O fator de alcalinização rápida ou RALF (do inglês, Rapid ALkalinization Factor) é um peptídeo hormonal ubíquo que induz a atividade de uma MAP quinase, bem como um aumento rápido do pH extracelular do meio de cultura de células em suspensão. O AtRALF1, uma das 37 isoformas de RALF presentes em Arabidopsis thaliana, é um peptídeo secretado de 5 kDa, que inibe o crescimento radicular e causa uma rápida mobilização de Ca2+ extra e intracelular. Em células eucarióticas, calmodulinas são proteínas bem caracterizadas por mediar a transdução de sinais de Ca2+ intracelular. Entretanto, em várias espécies vegetais incluindo Arabidopsis, também existem relatos de calmodulinas secretadas com funções ainda desconhecidas. Neste trabalho, foi caracterizada a AtCML38, uma proteína de Arabidopsis semelhante a calmodulina e que interage com o peptídeo AtRALF1. Análises in silico e por RT-PCR semi-quantitativo mostram a co-expressão de ambos os genes AtRALF1 e AtCML38 em raízes de plântulas de Arabidopsis. Apesar da ausência de um peptídeo sinal típico na proteína AtCML38, a localização sub-celular demonstra que esta é secretada através da via secretória RE-Golgi. O uso de uma versão truncada da AtCML38, cujos 87 primeiros aminoácidos foram retirados, indicou que o N-terminal é essencial para o seu direcionamento. Por meio de ensaios de complementação fluorescente bimolecular, foi demonstrado que AtCML38 interage com AtRALF1 no apoplasto de folhas de tabaco. Ensaios de pulldown indicam que esta interação é específica e dependente de Ca2+ e do pH. Um mutante por inserção de T-DNA, que não produz a proteína AtCML38 (cml38), mostrou-se insensível ao peptídeo AtRALF1 aplicado exogenamente, e suas raízes cresceram normalmente. Plantas transgênicas de Arabidopsis super-expressando o gene AtRALF1 (35S:AtRALF1) têm um fenótipo semi-anão com pronunciada redução do crescimento radicular. Contudo, quando plantas 35S:AtRALF1 foram cruzadas com o mutante cml38, suas progênies exibiram fenótipo e crescimento radicular normais, apesar do acúmulo do peptídeo AtRALF1. Juntos, os resultados mostram que AtCML38 interage com o peptídeo hormonal AtRALF1, e que a proteína AtCML38 é essencial para inibição do crescimento radicular causado pelo peptídeo. / Rapid alkalinization factor (RALF) is a ubiquitous peptide hormone that induces a MAP kinase and a rapid increase in the pH of the extracellular media of cell suspension cultures. AtRALF1, one of the 37 RALF isoforms of Arabidopsis thaliana, is a secreted peptide of 5 kDa that inhibits root growth and causes a rapid mobilization of extra and intracellular Ca2+. In eukaryotic cells, calmodulin proteins are well-characterized to mediate intracellular Ca2+ signal transduction. Nevertheless, in several plant species including Arabidopsis, there are also reports of calmodulins being secreted with still unknown function. In this work, we characterized the AtCML38, a calmodulin-like protein from Arabidopsis as an AtRALF1-interacting protein. Analyses in silico and semiquantitative RT-PCR show co-expression of both AtCML38 and AtRALF1 genes in roots of Arabidopsis seedlings. Despite the fact that AtCML38 lacks a typical signal peptide, subcellular localization demonstrates that AtCML38 is secreted via the ER-Golgi secretory pathway. A truncated AtCML38, without the first 87 amino acids indicates that the N-terminal is essential for targeting. Through bimolecular fluorescence complementation assays, we showed that AtCML38 protein interacts with AtRALF1 in the apoplast of epidermal cells from tobacco leaves. Pull down assays indicate that this interaction is specific, Ca2+- and pH-dependent. A T-DNA insertion mutant defective in the AtCML38 protein (cml38) was insensitive to exogenously applied AtRALF1 peptide and their roots grow just as the wild type plants. Transgenic Arabidopsis plants overexpressing the AtRALF1 gene (35S:AtRALF1) have a semi-dwarf phenotype with a pronounced reduction in the root growth. However, when 35S:AtRALF1 plants are crossed with the mutant cml38, their progenies are normal looking and exhibit normal root growth in spite of the high accumulation of AtRALF1 peptide. Taken together, the results show that AtCML38 interacts with the peptide hormone AtRALF1 and that the protein AtCML38 is essential for the root growth inhibition caused by the peptide.

