A cana-de-açúcar (Saccharum spp.) é uma das principais gramíneas cultivadas do mundo e o Brasil é seu maior produtor, ela se tornou uma importante cultura devido às altas taxas de assimilação de carbono permitindo a síntese e acumulação de grandes quantidades de sacarose em seus entrenós. Com isso, faz-se necessário uma melhor compreensão dos mecanismos moleculares que regulam o acúmulo de sacarose nesta planta. Tais mecanismos têm sido estudados em vários níveis, tais como, identificação e localização de genes, identificação de lócus controladores de características quantitativas, transcriptoma, proteôma, caracterização e identificação de metabólitos. Com todos esses estudos é evidente a necessidade de uma abordagem holística para o entendimento global da planta durante o acúmulo de sacarose. Assim este trabalho teve por objetivo integrar dados de metabolômica e proteômica de tecidos da cana-de-açúcar da variedade SP80-3280 durante o desenvolvimento e o acúmulo de sacarose, utilizando a bioinformática para unir esses resultados por meio da análise de correlação canônica regularizada em uma abordagem de biologia sistêmica. Os resultados obtidos indicam diferenças no perfil metabólico e proteico da cana-açúcar durante o desenvolvimento e acúmulo de sacarose. Foram propostas classes de metabólitos que podem estar relacionados com o acúmulo de sacarose na cana-de-açúcar tais como glicerolipídeos, glicerofosfolipídeos, cumarinas e derivados, esteroides e derivados de esteroides e acil graxos. Também foram propostas proteínas que podem estar relacionadas com o acúmulo de sacarose, onde as histonas foram as que mais se destacaram. Nas redes biológicas de correlações também foram observadas correlações entre possíveis metabólitos e proteínas que podem estar correlacionadas com o acúmulo de sacarose na cana-de-açúcar / Sugarcane (Saccharum spp.) is one of the most important cultivated grasses of the world and Brazil is the largest producer, it has become an important crop due to high carbon assimilation rates allowing the synthesis and accumulation of large amounts of sucrose in their internodes. Thus, it is necessary a high understanding of the molecular mechanisms involved in the regulation of sucrose accumulation in this plant. These mechanisms have been studied at various levels, such as gene identification and localization, identification of quantitative trait locus controlling, transcriptome, proteome, characterization and metabolites identification. With all these studies is evident the necessity for a holistic approach to global understanding of the plant during the sucrose accumulation. Thus, this work aims to integrate metabolomics and proteomics data from tissues of sugarcane variety SP80-3280, during plant development and sucrose accumulation, using bioinformatics to link these results by regularized canonical correlation analysis in a systems biology approach. The results indicate differences in the metabolic and protein profile of sugarcane during development and sucrose accumulation. Metabolites classes have been proposed that may be related to sugarcane sucrose accumulation as glycerolipids, glycerophospholipids, coumarins and derivatives, steroids and steroid derivatives and fatty acyl. In addition, some proteins have been proposed that may be related to sucrose accumulation, where the most highlighted were the histones. In the biological correlations networks, have been also observed correlations between possible metabolites and proteins that can be correlated with the accumulation of sucrose in sugarcane

