A radiação ultravioleta (RUV) causa efeitos deletérios em ecossistemas aquáticos e terrestres. Um dos mecanismos de defesa criados pelos organismos para evitar estes danos é o acúmulo de compostos que absorvem RUV, dentre os quais os aminoácidos tipo micosporina (MAAs, do inglês mycosporine-like amino acids) representam uma classe importante. As MAAs são substâncias solúveis em água caracterizadas pela presença de uma unidade ciclo-hexenona ou ciclo-hexenimina conjugada com nitrogênio substituído por um aminoácido, aminoálcool ou grupo amino, apresentando absorção máxima entre 308 e 362 nm e altos coeficientes de absortividade molar. Dado o importante papel desempenhado pelas MAAs na fisiologia e bioquímica celular de algas, seja atuando como protetoras de RUV ou como antioxidantes, o objetivo desta tese foi expandir o corpo de conhecimentos disponíveis sobre a ocorrência e distribuição destes compostos em macroalgas brasileiras. Para atingir tal meta, foi necessário desenvolver procedimentos analíticos de isolamento por cromatografia líquida de alta eficiência (high procedure liquid chromatography, HPLC), de modo a gerar padrões que pudessem ser utilizados para a qualificação e quantificação de MAAs em extratos de algas. Foi necessário também desenvolver dois novos métodos de análise por HPLC acoplada a espectrometria de massas (HPLC-MS) - sendo um utilizado como método diagnóstico, capaz de indicar se há MAAs presentes em determinada amostra, e outro utilizado como método para quantificação. Todos os métodos trouxeram bons resultados, e os métodos por HPLC-MS foram utilizados para o estudo de diversas macroalgas coletadas na região intertidal de praias do litoral Sul do estado do Espírito Santo - Brasil. Apesar da localização restrita, é o maior estudo desta natureza realizado até então com algas do litoral brasileiro. Além disso, 11 dos 32 gêneros e 34 das 45 espécies presentes nesta tese nunca haviam sido alvo de nenhum estudo relacionado a MAAs. Nessas amostras, foi possível encontrar oito MAAs: chinorina, palitina, porphyra-334, asterina-330, palitinol, micosporina-2-glicina, o par cis/trans usujireno/paliteno e uma molécula desconhecida com relação massa-carga de 317 m/z ([M+H]+). Dentre elas, as três primeiras foram quantificadas de forma absoluta, e pôde-se perceber que as rodófitas apresentam níveis de MAAs sensivelmente maiores que as clorófitas e feófitas. Em relação à variedade, foi possível notar que, dentre as amostras que possuem dados do conteúdo de MAAs na literatura (seja para a espécie ou para o gênero), praticamente todas apresentam maior variedade de MAAs do que o anteriormente descrito. Foi encontrada a maior variedade de MAAs já descrita para uma alga parda: seis MAAs diferentes nas espécies Dictyopteris delicatula e Padina gymnospora coletadas na praia de Castelhanos - ES. Pôde-se detectar, pela primeira vez, a presença de MAAs em 32 espécies de macroalgas. Algumas espécies mostram-se fontes muito interessantes de MAAs para diferentes usos pela indústria, seja para a obtenção de compostos puros ou para a utilização de seus extratos como ingredientes de formulações de filtros solares. A molécula desconhecida, cujo íon quasimolecular [M+H]+ apresenta m/z 317, foi tentativamente identificada como sendo a micosporina-glicina-alanina. Este é o primeiro trabalho a descrever a ocorrência desta molécula in natura. / Ultraviolet radiation (UVR) exerts deleterious effects on aquatic and terrestrial ecosystems. One defense mechanism created by organisms to avoid this damage is the accumulation of UV-absorbing compounds, among which the mycosporine-like amino acids (MAAs) represent an important class. MAAs are water-soluble compounds characterized by the presence of a cyclohexenone or cyclohexenimine ring conjugated with amino acids, amino alcohols or other amino groups, presenting absorption maxima ranging from 309 nm to 362 nm and high molar extinction coefficients. Given their important role in algae physiology and cellular biochemistry, as photoprotective compounds or antioxidants, the objective of this thesis is to expand the available knowledge on the occurrence and distribution of MAAs in Brazilian macroalgae. To achieve this goal, it was necessary to develop an isolation methodology by high procedure liquid chromatography (HPLC), so as to generate standards for qualifying and quantifying MAAs in macroalgae extracts. It was also necessary to develop two new analysis methods by HPLC coupled to mass spectrometry (HPLC-MS) - one utilized as a diagnosis method, capable of indicating if there are MAAs in a given sample; and the other utilized as quantification method. All methods gave good results, and the ones relying on HPLC-MS were used to study several macroalgae collected at the intertidal region of beaches located in the south coast of Espírito Santo State - Brazil. This is the biggest study of this nature ever done with Brazilian macroalgae; besides that, 11 out of 32 genera and 34 out of 45 species herein tested had never had their content of MAA assessed. In these samples, it was possible to find eight MAAs: shinorine, palythine, porphyra- 334, asterina-330, palythinol, mycosporine-2-glycine, the cis/trans pair usujirene/palythene and an unknown molecule with mass-to-charge ratio of 317 m/z ([M+H]+). Among them, absolute quantification was performed for the first three ones, and it was possible to notice that red algae have higher MAA levels than green and brown algae. In terms of variety, it could be seen that, amongst the samples that have MAA data available in the literature (either for the species or for the genus), nearly all present a higher MAA variety than the previously described one. The highest variety ever recorded from brown algae is presented in this work: six different MAAs in Dictyopteris delicatula and Padina gymnospora, both collected at Castelhanos Beach - ES. For the first time, it was possible to detect MAAs in 32 species of macroalgae. Some species seem to be very interesting sources of MAAs for industrial purposes, either for obtaining pure compounds or for utilizing their extracts as ingredients of sunscreen formulas. The unknown molecule, with mass-to-charge ratio of 317 m/z ([M+H]+), was tentatively identified as mycosporine-glycine-alanine. This is the first work to describe the occurrence of this molecule in natura.

