pode ser utilizada para produzir estas proteínas e dentre eles, as bactérias E. coli são as hospedeiras mais utilizadas. No entanto, a expressão heteróloga de genes em E. coli frequentemente resulta em um processo de enovelamento incompleto que leva ao acúmulo de agregados insolúveis, conhecidos como corpos de inclusão (CI). Altas pressões hidrostáticas são capazes de desfavorecer interações intermoleculares hidrofóbicas e eletrostáticas, levando à dissociação dos agregados e por isso são úteis para solubilizar e renaturar proteínas agregadas em CI. O presente trabalho teve como objetivo o estudo do processo de desagregação dos CI e de renaturação das proteínas oligoméricas subunidade B da toxina colérica (CTB) e região globular da fibra adenoviral (RGFA) utilizando altas pressões hidrostáticas. A toxina colérica (CT) é composta por uma subunidade A e cinco subunidades B combinadas em uma holotoxina AB5. A CTB é a porção pentamérica não tóxica da CT, responsável pela ligação da holotoxina ao receptor gangliosídeo GM1. A fibra do adenovírus é uma proteína homotrimérica que forma parte do capsídeo viral, organizada em três regiões: a cauda N-terminal, a haste central e a região C-terminal (região globular). A RGFA se liga à proteína de membrana CAR nas células hospedeiras e promove a internalização do vírus. Os estudos apresentados neste trabalho demonstraram que a alta pressão hidrostática foi eficaz na desagregação dos CI da CTB e da RGFA. As condições de renaturação foram otimizadas utilizando-se diferentes proporções do par redox glutationa oxidada e reduzida, concentrações de agentes caotrópicos, presença de aditivos e esquemas diferenciados de compressão/descompressão daqueles previamente descritos na literatura. CTB solúvel e pentamérica foi obtida pela compressão da suspensão de CI a 2,4 kbar por 16 horas em tampão TrisHCl 50 mM pH 8,5, 1 mM de tween 20 e descompressão direta seguida de incubação em pressão atmosférica. O rendimento de renaturação da CTB solúvel e pentamérica foi de até 45 % e 288 mg de CTB/litro de cultura bacteriana. Esta proteína apresentou estrutura regular e atividade biológica. RGFA trimérica foi obtida pela compressão da suspensão de CI em tampão TrisHCl 50 mM pH 8,0 e 0,5 M de L-arginina a 2,4 kbar por 1,5 horas e 0,4 kbar por 16 horas antes da completa descompressão. O rendimento de proteína solúvel trimérica da RGFA foi de 4 %, porém não foi possível obter a atividade biológica desta proteína. / The production of recombinant proteins is an essential tool for the biotechnology industry and supports the expansion of modern biological research. Recombinant proteins can be produced by a variety of hosts and among them the bacteria E. coli is the most commonly used. However, the expression of heterologous genes in E. coli often results in an incomplete folding process that leads to the accumulation of insoluble aggregates known as inclusion bodies (IB). The application of high hydrostatic pressure impairs intermolecular hydrophobic and electrostatic interactions of proteins in solution, leading to dissociation of aggregates and is therefore useful tool to solubilize and refold aggregated proteins in IB. This work aimed to study the process of disaggregation of IB and refolding of oligomeric proteins the B subunit of cholera toxin (CTB) and the globular region of the adenoviral fiber (RGFA) using high hydrostatic pressure. The cholera toxin (CT) comprises one A subunit and five B subunits, combined in the AB5 holotoxin. The pentameric CTB is non-toxic moiety of CT which is responsible for binding to the receptor ganglioside GM1 holotoxin. The adenovirus fiber is a homotrimeric protein wich forms part of the viral capsid and it is organized into three regions: the N-terminal tail, the central rod and the C-terminal region (globular region). The RGFA binds to membrane protein CAR in host cells and promotes the internalization of virus. The studies presented here demonstrate that high hydrostatic pressure was effective in the disaggregation of the CTB and RGFA IB. The refolding conditions were optimized using different proportions of the redox couple oxidated and reduced glutathione, concentrations of chaotropic agents, presence of additives and pressure/decompression schemes distinguished from the previously described in the literature. Soluble pentameric CTB was obtained when the suspension of IB were compressed at 2.4 kbar for 16 hours in 50 mM of Tris-HCl buffer pH 8.5, 1 mM of tween 20, followed by direct decompression and incubation at atmospheric pressure. The yield of refolded soluble pentameric CTB was up to 45 % and 288 mg of CTB/ liter of bacterial culture. This protein was shown to presented regular structure and biological activity. Trimeric RGFA was obtained by compression of the suspension of IB in 50 mM of Tris-HCl buffer pH 8.0, 0.5M L-arginine at 2.4 kbar for 1.5 hours and at 0.4 kbar for 16 hours prior to the complete decompression. The yield of soluble trimeric RGFA was 4 %, however this protein did not present biological activity.

No presente trabalho, realizado conjuntamente na Universidade e na Indústria, foi feita a investigação dos catalisadores isopropóxido de alumínio e Aliso B na reação de etoxilação de álcool laurílico, com o objetivo de obter produtos com distribuição estreita de oligômeros. Os experimentos foram realizados em escala piloto e foram investigadas a influência da temperatura, da concentração de catalisador e da relação molar entre ácido (promotor) e catalisador no processo. Todos os estudos tiveram caráter comparativo, tomando como base a reação e os produtos gerados a partir do uso de hidróxido de potássio que é o catalisador mais amplamente empregado para esse tipo de preparação industrial. Primeiramente foi estudada a forma de carregamento do reator, determinando e otimizando seu modo de operação. A partir desses dados, avaliou-se a influência da temperatura na taxa de consumo de óxido de etileno, na distribuição de oligômeros do produto e na formação de glicol como subproduto. Também foi avaliada a influência da concentração de catalisador e relação molar promotor:catalisador na taxa de consumo de óxido de etileno e formação de glicoI. As avaliaçãoes foram feitas para as reações de etoxilação gerando produtos com grau de etoxilação 2, 3, 4 e 6 mols de óxido de etileno. Através dos resultados foram estabelecidas as melhores condições de processo, considerando as limitações de processo dos reatores industriais para gerar o produto desejado. / In the present work, developed in an association between University and Industry, different catalysts were evaluated, such as aluminum isopropoxide and Aliso B, for ethoxylation of laurilic alcohol, aiming to obtain narrowly distributed oligomers. The experiments were carried out in a pilot plant and the influence of temperature, catalyst concentration and molar relationship between acid (promoter of the reaction) and catalyst were evaluated. All the evaluations made were comparative, using for comparison the reaction and the products generated when potassium hydroxide is used as catalyst, which is commonly the case in industry. Initially we studied the charging of the reactional vessel in order to determine and optimize operational procedures. Then, we evaluated the influence of temperature on the ethylene oxide consumption rate, the oligomer distribution and the generation of glycol as a byproduct. We also evaluated the influence of catalyst concentration and molar relation of promoter : catalyst on the ethylene oxide consumption rate and on the generation of glycol. The evaluations were made for the ethoxylation reactions generating products with ethoxylation grades of 2, 3, 4 and 6 moles of ethylene oxide. Through the results, we have optimized processing conditions, considering the process limitations of industrial vessels for the generation of the desired product.