O presente trabalho teve como objetivo avaliar a produção de H2 a partir de diferentes substratos orgânicos da indústria sucroalcooleira, como caldo, melaço e vinhaça da cana-de-açúcar, incluindo a sacarose como uma fonte de carbono sintética. Foram utilizados quatro reatores anaeróbios de leito fluidificado, sendo reator mesofílico caldo (RMC), reator mesofílico melaço (RMM), reator mesofílico sacarose (RMS) e reator mesofílico vinhaça (RMV) mantidos em condição mesofílica (30 ºC) e em concentrações iniciais no substrato de alimentação de 5 gDQO. L-1. O pH do reatores foi mantido entre 4 e 5, os tempos de detenção hidráulica (TDH) empregados foram de 8, 6, 4, 2 e 1 h e a inoculação foi através de um lodo proveniente de um abatedouro de aves, que sofreu tratamento térmico. Em RMC o rendimento de H2 (HY) máximo obtido foi de 1,2 mol H2. mol sacarose-1, ocorrido no TDH de 8 h. O reator (RMM) apresentou um melhor consumo de substrato atingindo um HY de 1,4 mol H2. mol sacarose-1, observado no TDH de 4 h. RMS apresentou o melhor HY em relação aos demais reatores atingindo 3,3 mol H2. mol sacarose-1 no TDH de 6 h. A melhor produção volumétrica de H2 (PVH) obtida foi observada no RMS, onde no TDH de 2 h o reator atingiu 11 L H2. L-1. D-1. RMV, que utilizou vinhaça que passou por tratamento físico-químico através da adição de óxido de cálcio, não apresentou produção de H2. Dentre os principais produtos metabólitos solúveis observados nos reatores durante a operação houve predominância nas concentrações de ácido acético, butírico, isobutírico, propiônico, e succínico, em RMM. No RMC observaram-se maiores concentrações de ácido acético, butírico, lático e propiônico. RMV apresentou predominância de ácido acético, succínico, propiônico e butírico. Em RMS as maiores concentrações foram de ácido propiônico, acético, isobutírico, butírico e etanol. / This study aimed to evaluate the production of H2 from different organic substrates sugar industry, like juice, molasses and vinasse from cane sugar, including sucrose as a source of synthetic carbon. four anaerobic fluidized bed were used, mesophilic broth reactor (RMC), mesophilic molasses reactor (RMM), reactor mesophilic sucrose RMS) and reactor mesophilic vinasse (RMV) maintained at mesophilic condition (30ºC) and at initial concentrations feed substrate 5 gCOD. L-1. The pH of the reactor was kept between 4 and 5, the hydraulic detention time (HDT) used were 8, 6, 4, 2 and 1 h and the inoculation through a sludge from a poultry slaughterhouse, which underwent heat treatment. In MRC H2 yield (HY) maximum obtained was 1.2 mol H2. mol sucrose-1, occurred in HRT of 8 h. The reactor (RMM) showed a better substrate consumption reaching a HY 1.4 mol H2. mol-1 sucrose, HDT observed in 4 h. RMS presented the best HY compared to other reactors reaching 3.3 mol H2. mol-1 sucrose in HRT of 6 h. The best volumetric H2 production (PVH) obtained was observed in the RMS where the TDH 2 h the reactor reached 11 L H2. L-1. D-1. RMV that used vinasse which has undergone physical-chemical treatment by adding calcium oxide, showed no H2 production. Among the main products soluble metabolites observed in the reactors during operation predominated in acetic acid concentrations, butyric, isobutyric, propionic, and succinic in RMM. In MRC were observed higher concentrations of acetic, butyric, lactic and propionic acid. RMV showed predominantly acetic, succinic, propionic and butyric acid. RMS higher concentrations were propionic acid, acetic, isobutyric, butyric acid and ethanol.

O presente trabalho teve como objetivo avaliar o perfil de metabolização de açúcares por linhagens de S. cerevisiae amplamente utilizadas no setor sucroalcoleiro (CAT-1 e BG-1) e uma linhagem geneticamente modificada (HCJ 003) com o propósito de sobreexpressar invertase intracelular e ainda contém transportadores de sacarose de alta afinidade. Para tal estudo foi realizado 1 ensaio de fermentação simulando as condições industriais de produção de etanol com reciclos de células e mosto misto constituído de melaço e caldo de cana (50% de cada fonte) a 19% de ART. O ensaio de fermentação foi constituído por 4 ciclos sendo os 3 primeiros ciclos destinados a avaliação das cepas CAT -1 e HCJ 003 a qual é diplóide e sobre-expressa somente a invertase intracelular quanto aos diversos parâmetros do processo de fermentação. O 4° ciclo fermentativo foi destinado ao estudo do perfil de metabolização dos açúcares, onde analisou-se os teores de sacarose, glicose e frutose, bem como a formação de glicerol e o teor de trealose