RALFs são peptídeos hormonais de aproximadamente 5kD que regulam negativamente o alongamento celular. Dentre suas atividades biológicas, a alcalinização do meio extracelular e a inibição do alongamento celular são tidas como associadas, pois a acidificação do meio extracelular é necessária para a expansão celular. A atividade de alcalinização e a de inibição do crescimento são medidas em dois ensaios distintos: o ensaio de alcalinização do meio extracelular de células em suspensão e o ensaio do crescimento de raiz primária de plantas jovens. Buscando-se fazer ambas as avaliações da inibição da expansão celular e da alcalinização em um único modelo de estudo, tomou-se como medida da expansão celular o volume das células decantadas (VCD). Quando o tampão MES ou o pré-tratamento com \"Fusicoccin\" foi utilizado para se atenuar o efeito de alcalinização do AtRALF1, verificou-se que o efeito de inibição do alongamento celular não sofreu alteração. Em arabidopsis são encontrados nove peptídeos RALF, que apresentam alta similaridade com o RALF original de tabaco. Com exceção do AtRALF4, todos são capazes de alcalinizar o meio extracelular e inibir raízes. A comparação da estrutura primária do AtRALF4 com os demais RALFs mostra que poucos resíduos são distintos entre eles, sugerindo que estes possam ser os determinantes das atividades de inibição e alcalinização. A alteração de um destes resíduos, AtRALF4(N92A), é capaz de restaurar a capacidade do AtRALF4 de inibir as raízes sem, no entanto, recuperar a atividade de alcalinização. Quando três outros resíduos exclusivos do AtRALF4 foram substituídos pelos seus correspondentes do AtRALF1, observa-se uma restauração parcial da alcalinização, desta vez, sem alterar a capacidade de inibir as raízes. Recentemente, foi mostrado pelo nosso grupo que o peptídeo AtRALF1 induz a expressão de genes relacionados ao rearranjo da parede celular. Quando verificado por PCR quantitativa, contatou-se que somente os peptídeos mutantes que apresentam atividade de inibição do crescimento são capazes de promover uma indução semelhante. Ainda, utilizando gel indicador de pH, verificou-se que plantas transgênicas super-expressando AtRALF1 (35S:AtRALF1) acidificam o meio durante seu crescimento de maneira semelhante a plantas selvagens. O peptídeo de defesa AtPEP1, a exemplo dos peptídeos RALF, também promove a alcalinização do meio extracelular. A utilização de drogas para reproduzir ou atenuar o efeito de alcalinização promovido por este peptídeo sugere que a expressão dos genes responsivos a AtPEP1 também não está relacionada à alteração na atividade das próton-ATPases. Finalmente, quando mutantes para ambos os receptores de AtPEPs foram utilizados (atpepr1/r2) em gel indicador de pH, verificou-se que estes alcalinizam o pH da rizosfera na presença do peptídeo. Nossos dados somados sugerem uma dissociação das atividades biológicas de alcalinização do meio extracelular e de inibição da expansão celular. A alteração na atividade das próton-ATPases pode não ser apenas uma mensagem secundária do efeito biológico, mas sim outra fonte de informação independente e ainda pouco explorada como tal. / RALFs are 5kD peptide hormones that negatively regulates cell expansion. Among the biological activities of the RALF peptide, the extracellular alkalinization and cellular expansion inhibition were previously suggested to be associated, once the extracellular acidification is required to cell expansion. Usually, the alkalinization and cell expansion inhibition activities are evaluated in two different assays, the cell suspension medium alkalinization and the plantlet root growth inhibition. We manage to set an assay in which both cell expansion inhibition and extracellular alkalinization activities could be evaluated. Using the package suspension cell volume through decantation as a value of cell expansion, we evaluated the relation between alkalinization and cell expansion inhibition in different conditions. When the MES buffer or the pre-treatment with Fusicoccin was used to arrest the AtRALF1 extracellular alkalinization, the package cell volume inhibition activity was not affected. There are 9 RALF peptides encoded in arabidopsis plants that are closely related with the first isoform isolated from tobacco. With exception of the AtRALF4, all those isoforms are able to alkalinize the extracellular medium and arrest root growth. Comparing the AtRALF4 with other eight isoforms, we verified that are few different amino acids between them, suggesting that those amino acids could be essential for the biological activities. The rescue of one of those amino acids, AtRALF4(N92A), was able to regain the root growth inhibition activity of the AtRALF4 peptide, although the extracellular alkalinization activity was not restored. When three other AtRALF4 amino acids were substituted by their AtRALF1 correspondent, there is a partial rescue of the extracellular alkalinization activity, but no alterations in the root growth inhibition. We had recently shown that the AtRALF1 peptide induces the expression of genes related to cell wall rearrangement. The quantitative PCR analyses demonstrates that only the mutant peptides that are able to arrest root growth are also able to induce the gene expression. When submitted to a pH indicator, it was verified that AtRALF1 overexpressing plants acidifies it during its growth, as much as wild type plants.The defense peptide AtPEP1, similarly of AtRALF1, also triggers extracellular alkalinization. The use of proton-pump chemical modulators to simulate or arrests AtPEP1 extracellular alkalinization activity suggests that the gene expression of the AtPEP1-responsive genes is not related to changes in plasma membrane proton pump activity. Finally, when double mutants for both the AtPEP1 receptors (atpepr1/r2) were submitted to a pH gel indicator, it was seen that they alkalinize the rhizosphere pH in the presence of the AtPEP1 peptide. Our data suggests that the extracellular alkalinization and arrest of cell expansion activities are dissociated. The proton pump modulation activity may not be only a secondary messenger, but another source of information independent and yet to be explored.

