O diabetes gestacional (DG) é uma condição definida como intolerância a carboidratos e hiperglicemia, com início no segundo trimestre da gravidez. Trabalhos desenvolvidos por nosso grupo mostraram que a progesterona (PG) é capaz de causar a morte de células pancreáticas, por um mecanismo dependente da geração de radicais livres, o que poderia contribuir para o desenvolvimento do DG. O objetivo desse trabalho foi estudar o efeito da PG, na presença ou não de antioxidantes, na expressão de genes relacionados ao estresse oxidativo e na defesa oxidante em células pancreáticas da linhagem RINm5F. As células foram incubadas com PG 0,1, 1,0 e 100 &#181M por 6 ou 24 h, na presença ou não dos antioxidantes vitamina E e C. Após a incubação, foram realizados ensaios de viabilidade celular e fragmentação do DNA. A PG, não causou perda da integridade da membrana das células RINm5F, porém, ela promoveu fragmentação do DNA em, aproximadamente, 40% das células RINm5F e MCF-7 (controle positivo), enquanto que os antioxidantes vitamina E e C reduziram tal fragmentação. A partir da extração do RNA e síntese de cDNA foi investigada a expressão de 84 genes envolvidos no estresse oxidativo e defesa antioxidante. Dos 84 genes, cinco deles tiveram sua expressão aumentada em no mínimo, duas vezes em, pelo menos, duas concentrações diferentes, independentemente do tempo de incubação, ou nas mesmas concentrações em tempos diferentes, como os que codificam para a proteína de choque térmico a1a (Hspa1a), glutationa peroxidase 6 (Gpx6), dual oxidase 1 (Duox1), heme oxigenase 1(Hmox1) e estearoil-CoA desaturase 1 (Scd1). Esses genes, juntamente com a peroxirredoxina 4 (Prdx4), desempenham importante papel na fisiologia da célula pancreática e/ou DG. A expressão desses genes também foi estudada na pré-incubação das células RINm5F com as vitaminas E e C. Tais antioxidantes, de forma geral, foram capazes de aumentar a expressão de Hmox1 e Prdx4, genes com funções antioxidantes, e de diminuir de Scd1, um gene com função pró- oxidante. Ao nível citoplasmático, verificou-se que as quantidades das proteínas Hmox1 e Prdx4 também foram moduladas pela da PG e/ou vitamina E e C. Os resultados sugerem que esses antioxidantes apresentam importante papel na proteção da células RINm5F contra o dano oxidativo induzido pela PG. Desta forma, os resultados obtidos nesse projeto, em conjunto, devem colaborar para melhor compreensão da patogênese do DG, abrindo novas perspectivas não só para elucidação do mecanismo molecular envolvido na ação da PG sobre células pancreáticas e sua relação com o DG, mas para o desenvolvimento de estratégias de prevenção e tratamento dessa doença baseadas na terapia com antioxidantes / Gestational diabetes (GD) is a condition defined as carbohydrate intolerance and hyperglycemia, beginning in the second trimester of pregnancy. Studies developed by our group have shown that progesterone (PG) is able to cause pancreatic cells death, by a mechanism dependent on the generation of free radicals, which could contribute to the development of GD. The aim of this work was to study the effect of PG, in the presence or absence of antioxidants, on the expression of genes related to oxidative stress and oxidant defense in pancreatic cells of the RINm5F lineage. Cells were incubated with 0.1, 1.0 and 100 µM PG for 6 or 24 h, in the presence or absence of vitamin E and C antioxidants. PG did not cause loss of membrane integrity of RINm5F cells, however, it promoted DNA fragmentation in approximately 40% of the RINm5F and MCF-7 cells (positive control), whereas vitamin E and C antioxidants reduced such fragmentation. From the RNA extraction and cDNA synthesis was investigated the expression of 84 genes involved in oxidative stress and antioxidant defense. Among of 84 investigated genes, five of them had their expression increased, in the minimum 2-fold in, at least, two different concentrations independent of incubation time (6 or 24 h), or at the same concentrations at different times, such as those that encoding for heat shock protein a1a (Hspa1a), glutathione peroxidase 6 (Gpx6), dual oxidase 1 (Duox1), heme oxygenase 1 (Hmox1) and stearoyl-CoA denaturase 1 (Scd1). These genes, together with the peroxiredoxin 4 (Prdx4), play an important role in pancreatic cell physiology and/or DG. The gene expression was also studied in the preincubation of RINm5F cells with vitamin E and C. These antioxidants were generally able to increase the Hmox1 and Prdx4 expression, genes with antioxidant functions, and decrease the Scd1 expression, a gene with pro-oxidant function. At the cytoplasmic level, it was found that the amounts of Hmox1 and Prdx4 proteins were also modulated by PG and / or vitamin E and C. The results suggest that these antioxidants play an important role in the RINm5F protection cells against the oxidative damage induced by PG. Thus, the results obtained in this project, together, should contribute to a better understanding of the pathogenesis of DG, opening new perspectives not only to elucidate the molecular mechanism involved in the action of PG on pancreatic cells and its relationship with DG, but for the development of strategies for the prevention and treatment of this disease based on antioxidant therapy