na biomassa das linhagens CAT -1, HCJ 003 e BG-1 (ambas com atividades de invertase distintas). No estudo comparativo dos parâmetros fermentativos a cepa HCJ 003 produziu de forma consistente, menos biomassa e mais etanol do que a cepa CAT-1. O rendimento fermentativo em etanol foi maior para a cepa HCJ 003. O fato de transportar a sacarose para o interior da célula faz com que seja gerado apenas 3 moles de ATP (em vez de 4 ATP). Portanto, para repor o ATP que deixa de ser gerado, há um maior direcionamento do metabolismo para as vias fermentativas e conseqüentemente mais etanol é produzido aumentando-se o rendimento da fermentação. No estudo do perfil de metabolização dos açúcares para as cepas CAT -1, HCJ 003 e BG-1 mostrou que a cepa BG -1 hidrolisou mais rapidamente a sacarose devido à alta atividade de invertase e também apresentou quantidades superiores de glicerol em resposta ao aumento da pressão osmótica do meio de fermentação. Já a CAT -1 apresentou maiores níveis de trealose o que pode ser um indicativo da sua maior dominância durante o processo industrial brasileiro. Assim este trabalho resultou no perfil de metabolização de cepas com diferente atividade de invertase e mostrou que a cepa HCJ 003 embora seja uma derivada de uma linhagem laboratorial manteve-se adaptada às condições do processo obtendo-se rendimento superior à CAT-1. / The aim of tis work was to evaluate the metabolic profile of sugars using Saccharomyces cerevisiae strains widely used in industry of sugars and ethanol (CAT-1 e BG-1) and a genetically modified strain in purpose to over-express intracellular invertase and also contains sucrose transporters with high afinity. For this study, 1 test were performed simulating industrial fermentation for ethanol production using cell recycle and mixed must with molasses and sugar cane (50% of each compound) for 19% TRS. The fermentation experiment were composed of 4 recycles and in first 3 cycles were intended for the evaluation of the strains CAT-1 and HCJ 003 wich is diploid and overexpres just the intracellular invertase on the various parameters of the fermentation process. The 4th recycle was designed to study the profile of metabolism of sugars, where were analysed the levels of sucrose, glucose and frutose, as well as the formation of glycerol and trehalose content in biomass of the strains CAT -1, HCJ 003 and BG -1 (all of them with different invertase activity). In the evaluation of the strains on the various parameters of the fermentation process, the strain HCJ 003 produced consistently less biomass and more ethanol than CAT-1. The yield of ethanol fermentation was higher for the strain HCJ 003. The fact that this strain transport sucrose into the cells makes it generated only 3 moles of ATP (instead 4 ATP). So to restore the ATP that is no generated, there is an increase targeting of the metabolism to fermentative pathways and therefore more ethanol is produced increasing the efficiency of fermentation. In the profile of metabolism of sugars to the strains CAT -1 HCJ 003 and BG-1 showed that the strain BG -1 hydrolyzed more rapidly the sucrose due to high invertase activity and also showed higher amounts of glycerol in response to increased osmotic pressure of the fermentation medium. Already CAT -1 showed higher levels of trehalose, which may be indicative of its most dominant during the Brazilian industry. So this work resulted in the profile of metabolism of different strains with invertase activity and showed that strain 003 Hcj although a derivative of a laboratory strain remained adapted to the conditions of the process resulting in higher yield to CAT-1.