Os peptídeos hormonais vegetais, que vêm sendo caracterizados em plantas desde a década de 90, podem estar relacionados com defesa, reprodução, crescimento e desenvolvimento de plantas. O peptídeo RALF (Rapid Alkalinization Factor), ubíquo no reino vegetal, está envolvido com o desenvolvimento de plantas. Em arabidopsis há 37 genes que codificam peptídeos RALF (AtRALFs). A isoforma mais estudada é a AtRALF1, a qual regula de maneira negativa a expansão celular, inibindo o crescimento de raiz primária e o alongamento de hipocótilo quando aplicado exogenamente. Recentemente, demonstrou-se a existência de uma relação antagônica entre AtRALF1 e a via de brassinosteróides (BRs) no desenvolvimento de raízes. Quando mutantes da via de sinalização do BR foram avaliados quanto a sua resposta ao peptídeo AtRALF1, descobriu-se que mutantes para o receptor quinase1 associado ao BRI1 (bak1) são insensíveis a AtRALF1. Experimentos utilizando o sistema de duplo híbrido em levedura, a co-imunoprecipitação e a indução de genes marcadores em mutantes bak1 foram realizados e confirmaram o envolvimento da proteína BAK1 na percepção do peptídeo. Plantas transgênicas que superexpressam AtRALF1 apresentam um fenótipo semi-anão, no entanto, quando as mesmas foram cruzadas com o mutante bak1, suas progênies apresentaram um fenótipo similar ao de plantas selvagens. Ainda, quando plantas deste cruzamento foram novamente cruzadas com plantas selvagens, plantas com fenótipo semi-anão foram observadas na prole. Ensaios de ligação usando o peptídeo AtRALF1 marcado com éster de acridínio foram realizados e mostraram que em mutantes bak1, a ligação do AtRALF1 é menor em aproximadamente 30% quando comparada com plantas selvagens. Os dados obtidos mostram que a proteína BAK1 interage fisicamente com o AtRALF1, está envolvida na percepção do peptídeo, é essencial para a inibição do crescimento da raiz primária causada pelo AtRALF1 e é necessária para a indução dos genes responsivos ao AtRALF1. / The plant peptides, which have been characterized in plants since the 90\'s, can be related to defense, reproduction, growth and development of plants. The RALF (Rapid Alkalinization Factor) peptide, ubiquitous in the plant kingdom, is related to the development of plants. In arabidopsis plants, there are 37 genes encoding RALF peptides (AtRALFs). AtRALF1 is the most studied isoform, which negatively regulate cell expansion, inhibiting primary root growth and hypocotyl elongation when it is applied exogenously. Recently, an antagonistic relationship between AtRALF1 and the brassinosteroids (BRs) to control root development had been demonstrated. When the response of mutants related to the BR signaling pathway to AtRALF1 peptide was investigated, it was found that mutants lacking the BRI1-associated receptor kinase1 (bak1) are insensitive to AtRALF1. Experiments using the two-hybrid system in yeast, co-immunoprecipitation, and the induction of marker genes in bak1 mutants were carried out, and confirmed the involvement of the BAK1 protein in the perception of AtRALF1 peptide. Transgenic plants overexpressing AtRALF1 are semi-dwarf. However, when those transgenic plants were crossed with bak1 mutant, their progeny showed a wild-type phenotype. Besides, when plants from this progeny were crossed again with wild-type plants, semi-dwarf phenotype plants were obtained in the offspring. Binding assays using AtRALF1 labeled with acridinium-ester were performed, and showed that in bak1 mutants, the AtRALF1 binding was reduced approximately 30% when compared to wild-type plants. All data indicate that BAK1 protein interacts physically with AtRALF1, it\'s involved with the peptide perception, essential for the primary root growth inhibition caused by AtRALF1, and required to the induction of genes responsive to AtRALF1.