Hypersaline tidal flats (HTFs) are transitional ecosystems commonly occurring in arid and semiarid coastal areas. (e.g. Australia and New Caledonia), Africa (e.g. Senegal, Gambia, and Madagascar), Central America (e.g. Nicaragua), South America (e.g. Ecuador and on the north, northeast, and southeast Brazilian coasts). Due to their location, HTFs might exert biogeochemical control over cycling of nutrients (e.g. Fe and Si) across the land to ocean transition, accelerating or retarding the nutrient export to the ocean and other adjacent ecosystems. This biogeochemical control is governed by soil physicochemical conditions (e.g. pH and salinity) and pedogenesis (e.g. redox processes). Thus, study of the soil coloidal fraction, the pedogenic processes, and the distribution of Si in the different soil components can provide a detailed characterization of HTF soils and give insights into the Si dynamics in these environments. In view of this, two HTFs on the Brazilian coast were studied on the Brazilian coast and the data are presented here. The first chapter aims to investigate the pedogenesis in HTF soils based on detailed morphological descriptions and Fe and Mn sequential extractions. The second chapter discusses silicon geochemistry in HTF soils based on sequential extractions, SEM, and XRD modeling of the fine clay fraction. And lastly, the third one reports the characteristics, distribution, and genesis of clay minerals in HTF soils on the basis of XRD modeling, TEM-EDS, FTIR, and XRF analysis. Redox reactions control the pedogenic evolution in HTF soils. These processes lead to a mobilization of Fe2+ and Mn2+ upward in the soils profiles, followed by oxidation and precipitation of Fe and Mn oxyhydroxides. These reactions, along with pyrite oxidation, lead to a transformation of the deeper soil horizons. Formation of Fe oxyhydroxides in the uppermost soil horizons exerts control on Si dynamics by co-precipitation and adsorption reactions. Together, Si associated with Fe oxyhydroxides and amorphous silicates are the main components of the readily soluble Si pool in HTF soils. The environmental conditions are conducive to clay transformations in the soils. Our data indicate that kaolinite is progressively altered to Mg-rich smectite through mixed-layering, withdrawing Si from the soil porewater. / Planícies hipersalinas costeiras (PHCs) são ecossistemas transicionais comumente encontrados em regiões áridas e semiárias. Estes ambientes são encontrados em várias regiões do mundo, tais como Oceania (e.g. Austrália e Nova Caledónia), África (e.g. Senegal, Gambia e Madagascar), América Central (e.g. Nicarágua), América do Sul (e.g. Equador e as costas norte, nordeste e sudeste do Brasil). Por estarem posicionados na transição entre os ecossistemas marinhos e de terras altas, os solos de PHCs devem exercer um controle biogeoquímico na ciclagem de nutrientes (e.g. Si e Fe), afetando o fluxo dos mesmo para o oceano e ecossitemas adjacentes. Este controle biogeoquímico é governado pelas condições fisico-químicas do meio (e.g. pH e salinidade) e pelos processos pedogenéticos atuantes nos solos (e.g. processos redox). Desta forma, o estudo da fração coloidal, da pedogênese e da distribuição do Si nos diferentes componentes do solo possibilita caracterizar detalhadamente os solos de PHCs e desvendar os processos que controlam a dinâmica de Si no ambiente. Portanto, duas PHCs localizadas na costa brasileira foram estudadas e os resultados estão apresentados em três capítulos nesta tese. O primeiro capítulo teve por objetivo investigar a pedogênese em PHCs com base em estudos morfológicos e extrações sequenciais de Fe e Mn. O segundo discute a geoquímica de silício nos solos com base em extrações sequenciais, MEV e modelagem de raios-X da fração argila fina. O terceiro capítulo discorre sobre as características, distribuição e gênese de argilominerais nos solos com base em modelagem de raios-X, MET-EDS, FTIR e FRX. As reações redox parecem controlar a evolução pedogenética nestes solos, as quais levam à mobilização ascendente de Fe2+ e Mn2+ nos perfis, oxidação da pirita e, consequentemente, transformação dos horizontes mais profundos. Estes processos também são responsáveis pela formação de oxihidróxidos de Fe e Mn nos horizontes superiores dos perfis de solo, levando à um controle do Si por reações de co-precipitação e adsorção envolvendo oxihidróxidos de Fe. O Si associado aos oxihidróxidos de Fe e silicatos amorfos são os principais componentes da fração mais solúvel de Si nos solos estudados. As condições ambientais nas PHCs são favoráveis às transformações minerais. Os dados indicam que a caulinita é alterada para esmectitas magnesianas por processos de interestratificação, removendo Si da solução do solo.