O alquilbenzeno linear sulfonado (LAS), principal componente na formulação de detergentes e outros agentes de limpeza, é despejado constantemente em corpos de água em função da precariedade dos sistemas de tratamento de origem doméstica em países em desenvolvimento, como o Brasil. A principal motivação do presente estudo foi verificar a remoção do sabão em pó com o emprego de diferentes co-substratos em reator anaeróbio de leito fluidificado (RALF). O RALF foi preenchido com areia como material suporte e operado com tempo de detenção hidráulica (TDH) de 15 horas durante 247 dias. Substrato sintético simulando esgoto sanitário foi utilizado, cuja composição incluía solução de sais, bicarbonato de sódio, sabão em pó comercial, extrato de levedura e co-substratos como sacarose e/ou etanol. A operação do reator foi dividida em cinco fases: (1) imobilização da biomassa em circuito fechado; (2) etapa I com sacarose e etanol (50/50%), sem adição de sabão em pó e circuito aberto; (3) etapa II com sacarose e etanol (50/50%) e 6,8 ± 2,1 mg/L de LAS em circuito aberto; (4) etapa III com sacarose e etanol (50/50%) e 14,3 ± 1,5 mg/L de LAS em circuito aberto; (5) etapa IV com apenas sacarose como co-substrato e 16,4 ± 2,5 mg/L de LAS em circuito aberto. Para todas as etapas, obteve-se remoção média de DQO superior a 78 ± 8,4%, para 590,2 ± 76,2 mg/L afluente. Houve aumento de eficiência de remoção com acréscimo de sabão em pó em torno de 12% entre a etapa I e as demais etapas; estas juntas apresentaram média de 597,7 ± 83,1 mg/L de DQO afluente. A remoção média de LAS foi de 37,7 ± 13,7% para 12,4 ± 8,4 mg/L afluente. Por meio da análise estatística não foi possível determinar o nível de importância dos co-substratos na remoção de DQO e LAS. Verificou-se remoção de 39,4% de LAS, sendo 30,6% referente à degradação biológica e 8,8% à adsorção. Populações microbianas diferentes foram observadas nas diferentes etapas por meio de análise de DGGE. Microrganismos pertencentes aos filos Proteobacteria (72%), Acidobacteria (3%), Synergistetes (3%), Bacteroidetes (6,3%) e Firmicutes (6,3%) foram identificados no biofilme do material suporte da última etapa. A maioria das seqüências foi relacionada à família Rhodocyclaceae cujos membros são capazes de degradar compostos aromáticos. / Linear alkylbenzene sulphonate (LAS), main component in detergent formulation and others clean products, is constantly released in aquatic environment in face of precarious domestic wastewater treatment facilities presents in developing countries like Brazil. The main reason of this study was to verify the powder soap removal through the use of different co-substrates in anaerobic fluidized bed biological reactor (AFBBR). The AFBBR was filled with sand as support material and operated with 15 hours of hydraulic time retention (HTR) over 247 days. It was utilized synthetic sewage which composition included salt solution, sodium bicarbonate, commercial powder soap, yeast extract and co-substrate as sucrose and/or ethanol. The operation of reactor was divided in following steps: (1) biomass immobilization phase in close circuit; (2) stage I with sucrose and ethanol (50/50%) without powder soap addition in open circuit; (3) stage II with sucrose and ethanol (50/50%) and 6,8 ± 2,1 mg/L of LAS in open circuit; (4) stage III with sucrose and ethanol (50/50%) and 14,3 ± 1,5 mg/L of LAS in open circuit; and (5) stage IV with only sucrose as co-substrate and 16,4 ± 2,5 mg/L of LAS in open circuit. For all stages, it was obtained up 78 ± 8,4% average COD removal with 590,2 ± 76,2 mg/L influent. There was a increase of COD removal around 12% with powder soap addition among stage I and following stages, these last ones, together, had 597,7 ± 83,1 mg/L of average COD influent. The LAS removal was 37,7 ± 13,7% with 12,4 ± 8,4 mg/L of LAS influent. Using statistic analysis, it is not possible to define the level of co-substrates importance in COD and LAS removal. Through mass balance, it was verified 39,4% of LAS removal, with 30,6% from biological degradation and 8,8% from adsorption. Diverse microbial populations were observed from different stages by DGGE analysis. It was identified microorganisms relating to Proteobacteria (72%), Acidobacteria (3%), Synergistetes (3%), Bacteroidetes (6,3%) and Firmicutes (6,3%) phila in biomass support material from last stage. Most of sequences were closed to Rhodocyclaceae family which members are capable to degrade aromatic compounds.