Recently, narrating the experience of the underage soldier in the Second World War has become a major part of the discourses about the Second World War. Particularly, an empathetic approach to the experience of the underage soldier during the war is a new means of understanding the war. This thesis examines this development in two novels comparing and contrasting the German and the African collective memories of the war: Ralf Rothmann’s "Im Frühling Sterben" (2015) and Biyi Bandele’s "Burma Boy" (2006). Whereas, the thesis can show differences in how the child soldier topic contributes to each cultural memory of the war, e.g. it allows for the entry of the West African story of the war into public discourse, the child soldier topic links both discourses by emphasizing universal human tendencies in war, which can be seen in concepts such as sympathy and empathy, guilt and responsibility, as well as multidirectional memory. / February 2017

O 4-Nonilfenol (4-NF) é o principal produto formado a partir da degradação do Nonilfenol etoxilado, surfactante não iônico amplamente utilizado em formulações de uso doméstico e industrial. Objetivou-se neste estudo desenvolver método de quantificação de 4-NF em HPLC; avaliar a remoção de 4-NF em reatores em batelada com co-substratos (etanol, metanol e fumarato) e avaliar a remoção e degradação de 4-NF em Reator Anaeróbio de Leito Fluidificado (RALF) em escala aumentada (20L), bem como caracterizar a comunidade microbiana estabelecida no material suporte por meio das técnicas de PCR/DGGE do gene RNAr 16S e sequenciamento massivo via plataforma Illumina-Miseq®. O RALF foi preenchido com areia como material suporte, operado com Tempo de Detenção Hidráulico (TDH) de 18,2±1,1 horas e alimentado com meio de cultura acrescido de 4-NF PESTANAL® (Sigma-Aldrich®). Análises de monitoramento da concentração de 4-NF e matéria orgânica, bem como, dos parâmetros físico-químicos foram realizadas para avaliar a estabilidade do reator quanto a remoção e degradação do composto de interesse. A operação do reator foi dividida em distintas etapas, contando com inoculação do RALF em circuito fechado, adaptação ao meio de cultura e subsequentes fases com adição de 4-NF. Para reatores em batelada a adição de 4-NF (de 288,97±96,49 a 469,98±182,42 µg L-1) favoreceu a produção média de metano acumulada (de 2.292,3 para 2.744,7 mol, respectivamente) para todos os co-susbtratos testados, todavia, retardou o tempo médio de início da produção (de 15,9 h para 107,9 h), bem como reduziu a velocidade de produção (de 24,4 para 10,9 µmol d-1). Para ensaio com adição de 4-NF e Fumarato foram verificados os maiores valores de produção acumulada de metano (3.163,68±169,17 µmol) e de remoção de DQO (75,52±0,34% para DQO inicial de 1.242,00±27,48 mg L-1), em relação aos demais ensaios com adição de 4-NF. Para a remoção de 4-NF em reatores em batelada os valores não diferiram significativamente. Para o RALF, foram verificadas eficiências médias de remoção de DQO de 90,34±6,1% (Fase I), 94,0±1,2% (Fase II), 97,0±1,3% (Fase III) e 95±1,5% (Fase IV) e 4-NF de 73,2±11,1% (Fase II), 67,3±7,3% (Fase III) e 77,88±8,9% (Fase IV). As diferentes concentrações de 4-NF aplicadas ao RALF não afetaram a eficiência de remoção de DQO e promoveram a seleção dos microrganismos que compuseram a biomassa do leito. Os gêneros mais abundantes identificados no reator sem adição de 4-NF foram Prolixibacter, Geothrix, Klebsiella, Lactobacillus e Geobacter. Os gêneros com maior abundância relativa identificados após adição de 4-NF foram os seguintes: Geothrix, Holophaga, Elusimicrobium, Paludibacter, Lactobacillus, Aeromonas, Pelobacter, Aquaspirillum, Pseudomonas, Delftia, Acinetobacter, Arcobacter, Ignavibacterium, Treponema, Lysinibacillus e Enterococcus. / 4-Nonylphenol (4-NP) is the main product formed in the Nonylphenol ethoxylate degradation, nonionic surfactant used in formulations of domestic and industrial use. The objective of this study was to develop a method to determine 4-NP in HPLC; to evaluate the 4-NP removal in batch reactors with co-substrates (ethanol, methanol and fumarate) and removal and degradation of 4-NP in anaerobic Fluidized Bed Reactor (AFBR) on an enlarged scale (20L), as well as characterize the microbial community established