A malária apresenta um alto índice de mortalidade com mais de 500 mil mortes registradas em 2013. Para agravar a situação de saúde pública, foi descrito o surgimento de resistência às drogas usadas na terapêutica da doença. Torna-se necessário a identificação e o estudo de novos alvos antimaláricos. A via MEP se mostra como um potencial alvo para o desenvolvimento de drogas contra P. falciparum uma vez que está ausente em humanos. Nossos objetivos foram avaliar a função da vitamina E biossintetizada pelo parasita, caracterizar a biossíntese de vitamina K1 e o metabolismo de fitol. Esse estudo determinou que a vitamina E biossintetizada pelo parasita atua no sistema redox do parasita. Por outro lado, mostramos que a biossíntese de vitamina K1 é ativa no parasita e detectamos sua forma reduzida. Por fim, observamos que existe uma via de reaproveitamento de fitol em P. falciparum assim como em plantas. O estudo abre oportunidades para um desenvolvimento racional de novos antimaláricos e aprofunda o conhecimento na biologia do parasita. / Malaria has the highest mortality rate with more than 500 000 deaths in 2013. The public health situation gets worse because it has been described the emergence of resistance to common drugs used in the treatment of disease. It is necessary to identify and study of new antimalarial targets. The MEP pathway is a potential target for drug development against Plasmodium falciparum once it is absent in humans. Our objectives were to evaluate the function of vitamin E biosynthesized by the parasite and characterize the biosynthesis of vitamin K1 and the phytol metabolism. This study determined that vitamin E biosynthesized by the parasite operates in the redox system of the parasite. We show the biosynthesis of vitamin K1 is active on parasite and we detected its reduced form. Finally, we demonstrate that there is a phytol salvage pathway in P. falciparum as well as plants. The study opens opportunities for the rational development of new antimalarials and deepens knowledge on parasite biology.

O conteúdo de reações redox tem sido apontado como sendo um dos mais difíceis para os docentes e estudantes de Química e é de fundamental importância que os professores desenvolvam o conhecimento pedagógico do conteúdo (PCK) de tal tópico para melhor abordá-lo em sua prática pedagógica. Neste trabalho, investigou-se qual o impacto de um curso de formação continuada no desenvolvimento do PCK de professores de Química sobre reações redox. Para fundamentar a estruturação do curso, primeiramente foi feita uma revisão da literatura para mapear como o conteúdo redox vem sendo abordado e as limitações associadas ao seu ensino. Na sequência foram analisados como os livros didáticos do Ensino Médio abordam esse conteúdo e, em seguida, foram investigadas as dificuldades de professores do Ensino Médio em ensinar tal conteúdo. Por fim, investigou-se um curso de formação continuada que envolveu o conteúdo de reações redox. Finalizadas essas etapas de fundamentação, foi planejado e implementado um curso de formação continuada com intuito de desenvolver o PCK de professores sobre reações redox. Durante o curso, os professores foram observados e suas atividades foram analisadas. Os dados coletados se basearam nas respostas ao instrumento CoRe e a outros questionários relacionados às reações redox, planos de aulas, vinhetas e registros audiovisuais. Os dados foram analisados em termos de estratégias de ensino, materiais curriculares, métodos de avaliação e dificuldades dos alunos. Para a análise de dados utilizou-se a análise temática qualitativa com base nos cinco componentes do PCK propostos por Park e Oliver. Os resultados mostram que os professores, após a participação no curso de formação continuada, conseguiram desenvolver os componentes de forma independente e em diferentes níveis, sendo o conhecimento das estratégias o de maior destaque de melhora. Além disso, observam-se indícios de integração dos componentes do PCK. / The redox reactions content has been identified as one of the most difficult topics for chemistry students and teachers, and it is of fundamental importance to the development of chemistry teachers\' pedagogical content knowledge (PCK). This study investigated the impact of a continuous professional development (CPD) course on the development of chemistry teachers\' PCK of redox reactions. Firstly, a literature review was made in order to map how the redox content has been approached and the limitations associated with its teaching. Secondly, high school chemistry textbooks were analyzed to investigate how they address this content and then, difficulties of high school teachers\' teaching this content were investigated. In addition, a CPD course that includes the content of redox reactions was investigated. After completing these steps, a CPD course was designed to develop chemistry teachers\' PCK of redox reactions. During the course, teachers were observed and their activities were analyzed. The data were collected based on the responses to the CoRe (Content Representation) instrument and other questionnaires related to redox reactions, lesson plans, vignettes and audiovisual records. Data were analyzed in terms of teaching strategies, curricular materials, assessment methods and students\' difficulties. For the data analyzing, it was used the qualitative thematic analysis based on the five PCK components proposed by Park and Oliver. The results showed that the teachers that participated in the CPD course, were able to develop the components at different levels independently and their knowledge of the teaching strategies has the most prominent improvement. In addition, evidence of the integration of PCK components was observed.