A radiação ultravioleta (RUV) causa efeitos deletérios em ecossistemas aquáticos e terrestres. Um dos mecanismos de defesa criados pelos organismos para evitar estes danos é o acúmulo de compostos que absorvem RUV, dentre os quais os aminoácidos tipo micosporina (MAAs, do inglês mycosporine-like amino acids) representam uma classe importante. As MAAs são substâncias solúveis em água caracterizadas pela presença de uma unidade ciclo-hexenona ou ciclo-hexenimina conjugada com nitrogênio substituído por um aminoácido, aminoálcool ou grupo amino, apresentando absorção máxima entre 308 e 362 nm e altos coeficientes de absortividade molar. Dado o importante papel desempenhado pelas MAAs na fisiologia e bioquímica celular de algas, seja atuando como protetoras de RUV ou como antioxidantes, o objetivo desta tese foi expandir o corpo de conhecimentos disponíveis sobre a ocorrência e distribuição destes compostos em macroalgas brasileiras. Para atingir tal meta, foi necessário desenvolver procedimentos analíticos de isolamento por cromatografia líquida de alta eficiência (high procedure liquid chromatography, HPLC), de modo a gerar padrões que pudessem ser utilizados para a qualificação e quantificação de MAAs em extratos de algas. Foi necessário também desenvolver dois novos métodos de análise por HPLC acoplada a espectrometria de massas (HPLC-MS) - sendo um utilizado como método diagnóstico, capaz de indicar se há MAAs presentes em determinada amostra, e outro utilizado como método para quantificação. Todos os métodos trouxeram bons resultados, e os métodos por HPLC-MS foram utilizados para o estudo de diversas macroalgas coletadas na região intertidal de praias do litoral Sul do estado do Espírito Santo - Brasil. Apesar da localização restrita, é o maior estudo desta natureza realizado até então com algas do litoral brasileiro. Além disso, 11 dos 32 gêneros e 34 das 45 espécies presentes nesta tese nunca haviam sido alvo de nenhum estudo relacionado a MAAs. Nessas amostras, foi possível encontrar oito MAAs: chinorina, palitina, porphyra-334, asterina-330, palitinol, micosporina-2-glicina, o par cis/trans usujireno/paliteno e uma molécula desconhecida com relação massa-carga de 317 m/z ([M+H]+). Dentre elas, as três primeiras foram quantificadas de forma absoluta, e pôde-se perceber que as rodófitas apresentam níveis de MAAs sensivelmente maiores que as clorófitas e feófitas. Em relação à variedade, foi possível notar que, dentre as amostras que possuem dados do conteúdo de MAAs na literatura (seja para a espécie ou para o gênero), praticamente todas apresentam maior variedade de MAAs do que o anteriormente descrito. Foi encontrada a maior variedade de MAAs já descrita para uma alga parda: seis MAAs diferentes nas espécies Dictyopteris delicatula e Padina gymnospora coletadas na praia de Castelhanos - ES. Pôde-se detectar, pela primeira vez, a presença de MAAs em 32 espécies de macroalgas. Algumas espécies mostram-se fontes muito interessantes de MAAs para diferentes usos pela indústria, seja para a obtenção de compostos puros ou para a utilização de seus extratos como ingredientes de formulações de filtros solares. A molécula desconhecida, cujo íon quasimolecular [M+H]+ apresenta m/z 317, foi tentativamente identificada como sendo a micosporina-glicina-alanina. Este é o primeiro trabalho a descrever a ocorrência desta molécula in natura. / Ultraviolet radiation (UVR) exerts deleterious effects on aquatic and terrestrial ecosystems. One defense mechanism created by organisms to avoid this damage is the accumulation of UV-absorbing compounds, among which the mycosporine-like amino acids (MAAs) represent an important class. MAAs are water-soluble compounds characterized by the presence of a cyclohexenone or cyclohexenimine ring conjugated with amino acids, amino alcohols or other amino groups, presenting absorption maxima ranging from 309 nm to 362 nm and high molar extinction coefficients. Given their important role in algae physiology and cellular biochemistry, as photoprotective compounds or antioxidants, the objective of this thesis is to expand the available knowledge on the occurrence and distribution of MAAs in Brazilian macroalgae. To achieve this goal, it was necessary to develop an isolation methodology by high procedure liquid chromatography (HPLC), so as to generate standards for qualifying and quantifying MAAs in macroalgae extracts. It was also necessary to develop two new