in the support material by PCR / DGGE techniques of the 16S RNAr gene and massive sequencing by the Illumina-Miseq® platform. The AFBR was filled with sand as carrier material, operated with Hydraulic Retention Time (HRT) of 18.2±1.1 hours and fed with synthetic sewage plus 4-NP PESTANAL® (Sigma-Aldrich®). Monitoring of the 4-NP concentration and organic matter, as well as physical-chemical parameters were performed to evaluate the stability of the reactor for the removal and degradation of the compound of interest. Reactor operation was divided into different stages, with inoculation of the RALF in closed circuit, adaptation to the culture medium and subsequent phases with 4-NF addition. The addition of 4-NP (from 288.97±96.49 to 469.98±182.42 µg L-1) in batch reactors favored the average accumulated methane production (from 2,292.3 to 2,744.7 µmol, respectively) for all tested co-susbtrates, however, delayed the mean time to start production (from 15.9 h to 107.9 h), as well as reduced production rate (from 24.4 to 10.9 µmol d-1). The highest accumulated values of methane production (3,163.68 ± 169.17 µmol) and COD removal (75.52±0.34% for the initial COD of 1,242±27.48 mg L-1) were verified for the addition of 4-NP and Fumarate, compared to the other tests with addition of 4-NP. For the 4-NP removal in batch reactors the values did not differ significantly. Mean values of COD removal for the AFBR were 90.34±6.1% (Phase I), 94.0±1.2% (Phase II), 94.0±1.2% (Phase III) and 97.0±1.3% (Phase IV) and 4-NF of 73.2±11.1% (Phase II), 67.3±7.3% (Phase III) and 77.88±8.9% (Phase IV). Different concentrations of 4-NP applied to the AFBR did not affect the COD removal efficiency and promoted the selection of the microorganisms that composed the bed biomass. The most abundant genera identified in the reactor without addition of 4-NP were Prolixibacter, Geothrix, Klebsiella, Lactobacillus and Geobacter. The genotypes with the highest relative abundance identified after addition of 4-NP were as follows: Geothrix, Holophaga, Elusimicrobium, Paludibacter, Lactobacillus, Aeromonas, Pelobacter, Aquaspirillum, Pseudomonas, Delftia, Acinetobacter, Arcobacter, Ignavibacterium, Treponema, Lysinibacillus and Enterococcus.

A indústria sucroalcooleira nacional, fruto da política de autonomia energética da década de 70, busca no aumento de portifólio produtivo a melhora da eficiência produtiva e energética. A produção de hidrogênio e metabólitos dissolvidos por processo biológico é uma linha de pesquisa relativamente recente, porém, que pode representar uma alternativa para esse setor, maximizando a produção de energia e ampliando a produção de compostos de alto valor agregado. Partindo destes preceitos, o objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de hidrogênio e ácidos orgânicos por meio da fermentação escura a partir de compostos da indústria sucroalcooleira; sacarose (RS), caldo (RC), melaço (RM) e vinhaça (RV) a 5.000 mg DQO L-1, em reatores anaeróbios de leito fluidificado termofílicos (55°C), submetidos a tempos de detenção hidráulica (TDH) de 8, 6, 4, 2 e 1h. O inóculo utilizado foi obtido a partir de lodo de reator de manta de lodo metanogênico empregado na biodigestão de vinhaça de cana-de-açúcar em faixa termofílica de temperatura (55°C). As produtividades volumétricas de hidrogênio (PVH) mais elevadas foram obtidas quando em operação em TDH de 1h, sendo 194,9; 501,4; 303,4 e 40,7 mL H2 h-1 L-1 para RS, RC, RM e RV, respectivamente. Os melhores rendimentos de hidrogênio (HY) foram logrados em distintos TDH; 1,97; 3,01; 2,5 e 0,65 mol H2 mol- 1 sacarose quando RS, RC, RM e RV foram operados em 4, 6, 2 e 1h, respectivamente. Na fase de maior PVH, os metabólitos dissolvidos predominantes resumiram-se a ácido lático, ácido acético, ácido butírico, ácido propiônico, ácido málico e etanol, condicionados ao substrato empregado em cada reator. Assim, evidenciou-se a possibilidade de produção de hidrogênio, ácidos orgânicos e etanol por meio da fermentação escura aplicada aos substratos desta indústria, confirmando que a produção de energia e produtos de elevado valor agregado pode ser uma aplicação alternativa para seus compostos. / The national sugarcane industry, coming from the energy policy autonomy of the 70s, seeks increase