O efeito de alterações no estado de óxido-redução (redox), tanto pelo aumento no estado oxidativo quanto pelo aumento no estado redutor, foi avaliado sobre a funcionalidade de ilhotas pancreáticas, através da análise da secreção de insulina estimulada pela glicose (GSIS), metabolismo da glicose e oscilações intracelulares de cálcio. O aumento no estado oxidativo inibiu a funcionalidade da célula pancreática. Entretanto, diminuição no estado oxidativo pela adição de antioxidantes exerceu efeito dual sobre a funcionalidade da célula <font face=\"Symbol\">&#946 pancreática, na qual pequenas alterações no estado redox estimularam a GSIS, enquanto alterações maiores suprimiram este efeito positivo. Adicionalmente, o conteúdo das espécies reativas de oxigênio (EROs) foi modulado por mudanças na concentração de glicose. Agudamente, o aumento na concentração de glicose suprimiu o conteúdo de EROs, que pôde ser correlacionada com o aumento na atividade da via de formação de NADPH, a via das pentoses-fosfato. Sob estes aspectos, alterações no estado redox podem ser parte do processo da GSIS. / The effect of changes in the oxidation/reduction (redox) state over pancreatic islet function was analyzed by shifts toward oxidative or reducing environments. Pancreatic cell function was analyzed by glucose-stimulated insulin secretion (GSIS), glucose metabolism and intracellular calcium oscillations. Redox modulation favoring the oxidative state inhibited pancreatic cell function. However, the suppression of the oxidative state by antioxidant treatment exerted a dual effect on pancreatic <font face=\"Symbol\">&#946 cell function, where small changes were positively correlated with an increase in insulin secretion, while higher changes suppressed GSIS. Additionally, the reactive oxygen species (ROS) content was modulated by changes in glucose concentration. Increasing concentrations of glucose acutely suppressed ROS content, what was correlated with the activation of the NADPH source, the pentose-phosphate pathway. Thus, the intracellular adjustment of ROS content may be part of the insulin secretion mechanism in response to glucose.

Neste trabalho foi estudado o comportamento eletroquímico de materiais à base de carbono Printex 6L, sem e com a adição de compostos orgânicos da classe das quinonas (2-terc-butil-9,10-antraquinona (TBA) e 2-etil-9,10-antraquinona (EA)) para a produção de peróxido de hidrogênio (H2O2) a partir da reação de redução do oxigênio gasoso (O2). Na primeira etapa, foi utilizada a técnica de microcamada porosa depositada sobre um eletrodo de disco/anel rotatório, sendo que a partir dos resultados obtidos foram confeccionados eletrodos de difusão gasosa (EDG) para a eletrogeração de H2O2. Os melhores resultados utilizando a microcamada porosa foram para os materiais com a adição dos modificadores, sendo que o material com 1,0% (m/m) de TBA na demonstrou ser o mais eficiente na geração de peróxido de hidrogênio, apresentando eficiência 20% maior comparado ao Printex 6L sem modificador. Com o eletrodo de difusão gasosa confeccionado com o composto orgânico escolhido, na melhor porcentagem de adição mássica de modificador, obteve-se a concentração de 301 mg L-1, sendo que com o eletrodo confeccionado com Printex 6L sem modificador obteve-se a concentração de 175 mg L-1, sob as mesmas condições experimentais. A eficiência cinética também apresentou os mesmos resultados quanto à eficiência dos materiais escolhidos, sendo de 5,94 mg L-1 min-1 para o material com 1,0% de TBA, no potencial de -1,0 V (vs. ECS), e de 3,05 mg L-1 min-1 para o eletrodo de difusão gasosa sem modificador, no potencial de -0,8 V (vs. ECS). / In this work, the electrochemistry behavior of the materials prepared with Printex 6L, with and without addition of organic compounds of the class of quinones, being the compounds: 2-tert-butyl-9,10-anthraquinone (TBA) and 2-ethyl-9,10-anthraquinone (EA). These materials were used to promote the electrogeneration of hydrogen peroxide through the oxygen reduction reaction. In the first phase, it was used the technique of porous microlayer deposited on the rotating ring/disk electrode, and after has been confectioned gas diffusion electrodes (GDE). The best results using the porous microlayer were for the materials with addition of modifiers, and the material with 1.0% (m/m) of 2-terc-butyl-9,10-anthraquinone was demonstrated to be the most efficient in generating hydrogen peroxide, presenting an efficiency 20% higher when compared to Printex 6L without the modifier. The gas diffusion electrode made with the chosen organic compound, in the best massic percentage of modifier, obtained the concentration of 301 mg L-1, and the electrode made with Printex 6L without the modifier obtained the maximum concentration of 175 mg L-1, under the same experimental conditions. The kinect efficiency also demonstrated the same results regarding the efficiency of the chosen materials, which means 5.94 mg L-1 min-1 for the material with 1.0% of 2-terc-butyl-9,10-anthraquinone, in the potential of -1.0 V(vs. SCE), and 3.05 mg L-1 min-1 for the gas diffusion electrode without the modifier, in the potential of -0.8 V (vs. SCE).