A sacarose é uma matéria-prima, cuja produção é considerada ecologicamente correta, sendo o Brasil seu maior produtor e exportador. O dissacarídeo pode ser convertido, através de um processo multienzimático, em substâncias de maior valor agregado: frutose e ácido glicônico, as quais são importadas pelo Brasil, tendo amplo uso nos setores químico, farmacêutico e alimentício. A conversão foi feita através da ação da invertase, glicose oxidase e catalase, utilizando os reatores descontínuo e contínuo. No procedimento utilizando reator descontínuo, o tempo de residência é igual para reagentes, produtos e catalisador. Neste caso as enzimas foram adicionadas seqüencialmente, em um primeiro momento, e na segunda etapa foram adicionadas simultaneamente. Os parâmetros de partida, a saber, concentração inicial de sacarose, pH, temperatura e atividades enzimáticas, foram testados em diferentes quantidades no intuito de encontrar a mistura inicial mais eficiente na conversão do substrato. No procedimento contínuo, utilizou-se reator com membrana, da marca MILLIPORE®, que permite integrar em uma única etapa a conversão catalítica, a separação/concentração do produto e a recuperação do biocatalisador. A temperatura foi controlada por circulação de água, tendo acoplado uma bomba peristáltica (para controlar a vazão de alimentação do substrato) e um sistema de pressurização. O reator operou com membrana de ultrafiltração (corte molecular = 100 kDa) e foi mantido sob agitação constante. Os parâmetros de partida, neste reator, foram fixados de acordo com os valores otimizados no reator descontínuo com o emprego simultâneo das enzimas. / Sucrose is produced in large amount in Brazil, being a worldwide commercialized commodity. However, it can be converted into more valuable products such as fructose and gluconic acid, both used largely in the chemical, pharmaceutical and food industry. Conversion occurred through the action of invertase, glucose oxidase and catalase, using the discontinuous and continuous reactors. In the batch reactor, the residence time is equal to reactants, products and catalyst. In this case, enzymes were added sequentially, at first, and in the second step were added simultaneously. Boot parameters, initial sucrose concentration, pH, temperature and enzyme activities were tested in different amounts in order to find the most efficient initial mixture to the conversion of the substrate. In continuous process, we used the membrane reactor, MILLIPORE®, which allows for one-step catalytic conversion, the separation / concentration of the product and recovery of the biocatalyst. The temperature was controlled by circulation of water, coupled with a peristaltic pump (to control the feed flow of the substrate) and a pressurization system. The reactor was operated with ultrafiltration membrane (molecular cutoff = 100 kDa) and was kept under constant agitation. The initial parameters in this reactor were set according to the values optimized in the batch reactor with the simultaneous use of enzymes.

O objetivo deste estudo foi avaliar a remoção do surfactante não iônico álcool etoxilado de cadeia não ramificada (AE) em reator anaeróbio de leito fluidificado preenchido com areia como material suporte, em escala de bancada (1,2 L) com TDH de 18 horas, recirculação e fluxo contínuo. O reator foi inoculado com lodo proveniente de reator UASB utilizado no tratamento de dejetos de suinocultura e alimentado com substrato sintético acrescido de surfactante não iônico GENAPOL® C-100 (Sigma-Aldrich®) como fonte de (AE). Análises de monitoramento da concentração do surfactante não iônico AE e matéria orgânica, bem como, dos parâmetros físico-químicos foram realizadas para observar e quantificar a estabilidade do reator, na remoção e degradação do surfactante. A operação do reator foi dividida em cinco etapas: inoculação (535±121 mg/L de DQO), adaptação da biomassa (600±70 mg/L de DQO), Fase I (4,7 mg/L de AE e 623±65 mg/L de DQO), Fase II (22,5 mg/L de AE e 735±87 mg/L de DQO), Fase III (51,4 mg/L de AE e 697±68 mg/L de DQO), Fase IV (107,4 mg/L de AE e 845±87 mg/L de DQO) e Fase V (97,9 mg/L de AE e 882±126 mg/L de DQO). Aplicação das técnicas de PCR/DGGE e pirosequenciamento da região do rRNA 16S foi realizada para constatar a diversidade microbiana nas fases operacionais IV e V. A eficiência média de remoção de matéria orgânica e AE foi de 88% e 99%, respectivamente, durante a operação do reator. A similaridade das populações dos Domínios Archaea e Bacteria foi de 74% e 59%, respectivamente, para as amostras da Fase IV (com sacarose) e Fase V (sem sacarose). A sacarose não alterou o comportamento físico-químico do reator de leito fluidificado, mas este co-substrato influenciou, tanto, na produção de ácidos orgânicos voláteis, quanto, na diversidade dos microrganismos