its portfolio productive improvement of productive and energy efficiency. Hydrogen and dissolved metabolites production by biological process is a relatively recent research line, however it, may represent an alternative for this sector, maximizing energy production and increasing the value-added compounds production. Based on these principles, the aim of this study was to evaluate the hydrogen and dissolved metabolites production by means of the dark fermentation from compounds of the sugarcane industry; sucrose (RS), sugarcane juice (RC), molasses (RM) and vinasse (RV) with 5,000 mg COD L- 1in thermophilic anaerobic fluidized bed reactor (55°C) submitted to hydraulic retention time (HRT) of 8, 6, 4, 2, and 1h. The inoculum was obtained from methanogenic upflow anaerobic sludge blanket reactor employed to digestion of sugarcane stillage in thermophilic temperature range (55°C). The highest hydrogen production rates (HPR) of these reactors were obtained when operating in HRT 1h, which were 194.9, 501.4, 303.4, and 40.7 mL H2 h-1 L-1 to RS, RC , RM, and RV respectively. The best hydrogen yield (HY) were duped in differents HRT; 1.97, 3.01, 0.65, and 2.5 mol H2 mol-1 sacarose when RS, RC , RM, and RV were operated in 4, 6, 2, and 1h , respectively. When were produced the biggest HPR, the predominant dissolved metabolites were lactic acid, acetic acid, butyric acid, propionic acid, malic acid and ethanol, dependent on the substrate used in each reactor. Therefore, evidence of the possibility of hydrogen, organic acids and ethanol production by dark fermentation applied to substrates that industry, confirming that the production of energy and high value-added products may be an alternative application for their compounds.

Zugl.: Heidelberg, Univ., Diss., 2009

A indústria sucroalcooleira nacional, fruto da política de autonomia energética da década de 70, busca no aumento de portifólio produtivo a melhora da eficiência produtiva e energética. A produção de hidrogênio e metabólitos dissolvidos por processo biológico é uma linha de pesquisa relativamente recente, porém, que pode representar uma alternativa para esse setor, maximizando a produção de energia e ampliando a produção de compostos de alto valor agregado. Partindo destes preceitos, o objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de hidrogênio e ácidos orgânicos por meio da fermentação escura a partir de compostos da indústria sucroalcooleira; sacarose (RS), caldo (RC), melaço (RM) e vinhaça (RV) a 5.000 mg DQO L-1, em reatores anaeróbios de leito fluidificado termofílicos (55°C), submetidos a tempos de detenção hidráulica (TDH) de 8, 6, 4, 2 e 1h. O inóculo utilizado foi obtido a partir de lodo de reator de manta de lodo metanogênico empregado na biodigestão de vinhaça de cana-de-açúcar em faixa termofílica de temperatura (55°C). As produtividades volumétricas de hidrogênio (PVH) mais elevadas foram obtidas quando em operação em TDH de 1h, sendo 194,9; 501,4; 303,4 e 40,7 mL H2 h-1 L-1 para RS, RC, RM e RV, respectivamente. Os melhores rendimentos de hidrogênio (HY) foram logrados em distintos TDH; 1,97; 3,01; 2,5 e 0,65 mol H2 mol- 1 sacarose quando RS, RC, RM e RV foram operados em 4, 6, 2 e 1h, respectivamente. Na fase de maior PVH, os metabólitos dissolvidos predominantes resumiram-se a ácido lático, ácido acético, ácido butírico, ácido propiônico, ácido málico e etanol, condicionados ao substrato empregado em cada reator. Assim, evidenciou-se a possibilidade de produção de hidrogênio, ácidos orgânicos e etanol por meio da fermentação escura aplicada aos substratos desta indústria, confirmando que a produção de energia e produtos de elevado valor agregado pode ser uma aplicação alternativa para seus compostos. / The national sugarcane industry, coming from the energy policy autonomy of the 70s, seeks increase its portfolio productive improvement of productive and energy efficiency. Hydrogen and dissolved metabolites production by biological process is a relatively recent research line, however it, may represent an alternative for this sector, maximizing energy production and increasing the value-added compounds production. Based on these principles, the aim of this study was to evaluate the hydrogen and dissolved metabolites production by means of the dark