No Brasil, a contaminação do solo por derramamentos de combustíveis representa um dos mais graves problemas ambientais e o impacto da introdução de novas misturas como diesel/biodiesel na matriz energética requer investigação quanto a tecnologias apropriadas de remediação. O presente estudo teve por objetivo avaliar diferentes estratégias de biorremediação no tratamento de solo contaminado experimentalmente com óleo diesel B5. Foram conduzidos três experimentos. No primeiro, quatro microcosmos em duplicata, contendo 500 g de solo e 5% (p/p) de óleo diesel B5, todos suplementados com oxigênio através de revolvimento manual e com ajuste de umidade, tiveram como tratamentos: bioestímulo com ajuste de pH (BE1); bioestímulo com ajuste de pH e nutrientes (BE2); bioaumento com ajuste de pH, nutrientes e adição de consórcio microbiano comercial KMA (BAM) e; controle abiótico, com ajuste de pH e solo esterilizado em autoclave (PA). Paralelamente, foi conduzido tratamento por bioaumento com ajuste de pH e nutrientes, suplementação de oxigênio e consórcio KMA, em solo contaminado apenas por diesel a 5% (BAD). A população microbiana foi monitorada através da contagem de UFC e os tratamentos, avaliados pela remoção de carbono orgânico e de hidrocarbonetos de petróleo (n-alcanos C10-C36). No segundo experimento, o metabolismo microbiano aeróbio foi avaliado através da produção de CO2 em respirômetros de Bartha (triplicatas), em solo contaminado com 5% (p/p) de óleo diesel B5, ajustado para pH e umidade, nas seguintes condições: solo com adição do consórcio KMA; solo com adição de cultura microbiana obtida a partir de outro solo proveniente de um posto de combustível com histórico de vazamento de tanques (RES) e; solo esterilizado por adição de azida de sódio a 0,3% (p/p). Como controle, solo sem contaminação, com sua população microbiana autóctone. No terceiro experimento, a capacidade da microbiota autóctone (EX), assim como do consórcio KMA e da cultura RES, em biodegradar óleo diesel B5, diesel e biodiesel de soja foi testada através do uso de indicadores de oxirredução DCPIP e TTC. Os experimentos em microcosmos indicam que houve uma complementaridade metabólica entre a população nativa e o consórcio comercial de microorganismos KMA, cuja presença promoveu um decaimento mais rápido de n-alcanos nas primeiras semanas do experimento. No entanto, após 63 dias de experimento, os tratamentos BAM, BAD e BE2 apresentaram, respectivamente, em média, 92,7%, 89,4% e 81,7% de remoção dos hidrocarbonetos n-alcanos C10-C36, sendo tais diferenças, sem significância estatística. Nos respirômetros, o bioaumento com cultura microbiana RES apresentou a maior produção de CO2 e a maior remoção de hidrocarbonetos (46,2%) após 29 dias. Tanto nos ensaios em microcosmos quanto nos respirométricos, não foi possível estimar a contribuição dos processos abióticos, tendo em vista evidências da existência de atividade microbiana no solo esterilizado térmica ou quimicamente. Os ensaios com os dois indicadores redox mostraram que apenas a microbiota nativa do solo em estudo e a cultura microbiana RES apresentaram potencial para degradar óleo diesel B5, biodiesel de soja ou diesel, quando colocadas em meio mineral contendo tais combustíveis como única fonte de carbono. / In Brazil, the contamination of soils due to spill of fuels is one of the most serious environmental problems. The impact of introducing new fuel mixtures in the energy matrix, such as diesel/biodiesel requires investigation regarding appropriate remediation technologies. The objective of this study was to assess different bioremediation strategies for treatment of soil spiked with diesel B5 (diesel plus 5% of biodiesel w/w). Three experiments were carried out. In the first, four microcosms (in duplicate), with 500g of soil and 5% (w/w) of diesel B5 each, being all of them supplied with oxygen by manual stirring and with moisture, performed the following treatments: bio-stimulation with pH adjustment (BE1); bio-stimulation with pH and nutrients (N, P) adjustment (BE2); bio-augmentation with pH and nutrients adjustment and addition of a commercial consortium of microorganisms KMA (BAM); abiotic processes control with pH adjustment and soil that underwent thermal sterilization (PA). As a control of the effect of biodiesel, a bio-augmentation treatment was carried out with pH and nutrients adjustment, oxygen supply and addition of KMA consortium, in soil contaminated only with diesel at 5% (w/w) (BAD). The microorganisms populations were monitored through colony-forming units CFU, and the treatment efficiency was estimated based on removal of total organic carbon (TOC) and petroleum hydrocarbon (n-alkanes C10-C36). In the second experiment, the microorganisms