analysis methods by HPLC coupled to mass spectrometry (HPLC-MS) - one utilized as a diagnosis method, capable of indicating if there are MAAs in a given sample; and the other utilized as quantification method. All methods gave good results, and the ones relying on HPLC-MS were used to study several macroalgae collected at the intertidal region of beaches located in the south coast of Espírito Santo State - Brazil. This is the biggest study of this nature ever done with Brazilian macroalgae; besides that, 11 out of 32 genera and 34 out of 45 species herein tested had never had their content of MAA assessed. In these samples, it was possible to find eight MAAs: shinorine, palythine, porphyra- 334, asterina-330, palythinol, mycosporine-2-glycine, the cis/trans pair usujirene/palythene and an unknown molecule with mass-to-charge ratio of 317 m/z ([M+H]+). Among them, absolute quantification was performed for the first three ones, and it was possible to notice that red algae have higher MAA levels than green and brown algae. In terms of variety, it could be seen that, amongst the samples that have MAA data available in the literature (either for the species or for the genus), nearly all present a higher MAA variety than the previously described one. The highest variety ever recorded from brown algae is presented in this work: six different MAAs in Dictyopteris delicatula and Padina gymnospora, both collected at Castelhanos Beach - ES. For the first time, it was possible to detect MAAs in 32 species of macroalgae. Some species seem to be very interesting sources of MAAs for industrial purposes, either for obtaining pure compounds or for utilizing their extracts as ingredients of sunscreen formulas. The unknown molecule, with mass-to-charge ratio of 317 m/z ([M+H]+), was tentatively identified as mycosporine-glycine-alanine. This is the first work to describe the occurrence of this molecule in natura.

Exposure to solar radiation, particularly its ultraviolet (UV), has a variety of harmful effects on human health. Some of these effects include sunburn cell formations, erythema, edema, melanoma, photoaging of the skin, and immune suppression. A plant that has been widely used in tropical folk medicine for a number of conditions is the Morinda citrifolia Linn. (Rubiaceae), commonly known as noni. The beneficial photoprotective effects of topical formulations based on extract from Morinda citrifolia leaves, have not yet been investigated. Thus, the present study aims to investigate the potential benefits of M. citrifolia topical application on the dorsal skin of mice, exposed to UVA-UVB light. Firstly, the absorption spectrum of the formulations extracts (10 and 15%) was evaluated by spectroscopy. The spectrum showed peaks at 200 nm and at 240 nm and absorption in the UVA and UVB regions. After 7 days of treatment and exposition to UVA-UVB light, the thickness, transepidermal water loss (TEWL), erythema and histological alterations were evaluated. The results from in vivo effectiveness showed that the thickness, TEWL values and erythema indexes were significantly decreased by treatment with formulations containing the extract. The histological measurements in hematoxilina eosin showed that in the non-irradiated group showed that the epidermis was represented by a thin, and continuous surface. No inflammatory infiltrate were found in the dermal tissues. Both irradiated and vehicle groups presented increased epidermal thickness associated to hyperorthokeratosis. The papillary dermis exhibited intense inflammatory infiltrate, mainly composed of lymphocytes, mild interstitial edema and prominent capillary and venular hyperemia. The treated groups presented remarkable reduction in the inflammatory content, as well as less expressive hyperemia. In the Sirius Red, the irradiated and vehicle groups, papillary dermis showed the presence of a gross, thick, parallel-arranged, collagen fibers. Both treated groups (10 and 15% formulations) presented similar features regarding the collagenization pattern, showing a mixture of yellowish type I and greenish type III collagen fibers. The interfibrillary spaces were more evident than in irradiated and vehicle groups. Such morphological appearances were very similar to that observed in non irradiated group. Areas treated with the formulation containing Morinda citrifolia extract (10% and 15%) have enhanced protection against UV radiation. Finally, the extract