fermentation from compounds of the sugarcane industry; sucrose (RS), sugarcane juice (RC), molasses (RM) and vinasse (RV) with 5,000 mg COD L- 1in thermophilic anaerobic fluidized bed reactor (55°C) submitted to hydraulic retention time (HRT) of 8, 6, 4, 2, and 1h. The inoculum was obtained from methanogenic upflow anaerobic sludge blanket reactor employed to digestion of sugarcane stillage in thermophilic temperature range (55°C). The highest hydrogen production rates (HPR) of these reactors were obtained when operating in HRT 1h, which were 194.9, 501.4, 303.4, and 40.7 mL H2 h-1 L-1 to RS, RC , RM, and RV respectively. The best hydrogen yield (HY) were duped in differents HRT; 1.97, 3.01, 0.65, and 2.5 mol H2 mol-1 sacarose when RS, RC , RM, and RV were operated in 4, 6, 2, and 1h , respectively. When were produced the biggest HPR, the predominant dissolved metabolites were lactic acid, acetic acid, butyric acid, propionic acid, malic acid and ethanol, dependent on the substrate used in each reactor. Therefore, evidence of the possibility of hydrogen, organic acids and ethanol production by dark fermentation applied to substrates that industry, confirming that the production of energy and high value-added products may be an alternative application for their compounds.

De nombreuses bactéries pathogènes piratent les machineries qui régulent le trafic cellulaire pour échapper à la réponse immunitaire de l’hôte ou faciliter leur multiplication. Les familles de petites protéines G Arf et Rab sont des régulateurs majeurs de la régulation du trafic intracellulaire et sont de ce fait des cibles privilégiées pour de nombreuses bactéries pathogènes. Ces pathogènes intracellulaires injectent dans leur cellule hôte des effecteurs capables d’imiter l’activité biochimique de leurs régulateurs pour activer, inhiber ou moduler l’activité des protéines. Ce projet porte sur l’étude de la famille de régulateurs bactériens RalF présents chez les bactéries Legionella pneumophila et Rickettsia prowazekii, les agents responsables de la maladie du Légionnaire et du typhus épidémique, respectivement. RalF possède un domaine catalytique apparenté à celui des facteurs d’échange eucaryotes dont le la fonction est d’activer la petite protéine G Arf. Cet effecteur bactérien agit comme un régulateur illégitime pour détourner les fonctions cellulaires de Arf1. L’objectif de cette thèse est de décrypter les mécanismes biophysiques, structuraux et dynamiques de régulation de la famille RalF pour comprendre les interactions protéine-protéine ou protéine- membrane impliqués dans le piratage de la fonction de Arf1. La combinaison d’études biochimiques et structurales nous ont permis de montrer que RalF est régulé par un cluster aromatique « senseur » de l’environnement lipidique lui permettant de localiser Arf1 à une membrane spécifique. / Many pathogenic bacteria highjack the cellular machineries that control cellular traffic in order to escape the host immune response, or to facilitate their replication. Small GTP-binding proteins (GTPases) of the Arf and Rab families, which are pivotal regulators in these processes, have thus been identified as targets for various human intracellular pathogens. To that purpose, these pathogens translocate bacterial effectors in the host cell, which mimics biochemical functions of their regulators to activate, inhibit or modulate of theses proteins. In this work, we study RalF, a family of bacterial regulators, which are translocated in host cells by the human intracellular pathogens Legionella pneumophila and Rickettsia prowazekii, which are responsible for Legionnaire’s disease and epidemic typhus, respectively. RalF possesses a catalytic domain related to eukaryotic exchange factors, which stimulate GDP/GTP exchange to activate small G-proteins Arf. This bacterial effector acts as an illegitimate regulator to divert cellular functions of Arf1. The aim of this work is to decipher biophysical, structural and dynamics regulation mechanisms of RalF family to understand the intramolecular protein-protein and protein-membrane interactions that underlie highjacking of Arf1 function. Using biochemical and structural analyses we showes how RalF is regulated by a membrane “sensor” to recruit Arf1 at specific membrane locations.