aerobic metabolism was assessed through measurement of the CO2 production in Barthas respirometers in triplicates, pH and moisture adjustment, under the following conditions: Contaminated soil inoculated with KMA consortium; contaminated soil inoculated with a microorganisms culture obtained from another soil excavated from a gas station with leaking from the tanks (RES); contaminated soil sterilized with sodium azide 0.3% (w/w) (PA). As a control, soil with no contamination and its indigenous microbiota was monitored. In the third experiment, the capacity of the indigenous microbiota (EX), as well as the consortia KMA and RES in biodegrading diesel B5 and pure biodiesel from soil-beans were assessed by using the oxi-reduction indicators DCPIP and TTC. The experiments in microcosms showed a higher percentage of decay in n-alkanes C10-C36 during the first weeks, in those microcosms where commercial consortium KMA was added, suggesting metabolic complementation between the indigenous and the KMA microbiota. However, after 63 days, the treatments BAM, BAD and BE2 showed respectively the average removal of 92.7%, 89.4% and 81.7% of n-alkanes C10-C36, been the differences statistically not significant. In both experiments (microcosms and Bartha respirometers) it was not possible to estimate the contribution of the abiotic processes alone, due to clear indication of microbiological activity in the soils that underwent thermal or chemical sterilization. In the Bartha respirometers, bio-augmentation with the RES culture presented higher CO2 production and the highest hydrocarbons removal (46.2%) after 29 days. The assays with the redox indicators showed that both the native microbiota of the soil and the RES microbial culture presented potential to degrade diesel B5, biodiesel and diesel, when placed in mineral media with these fuels as the only carbon source.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / In tropical regions, where there is a high incidence of light, electrons can accumulate in the transport chain (PET) producing large quantities of H 2 O 2 and other ROS, which might generate photodamage and photoinhibition. To survive to these challenges, plants have developed several mechanisms to mitigate the excess energy in photosystems, besides having an efficient machinery for removal of excess H 2 O 2 , which includes cytosolic APX (cAPX). However, double - silenced rice plants for cAPX (OsAPX1/2) do not show large differences in morpho - phenotype when compared to non - transformed (NT), although OsAPX1/2 presents induction of expression on several proteins re lated to photosynthesis. The physiological implications of this induction, as well as its consequences for OsAPX1/2 resistance against stresses of high light (HL), are still poorly known. Aiming to clarify the role of cAPx in pho tosynthesis, OsAPX1/2 plant s were produced, subjected to 24 hours of HL (2 , 000 &#956; mol m - 2 s - 1 ) and studied for the expression and activity of proteins related to photosynthesis , ph otorespira tion and redox homeostasis . The amount of several PET proteins (Lhcb1, PsbO, Psb P, PsbQ, PSAC, P C, FNR and FDX) and Chl and Pheo were increased in OsAPX1/2 in normal growth conditions, however without causing changes in the in vivo photochemistry activity parameters (Fv /Fm and &#916;Fm/Fm'). In contrast, expression of proteins associated with Calvin - Benso n cycle (Rls, ativase RBC) and rubisco carboxylation activity ( in vivo and in vitro ) were not altered in mutants under normal growth conditions . In HL, the expression of proteins related to photosynthesis was strongly repressed in all genotypes , as well as gas exchange parameters and Fv/Fm, the latter being strong indication of photoinhibition. Moreover, proteins related to photorespiration showed increased expression/activity in response to HL in NT and maintenance of already high levels in OsAPX1/2. In OsAPX1/2 t h e expression and activity of chloroplastic Cu/Zn - SOD showed a similar response exhibited by photorespiration - related proteins, although the activity of thylakoid APX has been greatly reduced, meaning deficiency in water - water cycle. Taken togeth er, these data demonstrate that induction of expression of proteins related PET in OsAPX1/2 plants may represent a compensatory mechanism for maintaining the photosynthetic activity levels similar to NT. Moreover, in HL, it is possible that the increased e xpression of photorespiration - related proteins in OsAPX1/2 acts as alternative electron sink, compensating the deficiency in the water - water cycle from these plants / Em regiÃes tropicais, onde existe alta incidÃncia luminosa, os elÃtrons podem se acumular na cadeia transportadora (PET) produzindo