was evaluated on murine malignant melanoma (cell line B16F10) in order to examine their cytotoxic effects on malignany cells. The extract at concentrations of 0.05 to 12.8 mg/mL did not show any cytotoxic effects in the B16F10 cell line. These can suggest that the extract showed no potential anti cancer in melanoma cells, and the extract have only photoprotection effects. In conclusion, the results showed that the formulations containing the extract protected the skin against UV-induced damage. / A exposição à radiação solar, particularmente a radiação ultravioleta (UV), tem uma variedade de efeitos nocivos à saúde humana. Alguns destes efeitos incluem formações de queimaduras solares, eritema, edema, melanoma, fotoenvelhecimento da pele e da supressão imune. Uma planta medicinal que tem sido vastamente utilizada para as mais variadas formas de manutenção da saúde, tem sido a Morinda citrifolia Linn. (Rubiaceae), comumente conhecida como noni. Os efeitos fotoprotetores de formulações para uso tópico com o extrato aquoso das folhas da Morinda citrifolia não foram investigados previamente. Assim, o presente estudo teve como objetivo estudar os benefícios potenciais da M. citrifolia em aplicação tópica na pele dorsal de camundongos expostos à radiação UVA-UVB. Primeiramente, o espectro de absorção das formulações com extrato (10% e 15%) foi avaliada por espectroscopia. O espectro mostrou bandas a 200 nm e em 240 nm e em regiões de absorção no UVA e UVB. In vivo, após 7 dias de tratamento e exposição à radição UVA-UVB, a espessura, perda transepidérmica de água (TEWL), eritema e alterações histológicas foram avaliadas. Os resultados de eficácia in vivo mostraram que os valores de espessura, TEWL e índices de eritema foram significativamente reduzidos pelo tratamento com as formulações contendo o extrato, comparados aos grupos controle irradiado e veículo irradiado. As medições histológicas em hematoxilina eosina mostraram que no grupo não irradiado a epiderme foi representada por uma superfície delgada e contínua. Não foram encontrados infiltrados inflamatórios nos tecidos dérmicos. Ambos os grupos irradiados e veículo apresentaram aumento da espessura da epiderme e hiperortoqueratose. A derme papilar apresentou intenso infiltrado inflamatório, composto principalmente de linfócitos, edema intersticial leve e hiperemia capilar e venular proeminente. Os grupos tratados apresentaram redução notável no conteúdo inflamatório e da hiperemia. Na coloração picrossírius, nos grupos controle irradiado e veículo irradiado, a derme papilar mostrou a presença de feixe de fibras colágenas espessas, grosseiras, de comprimento variável e disposição paralela. Ambos os grupos tratados (formulações de 10% e 15%) apresentaram características semelhantes quanto ao padrão de colagenização, mostrando uma mistura de fibras de colágeno tipo I e fibras de colágeno tipo III. Os espaços interfibrilares nos grupos tratados foram mais evidentes que nos grupos irradiados e do veículo. Tais aspectos morfológicos foram semelhantes às observadas no grupo não irradiado. Ficou evidente, através da morfologia e histologia, que as áreas tratadas com a formulação contendo Morinda citrifolia (10% e 15%) tiveram uma maior proteção contra a radiação UV Finalmente, o extrato foi avaliado em melanoma (linha de células B16F10), a fim de examinar os seus efeitos citotóxicos em células malígnas. O extrato com concentrações de 0,05 a 12,8 mg/mL não mostrou quaisquer efeitos citotóxicos na linhagem de células B16F10. Estes podem sugerir que o extrato não combate danos já estabelecidos em células, tendos efeitos apenas de fotoproteção, dos quais os mecanismos ainda precisam de estudo mais aprofundado. Em conclusão, os resultados demonstraram que as formulações contendo o extrato protegem a pele contra danos induzidos por radiação UV.