Made available in DSpace on 2017-07-20T13:41:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jose Geraldo Machado Filho.pdf: 1790649 bytes, checksum: 7797b84b3e71af503db5a84d51bfed6a (MD5) Previous issue date: 2015-03-13 / Bad smell originated from the sewage biological treatment results in disturbance to the communities situated around these stations and is harmful to the operators’ health. This study presents results obtained from the monitoring of a sewage station treatment aiming to reduce the organic load and total suspended solids from the final effluent as well as the bad smell caused mainly by the hydrogen sulfide. The system comprised a Upflow Anaerobic Sludge Blanked (UASB), a percolator biological filter and secondary decanter. The study was divided into five phases and operated for 271 days. Phase 1 was composed of anaerobic reactor, aeration tank, percolator biological filter and secondary decanter; phase 2 had anaerobic reactor, aeration tank, percolator biological filter, secondary decanter and sludge recirculation; phase 3 had anaerobic reactor, aeration tank, secondary decanter and mud recirculation; phase 4 was composed of anaerobic reactor, aeration tank, percolator biological filter, secondary decanter, mud recirculation and final effluent recirculation, and phase 5 comprised anaerobic reactor, aeration tank with polyurethane foam, percolator biological filter, secondary decanter, mud recirculation and final effluent recirculation. All phases presented efficacy to remove oxygen chemical demand and oxygen biochemical demand ranging from 81 to 94% and total suspended solids from 71 to 92%. The sulfide removal, in the form of hydrogen sulfide in aqueous medium in the aeration tank presented 44,7% efficacy, the aeration tank release of sulphydric gas presented 70% reduction and up to 95% reduction of hydrogen sulfide in the air measured in the station area. The innovation in this operational system of treatment was the development of an aeration system, situated between the anaerobic reactor and the percolator biological filter, comprising a compressor with 1,132.7 L.min-1 air flow maximum capacity and ten fine microbubble plate diffusers, with 152.0 mm diameter and 0.5 to 1.5 mm porosity, installed 1m deep, inside the aeration tank, with a 15.0 cm distance between them, 300 L.min-1 total air flow and keeping the average dissolved oxygen concentration in the tank from 0.5 to 5.3 mg.L-1. / O mal cheiro inerente ao processo de tratamento biológico de esgoto traz incômodo às comunidades situadas no entorno das estações e danos à saúde dos operadores. O presente trabalho apresenta os resultados do monitoramento de uma estação de tratamento de esgoto com o objetivo de redução da carga orgânica e sólidos suspensos totais do efluente final além da redução de maus odores causados principalmente pelo sulfeto de hidrogênio. O sistema é composto por reator anaeróbio de leito fluidizado, filtro biológico percolador e decantador secundário. O estudo foi dividido em cinco fases, foi operado durante 271 dias, onde a fase I foi composta por reator anaeróbio, filtro biológico percolador e decantador secundário, fase II reator anaeróbio, tanque de aeração, filtro biológico percolador, decantador secundário e recirculação do lodo, fase III reator anaeróbio, tanque de aeração, decantador secundário e recirculação do lodo, fase IV reator anaeróbio, tanque de aeração, filtro biológico percolador, decantador secundário, recirculação do lodo e recirculação do efluente final e fase V reator anaeróbio, tanque de aeração com espuma de poliuretano, filtro biológico percolador, decantador secundário, recirculação do lodo e recirculação do efluente final. Em todas as fases foram observadas eficiências na remoção da demanda química de oxigênio e demanda bioquímica de oxigênio de 81 a 94% e de sólidos suspensos totais de 71% a 92%. A remoção de sulfetos, na forma de sulfeto de hidrogênio no meio aquoso no tanque de aeração, apresentou uma eficiência de 44,7%, a liberação de gás sulfídrico do tanque de aeração teve uma redução de 70 % e diminuição de até 95% de sulfeto de hidrogênio no ar medido na área da estação. A inovação neste sistema operacional de tratamento foi o desenvolvimento de um sistema de aeração, situado entre o Reator anaeróbio e o filtro biológico percolador, constituído por um compressor com capacidade máxima de vazão de ar de 1.132,7 L.min-1 e dez difusores de microbolhas finas tipo prato, com diâmetro de 152,0 mm e porosidade de 0,5 a 1,5 mm, instalados a 1 m de profundidade, dentro do tanque de aeração, com espaçamento de 15,0 cm entre eles, com vazão total de ar de 300 L.min-1, mantendo a concentração de oxigênio dissolvido no tanque em média entre 0,5 a 5,3 mg.L-1.