grandes quantidades de H 2 O 2 e outras ROS, que podem gerar fotodano e fotoinibiÃÃo. Para sobreviver a esse desafio, plantas desenvolveram vÃrios mecanismos de atenuaÃÃo do excesso de energia nos fotossistemas, alÃm de contar com uma eficiente ma quinaria de remoÃÃo do excesso de H 2 O 2 , da qual fazem parte as APX citosÃlicas (cAPX). Entretanto, plantas duplamente silenciadas para as cAPX (OsAPX1/2) nÃo apresentam grandes diferenÃas morfo - fenotÃpicas quando comparadas Ãs nÃo transformadas (NT), embor a OsAPX1/2 apresente induÃÃo de expressÃo de diversas proteÃnas relacionadas com a fotossÃntese, comparadas com as NT. As implicaÃÃes fisiolÃgicas dessa induÃÃo, assim como suas consequÃncias para a resistÃncia de OsAPX1/2 contra estresses de alta luz (HL) , ainda sÃo pouco conhecidas. Objetivando clarificar o papel das cAPx na fotossÃntese, plantas de arroz OsAPX1/2 foram produzidas, submetidas a 24 horas de HL (2000 &#956; mol m - 2 s - 1 ) e estudadas quanto à expressÃo e atividade de proteÃnas relacionadas com a fotossÃntese, fotorespiraÃÃo e homeostase redox. A quantidade de diversas proteÃnas da PET (Lhcb1, PsbO, PsbP, PsbQ, PSAC, PC, e FDX FNR), bem como teores de Chl e Pheo foram aum entadas em OsAPX1/2 em condiÃÃes normais de crescimento sem causar alteraÃÃes nos parÃmetros de atividade fotoquÃmica in vivo (Fv/Fm e &#916; Fm/Fm'). Em contraste, as proteÃnas relacionadas com expressÃo ciclo de Calvin - Benson (Rls, ativase de Rbc) e a ativida de de carboxilaÃÃo da rubisco ( in vivo e in vitro ) nÃo foram alterados nos mutantes em condiÃÃes normais de crescimento. Em HL, a expressÃo de proteÃnas relacionadas com fotossÃntese foi fortemente reprimida em ambos os genÃtipos, assim como os parÃmetros de trocas gasosas e Fv/Fm, sendo esse Ãltimo forte indÃcio de fotoinibiÃÃo. Por outro lado, as proteÃnas relacionadas com a fotorespiraÃÃo, ou mostraram aumento na expressÃo/atividade em resposta à luz elevada (NT) ou manutenÃÃo de nÃveis jà elevados (OsAP X1/2) . A expressÃo e atividade de Cu/Zn - SOD de cloroplastos mostrou resposta similar a exibida pelas proteÃnas da fotorespiraÃÃo, embora a atividade de APX de tilacÃides tenha sido fortemente reduzida em OsAPX1/2, evidenciando deficiÃncia no ciclo Ãgua - Ãgu a. Tomados em conjunto, estes dados demonstram que a induÃÃo da expressÃo de proteÃnas relacionadas com o PET em OsAPX1/2 pode representar um mecanismo compensatÃrio para a manutenÃÃo da atividade fotossintÃtica aos nÃveis da NT. Por outro lado, sob HL, à possÃvel que o aumento da expressÃo de proteÃnas associadas com fotorespira ÃÃo em OsAPX1/2 atue como dissipador alternativo de elÃtrons, compensando a deficiÃncia no ciclo da Ãgua - Ãgua dessas plantas

A malária apresenta um alto índice de mortalidade com mais de 500 mil mortes registradas em 2013. Para agravar a situação de saúde pública, foi descrito o surgimento de resistência às drogas usadas na terapêutica da doença. Torna-se necessário a identificação e o estudo de novos alvos antimaláricos. A via MEP se mostra como um potencial alvo para o desenvolvimento de drogas contra P. falciparum uma vez que está ausente em humanos. Nossos objetivos foram avaliar a função da vitamina E biossintetizada pelo parasita, caracterizar a biossíntese de vitamina K1 e o metabolismo de fitol. Esse estudo determinou que a vitamina E biossintetizada pelo parasita atua no sistema redox do parasita. Por outro lado, mostramos que a biossíntese de vitamina K1 é ativa no parasita e detectamos sua forma reduzida. Por fim, observamos que existe uma via de reaproveitamento de fitol em P. falciparum assim como em plantas. O estudo abre oportunidades para um desenvolvimento racional de novos antimaláricos e aprofunda o conhecimento na biologia do parasita. / Malaria has the highest mortality rate with more than 500 000 deaths in 2013. The public health situation gets worse because it has been described the emergence of resistance to common drugs used in the treatment of disease. It is necessary to identify and study of new antimalarial targets. The MEP pathway is a potential target for drug development against Plasmodium falciparum once it is absent in humans. Our objectives were to evaluate the function of vitamin E biosynthesized by the parasite and characterize the biosynthesis of vitamin K1 and the phytol metabolism. This study determined that vitamin E biosynthesized by the parasite operates in the redox system of the parasite. We show the biosynthesis of vitamin K1 is active on parasite and we detected its reduced form. Finally, we demonstrate that there is a phytol salvage pathway in P. falciparum as well as plants. The study opens opportunities for the rational development of new antimalarials and deepens knowledge on parasite biology.