O cultivo dos micro-organismos fotossintetizantes depende de alguns fatores primordiais, como a intensidade luminosa a ser empregada, a temperatura e a quantidade de nitrogênio fornecida ao reator. Extratos de micro-organismos, devido à ampla possibilidade que estes possuem de produzir compostos orgânicos, podem conter substâncias possíveis de serem utilizadas em formulações cosméticas capazes de proteger a pele contra os eventuais efeitos danosos das radiações UVA e UVB, as quais estão crescentes devido ao aumento na depleção da camada de ozônio atmosférico. Assim, esta pesquisa teve como objetivo o estudo de dois micro-organismos fotossintetizantes, Arthrospira (Spirulina) platensis e Chlorella vulgaris, como fonte de moléculas com ação fotoprotetora. Incialmente foram avaliadas fontes de nitrogênio (sulfato de amônio, nitrato de sódio e ureia) e suas concentrações em cultivos de C. vulgaris, utilizando-se erlenmeyers, e para ambos os micro-organismos foram realizados experimentos em reatores tubulares. As condições correspondentes aos maiores crescimentos celulares foram utilizadas para produção de biomassas, estas avaliadas quanto à ação fotoprotetora. Nos cultivos, foram avaliados a concentração celular máxima (Xm), produtividade em células (Px), teor proteico da biomassa seca (Tprot) e teor lipídico da biomassa seca (Tlip). Foi avaliada a ação fotoprotetora dos extratos desses micro-organismos, obtidos com solventes de diferentes polaridades, e verificando-se o potencial destes na elaboração do fotoprotetor. Em cultivos em erlenmeyers, utilizando-se meio Bold modificado, a associação de sulfato de amônio e nitrato de sódio nas concentrações de 5 mM, para ambas as fontes de nitrogênio, direcionou-se para maiores resultados de crescimentos de C. vulgaris, obtendo-se: Xm= 538 mg.L-1; Px= 28,9 mg.L-1.d-1; Tprot= 40,9 %; Tlip= 18,8 %. Nos cultivos em reatores tubulares de C. vulgaris, utilizando-se condições otimizadas em frascos Erlenmeyers (meio Bold e 5 mM de (NH4)2SO4 e 5 mM de NaNO3), os resultados obtidos foram: Xm= 3011 mg.L-1; Px= 373 mg.L-1.d-1; Tprot= 42,2 %; Tlip= 19,5 %. Nos cultivos em reatores tubulares de A. (Spirulina) platensis (meio Schlösser enriquecido com 30 mM de NaNO3), obtiveram-se: Xm= 2925 mg.L-1; Px= 370,3 mg.L-1.d-1; Tprot= 40,1 %; Tlip= 19,4 %. Dentre os extratos desses micro-organismos fotossintetizantes, o de Chlorella vulgaris foi o que apresentou o melhor FPS, revelando ser esta a que possuiu o melhor desempenho de ação fotoprotetora, cujo fator de proteção solar (FPS) foi de 38, após a formulação ser irradiada com UV. / The cultivation of the photosynthetic microorganisms relies on some key factors, such as the light intensity to be employed, the temperature and the amount of nitrogen supplied to the reactor. The extracts of microorganisms, due to the large possibility that these have to produce organic compounds, may contain substances that can be used in cosmetic formulations that protect the skin from any harmful effects of UVA and UVB radiation, which are increasing due to the increase in depletion of atmospheric ozone. Thus, this research aimed to study two photosynthetic microorganisms, Arthrospira (Spirulina) platensis and Chlorella vulgaris, as a source of molecules with sunscreen action. Initially, were evaluated sources of nitrogen (ammonium sulfate, sodium nitrate and urea) and different concentrations theirs in C. vulgaris cultures, using Erlenmeyer flasks, and for both microorganisms were carried out experiments in tubular reactors. The corresponding conditions to the larger cell growths were used for the production of biomasses, which were evaluated for theirs photoprotective action. In the medium were evaluated: the maximum cell concentration (Xm), productivity in cells (Px), protein content of the dry biomass (Tprot) and lipid content of dry biomass (Tlip). It was evaluated the photoprotective action of extracts from these microorganisms, obtained using solvents of different polarity, and verifying the potential of these in the preparation of sunscreen. In cultures in Erlenmeyer flasks, using modified medium Bold, the combination of ammonium sulfate and sodium nitrate in concentration 5 mM for both nitrogen source led to a higher growth of the C. vulgaris, getting: Xm= 538 mg.L-1; Px= 28.9 mg.L-1.d-1; Tprot= 40.9 %; Tlip= 18.8 %. In cultivation in tubular reactors of C. vulgaris, using the optimized conditions in Erlenmeyer flasks (medium Bold and 5 mM of (NH4)2SO4nd 5 mM of NaNO3), the obtained results were: Xm= 3011 mg.L-1; Px= 373 mg.L-1.d-1; Tprot= 42.2 %; Tlip= 19.5 %. In cultivation in tubular reactors of A. (Spirulina) platensis (medium Schlösser supplemented with 30 mM of NaNO3), the results were: Xm= 2925 mg.L-1; Px= 370.3 mg.L-1.d-1; Tprot= 40.1 %; Tlip= 19.4 %. Among the extracts of these photosynthetic microorganisms, Chlorella vulgaris showed the best SPF, revealing that this is what possessed the best sunscreen action performance, whose sun protection factor (SPF) was 38, after the formulation irradiated with UV.