envolvidos na degradação do AE. Por meio da análise de pirosequenciamento das amostras das Fases IV e V do material suporte e separador de fases do reator foram identificados 83 gêneros dos quais 18 foram relacionados com a degradação de surfactante não iônico, bem como, seus subprodutos. Obteve-se maior abundância relativa para os seguintes gêneros: Sporomusa, Geobacter, Desulfobulbus, Synergistes, Sedimentibacter, Holophaga, Serpens e Azonexus. Observou-se elevada diversidade filogenética e similaridade com sequências de bactérias relacionadas com a degradação de surfactante não iônico AE. / The aim of this study was to evaluate the removal of nonionic alcohol ethoxylate non-branched (AE) in anaerobic fluidized bed reactor filled with sand as support material, on a bench scale (1.2 L) with 18 hours of TDH, recirculation and continuous flow. The reactor was inoculated with sludge from a UASB reactor used in the treatment of swine manure and fed with synthetic substrate plus nonionic GENAPOL® C-100 (Sigma-Aldrich®) as a source of AE. Monitoring analysis of the nonionic surfactant AE concentration and organic matter, as well as the physicochemical parameters were performed to observe and quantify the reactor stability, in the removal and degradation of the surfactant. The reactor operation was divided into five phases: inoculation (535±121 mg/L of COD), biomass adaptation (600±70 mg/L of COD), Phase I (4,7 mg/L of AE and 623±65 mg/L of COD), Phase II (22,5 mg/L of AE and 735±87 mg/L of COD), Phase III (51,4 mg/L of AE and 697±68 mg/L of COD), Phase IV (107,4 mg/L of AE and 845±87 mg/L of COD) and Phase V (97,9 mg/L of AE and 882±126 mg/L of COD). Application of the techniques PCR/DGGE and pyrosequencing of the 16S rRNA region were performed to observe the microbial diversity in the operational phases IV and V. The average removal efficiency of organic matter and AE was 88% and 99%, respectively, during the reactor operation. The populations similarity of the Archaea and Bacteria Domains were 74% and 59%, respectively, for samples from Phase IV (with sucrose) and Phase V (without sucrose). Sucrose did not alter the physical-chemical behavior of the fluidized bed reactor, but this co-substrate influenced both in the volatile fatty acids production, as in the diversity of microorganisms involved in the AE degradation. Through the pyrosequencing analysis of samples from Phases IV and V of the reactor (support material and phase separator), 83 genera were identified of which 18 were related to the nonionic surfactant degradation, as well as its byproducts. Highest relative abundance values were obtained for the following genera: Sporomusa, Geobacter, Desulfobulbus, Synergistes, Sedimentibacter, Holophaga, Serpens and Azonexus. A high phylogenetic diversity and similarity to sequences of bacteria related to the degradation of nonionic AE surfactant were observed.

O presente trabalho teve como objetivo avaliar o perfil de metabolização de açúcares por linhagens de S. cerevisiae amplamente utilizadas no setor sucroalcoleiro (CAT-1 e BG-1) e uma linhagem geneticamente modificada (HCJ 003) com o propósito de sobreexpressar invertase intracelular e ainda contém transportadores de sacarose de alta afinidade. Para tal estudo foi realizado 1 ensaio de fermentação simulando as condições industriais de produção de etanol com reciclos de células e mosto misto constituído de melaço e caldo de cana (50% de cada fonte) a 19% de ART. O ensaio de fermentação foi constituído por 4 ciclos sendo os 3 primeiros ciclos destinados a avaliação das cepas CAT -1 e HCJ 003 a qual é diplóide e sobre-expressa somente a invertase intracelular quanto aos diversos parâmetros do processo de fermentação. O 4° ciclo fermentativo foi destinado ao estudo do perfil de metabolização dos açúcares, onde analisou-se os teores de sacarose, glicose e frutose, bem como a formação de glicerol e o teor de trealose na biomassa das linhagens CAT -1, HCJ 003 e BG-1 (ambas com atividades de invertase distintas). No estudo comparativo dos parâmetros fermentativos a cepa HCJ 003 produziu de forma consistente, menos biomassa e mais etanol do que a cepa CAT-1. O rendimento fermentativo em etanol foi maior para a cepa HCJ 003. O fato de transportar a sacarose para o interior da célula faz com que seja gerado apenas 3 moles de ATP (em vez de 4 ATP). Portanto, para repor o ATP que deixa de ser gerado, há um maior direcionamento do metabolismo para as vias fermentativas e conseqüentemente mais etanol é produzido aumentando-se o rendimento da fermentação. No estudo do perfil de metabolização dos açúcares para as cepas CAT -1, HCJ 003 e BG-1 mostrou que a cepa BG -1 hidrolisou mais rapidamente a sacarose devido à alta atividade de invertase e também apresentou quantidades superiores de glicerol em resposta ao aumento da pressão