Hypersaline tidal flats (HTFs) are transitional ecosystems commonly occurring in arid and semiarid coastal areas. (e.g. Australia and New Caledonia), Africa (e.g. Senegal, Gambia, and Madagascar), Central America (e.g. Nicaragua), South America (e.g. Ecuador and on the north, northeast, and southeast Brazilian coasts). Due to their location, HTFs might exert biogeochemical control over cycling of nutrients (e.g. Fe and Si) across the land to ocean transition, accelerating or retarding the nutrient export to the ocean and other adjacent ecosystems. This biogeochemical control is governed by soil physicochemical conditions (e.g. pH and salinity) and pedogenesis (e.g. redox processes). Thus, study of the soil coloidal fraction, the pedogenic processes, and the distribution of Si in the different soil components can provide a detailed characterization of HTF soils and give insights into the Si dynamics in these environments. In view of this, two HTFs on the Brazilian coast were studied on the Brazilian coast and the data are presented here. The first chapter aims to investigate the pedogenesis in HTF soils based on detailed morphological descriptions and Fe and Mn sequential extractions. The second chapter discusses silicon geochemistry in HTF soils based on sequential extractions, SEM, and XRD modeling of the fine clay fraction. And lastly, the third one reports the characteristics, distribution, and genesis of clay minerals in HTF soils on the basis of XRD modeling, TEM-EDS, FTIR, and XRF analysis. Redox reactions control the pedogenic evolution in HTF soils. These processes lead to a mobilization of Fe2+ and Mn2+ upward in the soils profiles, followed by oxidation and precipitation of Fe and Mn oxyhydroxides. These reactions, along with pyrite oxidation, lead to a transformation of the deeper soil horizons. Formation of Fe oxyhydroxides in the uppermost soil horizons exerts control on Si dynamics by co-precipitation and adsorption reactions. Together, Si associated with Fe oxyhydroxides and amorphous silicates are the main components of the readily soluble Si pool in HTF soils. The environmental conditions are conducive to clay transformations in the soils. Our data indicate that kaolinite is progressively altered to Mg-rich smectite through mixed-layering, withdrawing Si from the soil porewater. / Planícies hipersalinas costeiras (PHCs) são ecossistemas transicionais comumente encontrados em regiões áridas e semiárias. Estes ambientes são encontrados em várias regiões do mundo, tais como Oceania (e.g. Austrália e Nova Caledónia), África (e.g. Senegal, Gambia e Madagascar), América Central (e.g. Nicarágua), América do Sul (e.g. Equador e as costas norte, nordeste e sudeste do Brasil). Por estarem posicionados na transição entre os ecossistemas marinhos e de terras altas, os solos de PHCs devem exercer um controle biogeoquímico na ciclagem de nutrientes (e.g. Si e Fe), afetando o fluxo dos mesmo para o oceano e ecossitemas adjacentes. Este controle biogeoquímico é governado pelas condições fisico-químicas do meio (e.g. pH e salinidade) e pelos processos pedogenéticos atuantes nos solos (e.g. processos redox). Desta forma, o estudo da fração coloidal, da pedogênese e da distribuição do Si nos diferentes componentes do solo possibilita caracterizar detalhadamente os solos de PHCs e desvendar os processos que controlam a dinâmica de Si no ambiente. Portanto, duas PHCs localizadas na costa brasileira foram estudadas e os resultados estão apresentados em três capítulos nesta tese. O primeiro capítulo teve por objetivo investigar a pedogênese em PHCs com base em estudos morfológicos e extrações sequenciais de Fe e Mn. O segundo discute a geoquímica de silício nos solos com base em extrações sequenciais, MEV e modelagem de raios-X da fração argila fina. O terceiro capítulo discorre sobre as características, distribuição e gênese de argilominerais nos solos com base em modelagem de raios-X, MET-EDS, FTIR e FRX. As reações redox parecem controlar a evolução pedogenética nestes solos, as quais levam à mobilização ascendente de Fe2+ e Mn2+ nos perfis, oxidação da pirita e, consequentemente, transformação dos horizontes mais profundos. Estes processos também são responsáveis pela formação de oxihidróxidos de Fe e Mn nos horizontes superiores dos perfis de solo, levando à um controle do Si por reações de co-precipitação e adsorção envolvendo oxihidróxidos de Fe. O Si associado aos oxihidróxidos de Fe e silicatos amorfos são os principais componentes da fração mais solúvel de Si nos solos estudados. As condições ambientais nas PHCs são favoráveis às transformações minerais. Os dados indicam que a caulinita é alterada para esmectitas magnesianas por processos de interestratificação, removendo Si da solução do solo.