O cultivo dos micro-organismos fotossintetizantes depende de alguns fatores primordiais, como a intensidade luminosa a ser empregada, a temperatura e a quantidade de nitrogênio fornecida ao reator. Extratos de micro-organismos, devido à ampla possibilidade que estes possuem de produzir compostos orgânicos, podem conter substâncias possíveis de serem utilizadas em formulações cosméticas capazes de proteger a pele contra os eventuais efeitos danosos das radiações UVA e UVB, as quais estão crescentes devido ao aumento na depleção da camada de ozônio atmosférico. Assim, esta pesquisa teve como objetivo o estudo de dois micro-organismos fotossintetizantes, Arthrospira (Spirulina) platensis e Chlorella vulgaris, como fonte de moléculas com ação fotoprotetora. Incialmente foram avaliadas fontes de nitrogênio (sulfato de amônio, nitrato de sódio e ureia) e suas concentrações em cultivos de C. vulgaris, utilizando-se erlenmeyers, e para ambos os micro-organismos foram realizados experimentos em reatores tubulares. As condições correspondentes aos maiores crescimentos celulares foram utilizadas para produção de biomassas, estas avaliadas quanto à ação fotoprotetora. Nos cultivos, foram avaliados a concentração celular máxima (Xm), produtividade em células (Px), teor proteico da biomassa seca (Tprot) e teor lipídico da biomassa seca (Tlip). Foi avaliada a ação fotoprotetora dos extratos desses micro-organismos, obtidos com solventes de diferentes polaridades, e verificando-se o potencial destes na elaboração do fotoprotetor. Em cultivos em erlenmeyers, utilizando-se meio Bold modificado, a associação de sulfato de amônio e nitrato de sódio nas concentrações de 5 mM, para ambas as fontes de nitrogênio, direcionou-se para maiores resultados de crescimentos de C. vulgaris, obtendo-se: Xm= 538 mg.L-1; Px= 28,9 mg.L-1.d-1; Tprot= 40,9 %; Tlip= 18,8 %. Nos cultivos em reatores tubulares de C. vulgaris, utilizando-se condições otimizadas em frascos Erlenmeyers (meio Bold e 5 mM de (NH4)2SO4 e 5 mM de NaNO3), os resultados obtidos foram: Xm= 3011 mg.L-1; Px= 373 mg.L-1.d-1; Tprot= 42,2 %; Tlip= 19,5 %. Nos cultivos em reatores tubulares de A. (Spirulina) platensis (meio Schlösser enriquecido com 30 mM de NaNO3), obtiveram-se: Xm= 2925 mg.L-1; Px= 370,3 mg.L-1.d-1; Tprot= 40,1 %; Tlip= 19,4 %. Dentre os extratos desses micro-organismos fotossintetizantes, o de Chlorella vulgaris foi o que apresentou o melhor FPS, revelando ser esta a que possuiu o melhor desempenho de ação fotoprotetora, cujo fator de proteção solar (FPS) foi de 38, após a formulação ser irradiada com UV. / The cultivation of the photosynthetic microorganisms relies on some key factors, such as the light intensity to be employed, the temperature and the amount of nitrogen supplied to the reactor. The extracts of microorganisms, due to the large possibility that these have to produce organic compounds, may contain substances that can be used in cosmetic formulations that protect the skin from any harmful effects of UVA and UVB radiation, which are increasing due to the increase in depletion of atmospheric ozone. Thus, this research aimed to study two photosynthetic microorganisms, Arthrospira (Spirulina) platensis and Chlorella vulgaris, as a source of molecules with sunscreen action. Initially, were evaluated sources of nitrogen (ammonium sulfate, sodium nitrate and urea) and different concentrations theirs in C. vulgaris cultures, using Erlenmeyer flasks, and for both microorganisms were carried out experiments in tubular reactors. The corresponding conditions to the larger cell growths were used for the production of biomasses, which were evaluated for theirs photoprotective action. In the medium were evaluated: the maximum cell concentration (Xm), productivity in cells (Px), protein content of the dry biomass (Tprot) and lipid content of dry biomass (Tlip). It was evaluated the photoprotective action of extracts from these microorganisms, obtained using solvents of different polarity, and verifying the potential of these in the preparation of sunscreen. In cultures in Erlenmeyer flasks, using modified medium Bold, the combination of ammonium sulfate and sodium nitrate in concentration 5 mM for both nitrogen source led to a higher growth of the C. vulgaris, getting: Xm= 538 mg.L-1; Px= 28.9 mg.L-1.d-1; Tprot= 40.9 %; Tlip= 18.8 %. In cultivation in tubular reactors of C. vulgaris, using the optimized conditions in Erlenmeyer flasks (medium Bold and 5 mM of (NH4)2SO4nd 5 mM of NaNO3), the obtained results were: Xm= 3011 mg.L-1; Px= 373 mg.L-1.d-1; Tprot= 42.2 %; Tlip= 19.5 %. In cultivation in tubular reactors of A. (Spirulina) platensis (medium Schlösser supplemented with 30 mM of NaNO3), the results were: Xm= 2925 mg.L-1; Px= 370.3 mg.L-1.d-1; Tprot= 40.1 %; Tlip= 19.4 %. Among the extracts of these photosynthetic microorganisms, Chlorella vulgaris showed the best SPF, revealing that this is what possessed the best sunscreen action performance, whose sun protection factor (SPF) was 38, after the formulation irradiated with UV.

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2016-07-05T13:34:02Z No. of bitstreams: 1 Marcelle Almeida da Silva.pdf: 1966637 bytes, checksum: 05872960916ffe49b1c18fb57c309923 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-05T13:34:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcelle Almeida da Silva.pdf: 1966637 bytes, checksum: 05872960916ffe49b1c18fb57c309923 (MD5) Previous issue date: 2015-11-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The object of this study was to analyze the effect of soil contaminated by diesel oil in the germination and physiology of Hymenaea courbaril L. and Jatropha curcas L. The experiments were conducted in a greenhouse of the Plant Physiology Laboratory - UFRPE. For the assembly of the experiments were used seeds and plants propagated sexually. The germination experiment evaluated: germination percentage (%G), germination speed index (GSI) and mean time germination (MTG). The experimental design was a factorial (2x3), two species (H. courbaril and J. curcas) and 3 treatments, T30 (contaminated soil after 30 days), T60 (contaminated soil after 60 days) and T0 (without soil contamination), 3 replications. The second experiment used plants of H. courbaril and J. curcas and evaluated, gas exchange (photosynthesis - A; Transpiration - E; Stomatal Conductance - gs); water relations (Potential Hydride Leaf - w; Relative Water Content - RWC); photosynthetic pigments (chlorophyll a, b, total and carotenoids); index chlorophyll- SPAD; protoplasmic damage and organic solutes (carbohydrates, amino acids, protein and proline). The experimental design was in a factorial design (2x3x2), 2 species (H. courbaril and J. curcas); 3 treatments: T0 (100% of the maximum water holding capacity of the soil - without contamination); T1 (50% of maximum water holding capacity of the soil + addition of 23 mL of diesel per kg of soil) and T2 (50% of maximum water holding capacity of the soil + 46,2mL of diesel per kg of soil); and 2 times (3hours and 192hours after contamination), 5 repetitions. The %G, IVG and TMG H. courbaril and J. curcas in seed were affected, germination does not occur for any of the species in no of contamination treatments. For the seeds of T0 (H. courbaril and J. curcas), they presented %G 84.51% and 82.29%, germination speed index of 17.29 and 12.02 (seedling / day ) and mean germination time of 1.41 and 3.04 (day), respectively. For H. courbaril plants and J. curcas, they show differences 3h after application to stress to gas exchange (A, E and gs), with percentages of 127% and 169%; 96.24% and 190%; 401.5% and 651.87% for T1 and T2, respectively, when compared to T0. The w showed reductions after 3h in H. courbaril and J. curcas with average: -2.63 MPa and -2.75 MPa -2,3MPa; -1.35 MPa to -2.05 MPa and -2,53MPa T0, T1 and T2, respectively. After of 192h, both species recovered their water status and increased their w with average: -1,05MPa and -1,5MPa; -1.16 MPa and -0.65 MPa for the T1 and T2 treatments for H. courbaril and J. curcas, respectively. The solutes demonstrated that the species showed tolerance mechanisms after 3h and stomatal closure with stress prolonged. Photosynthetic pigments and chlorophyll index-SPAD showed an increase after 192h. Protoplasmic damage also showed increases, being more pronounced in J. curcas plants after 192h. Given the above, it is suggested to using plants instead of seeds in contaminated areas with diesel oil. / Objetivou-se neste estudo, analisar o efeito do solo contaminado por óleo diesel na germinação e fisiologia de Hymenaea courbaril L. e Jatropha curcas L. Os experimentos foram conduzidos em casa de vegetação do Laboratório de Fisiologia Vegetal - UFRPE. Para a montagem dos experimentos foram utilizadas sementes e plantas propagadas sexuadamente. O experimento de germinação avaliou: a porcentagem de germinação (%G), índice de velocidade de germinação (IVG) e Tempo Médio de Germinação (TMG). O delineamento experimental foi em esquema fatorial (2x3), 2 espécies (H. courbaril e J. curcas) e 3 tratamentos, T30 (solo contaminado após 30 dias), T60 (solo contaminado após 60 dias) e T0 (solo sem contaminação), com 3 repetições. O segundo experimento utilizou plantas de H. courbaril e J. curcas e avaliou, as trocas gasosas (Fotossíntese – A; Transpiração – E; Condutância Estomática – gs); relações hídricas (Potencial Hídrico Foliar - Ψw; Teor Relativo de Água – TRA); pigmentos fotossintéticos (Clorofila a; b; total e carotenóides); índice de clorofila-SPAD; danos protoplasmáticos e solutos orgânicos (carboidratos, aminoácidos, proteína e prolina). O delineamento experimental foi em esquema fatorial (2x3x2), 2 espécies (H. courbaril e J. curcas); 3 tratamentos: T0 (100% da capacidade máxima de retenção de água no solo – sem contaminação); T1 (50% da capacidade máxima de retenção de água no solo + adição de 23mL de óleo diesel por kg de solo) e T2 (50% da capacidade máxima de retenção de água no solo + 46,2mL de óleo diesel por kg de solo); e 2 avaliações (3horas e 192horas após contaminação), com 5 repetições. A %G, IVG e TMG de sementes de H. courbaril L. e J. curcas L. foram afetados, não ocorrendo germinabilidade para nenhuma das espécies em nenhum dos tratamentos com contaminação. Já para as sementes do T0 (H. courbaril L. e J. curcas), estes apresentaram %G de 84,51% e 82,29%, índice de velocidade de germinação de 17,29 e 12,02 (plântula/dia) e tempo médio de germinação de 1,41 e 3,04 (dia), respectivamente. Para as plantas de H. courbaril e J. curcas, estas apresentaram diferenças após 3h de imposição ao estresse para as trocas gasosas (A, E e gs), com percentuais de 127% e 169%; 96,24% e 190%; 401,5% e 651,87% para T1 e T2, respectivamente, quando comparados ao T0. O Ψw apresentou reduções após 3h para H. courbaril e J. curcas com médias: -2,63 MPa, -2,75 MPa e -2,3MPa; -1,35 MPa, -2,05 MPa e -2,53MPa para T0, T1 e T2, respectivamente. Após 192h ambas as espécies recuperaram seu status hídrico e aumentaram seu Ψw com médias: -1,05MPa e -1,5MPa; -1,16 MPa e -0,65 MPa, para os tratamentos T1 e T2 para H. courbaril e J. curcas, respectivamente. Os solutos demonstrando que as espécies apresentaram mecanismos de tolerância após 3h e fechamento estomático com o prolongamento do estresse. Os pigmentos fotossintéticos e índice de clorofila-SPAD, apresentaram acréscimo após 192h. Os danos protoplasmáticos também apresentaram aumentos, sendo mais pronunciando nas plantas de J. curcas após 192h. Diante do exposto, sugere-se utilizar plantas ao invés de sementes em áreas contaminadas por óleo diesel.

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La lumière est essentielle pour les organismes photosynthétiques qui convertissent l'énergie solaire en énergie chimique. Cependant, la lumière devient dangereuse lorsque l'énergie qui arrive aux centres réactionnels de l'appareil photosynthétique, est en excès par rapport à l’énergie consommée. Dans ce cas, la chaîne de transport d'électrons photosynthétiques se réduit et les espèces réactives de l'oxygène (ROS) sont accumulées, notamment au niveau des deux photosystèmes, PSI et PSII. Les cyanobactéries ont développé des mécanismes photoprotecteurs qui diminuent l'énergie transférée au PSII atténuant ainsi l'accumulation de ROS et les dommages cellulaires, comme l’extinction non-photochimique (NPQcya) induite par la lumière bleue-verte. La soluble Orange Caroténoïde Protéine (OCPo) est essentielle pour ce mécanisme de photoprotection. L'OCP agit comme un senseur de l’intensité lumineuse et un inducteur de la dissipation d'énergie des phycobilisomes (PBS), l'antenne extra-membranaire des cyanobactéries. L'OCP est la première protéine photo-active à caroténoïde connue comme senseur. Une forte lumière bleue-verte déclenche des changements structurels dans l'OCPo qui induisent une forme active, rouge (OCPr). Le domaine N-terminal de l’OCPr, en s’intercalant entre les trimères externes d’un des cylindres basaux du cœur du PBS, augmente la dissipation thermique de l'énergie au niveau de l'antenne. L'OCP possède aussi une autre fonction : l’extinction de l’oxygène singulet, qui protège les cellules du stress oxydatif. Pour récupérer pleinement la capacité de l’antenne en faible lumière, une deuxième protéine est nécessaire, la "Fluorescence Recovery Protein" (FRP), dont le rôle est de détacher l’OCPr des PBS et d’accélérer sa reconversion en OCPo inactive. Ce manuscrit est un état des lieux des connaissances et des dernières avancées sur le mécanisme de NPQ associé à l'OCP dans les cyanobactéries. / Photosynthetic organisms use light energy from the sun in order to perform photosynthesis and to convert solar energy into chemical energy. Absorbance of excess light energy beyond what can be consumed in photosynthesis is dangerous for these organisms. Reactive oxygen species (ROS) are formed at the reaction centers and collecting light antennas inducing photooxidative damage which can lead to cell death. In cyanobacteria, one of these photoprotective mechanisms consists to reduce the amount of energy arriving to the reaction centers by thermal dissipation of the excess absorbed energy. Energy dissipation is accompanied by a decrease of Photosystem II-related fluorescence emission called non-photochemical quenching (NPQ). The soluble Orange Carotenoid Protein (OCPo) is essential for this photoprotective mechanism. The OCP is the first photo-active protein with a carotenoid known as light intensity sensor and acts as energy quencher of the phycobilisome (PB), the extra-membrane antenna of cyanobacteria. Structural changes occur when the OCPo absorbs a strong blue-green light leading to a red active form (OCPr). The N-terminal domain of OCPr burrows into the two external trimers of the core basal APC cylinders of the PB and increases thermal energy dissipation at the level of antenna. The OCP has an additional function in photoprotection as oxygen singlet quencher protecting cells from oxidative stress. Under low light conditions, to recover the full antenna capacity, a second protein is needed, the "Fluorescence Recovery Protein" (FRP), whose role is to detach the OCPr from the PB and accelerate its conversion into an inactive OCPo. In this manuscript, I will review the knowledge about the OCP, since the discovery of the mechanism and its characterization to the latest advances on the OCP-related-NPQ mechanism in cyanobacteria.