osmótica do meio de fermentação. Já a CAT -1 apresentou maiores níveis de trealose o que pode ser um indicativo da sua maior dominância durante o processo industrial brasileiro. Assim este trabalho resultou no perfil de metabolização de cepas com diferente atividade de invertase e mostrou que a cepa HCJ 003 embora seja uma derivada de uma linhagem laboratorial manteve-se adaptada às condições do processo obtendo-se rendimento superior à CAT-1. / The aim of tis work was to evaluate the metabolic profile of sugars using Saccharomyces cerevisiae strains widely used in industry of sugars and ethanol (CAT-1 e BG-1) and a genetically modified strain in purpose to over-express intracellular invertase and also contains sucrose transporters with high afinity. For this study, 1 test were performed simulating industrial fermentation for ethanol production using cell recycle and mixed must with molasses and sugar cane (50% of each compound) for 19% TRS. The fermentation experiment were composed of 4 recycles and in first 3 cycles were intended for the evaluation of the strains CAT-1 and HCJ 003 wich is diploid and overexpres just the intracellular invertase on the various parameters of the fermentation process. The 4th recycle was designed to study the profile of metabolism of sugars, where were analysed the levels of sucrose, glucose and frutose, as well as the formation of glycerol and trehalose content in biomass of the strains CAT -1, HCJ 003 and BG -1 (all of them with different invertase activity). In the evaluation of the strains on the various parameters of the fermentation process, the strain HCJ 003 produced consistently less biomass and more ethanol than CAT-1. The yield of ethanol fermentation was higher for the strain HCJ 003. The fact that this strain transport sucrose into the cells makes it generated only 3 moles of ATP (instead 4 ATP). So to restore the ATP that is no generated, there is an increase targeting of the metabolism to fermentative pathways and therefore more ethanol is produced increasing the efficiency of fermentation. In the profile of metabolism of sugars to the strains CAT -1 HCJ 003 and BG-1 showed that the strain BG -1 hydrolyzed more rapidly the sucrose due to high invertase activity and also showed higher amounts of glycerol in response to increased osmotic pressure of the fermentation medium. Already CAT -1 showed higher levels of trehalose, which may be indicative of its most dominant during the Brazilian industry. So this work resulted in the profile of metabolism of different strains with invertase activity and showed that strain 003 Hcj although a derivative of a laboratory strain remained adapted to the conditions of the process resulting in higher yield to CAT-1.

Submitted by Marcos Anselmo (marcos.anselmo@unipampa.edu.br) on 2017-10-09T19:36:14Z No. of bitstreams: 1 ALINE CASTRO CAURIO.pdf: 934605 bytes, checksum: 34b7233e254df02be699c0e9fc190646 (MD5) / Approved for entry into archive by Marcos Anselmo (marcos.anselmo@unipampa.edu.br) on 2017-10-09T19:36:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ALINE CASTRO CAURIO.pdf: 934605 bytes, checksum: 34b7233e254df02be699c0e9fc190646 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-09T19:36:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ALINE CASTRO CAURIO.pdf: 934605 bytes, checksum: 34b7233e254df02be699c0e9fc190646 (MD5) Previous issue date: 2017-08-10 / A mosca da fruta, Drosophila melanogaster(DM), tem sido considerada um organismo modelo adequado para estudar disfunções metabólicas, de desenvolvimento, assim como as de saúde humana. Neste trabalho foram utilizadas Drosophila melanogaster adulta para avaliar marcadores de estresse oxidativo frente a uma dieta enriquecida com sacarose na forma de açúcar cristal ou açúcar mascavo. Os experimentos foram realizados com moscas adultas recém-eclodidas de larvas (1-5 dias) após um ciclo de 15 dias claro/escuro. As larvas foram tratadas ou não com dietas ricas em sacarose utilizando açúcar mascavo ou açúcar cristal para cada concentração: 5, 10, 20, 30 e 40 %. As larvas recém-eclodidas foram utilizadas para as análises de estresse oxidativo, parâmetro bioquímico e dosagem de ferro no tratamento com açúcar mascavo. O tratamento das duas dietas em altas concentrações de açúcar mascavo ou açúcar cristal elevou a atividade da SOD à medida que aumenta a concentração do açúcar cristal, em maior destaque, em comparação ao controle em machos e fêmeas. Houve uma diminuição na atividade da catalase com o aumento da concentração de açúcar mascavo para os dois gêneros. A ingestão desta dieta causou um aumento nos resultados dos marcadores de estresse oxidativo (TBARS e Carbonilação de Proteínas) em DM macho e fêmea para os dois açúcares. No geral, através destes resultados 14 obtidos destacamos que a Drosophila melanogaster é um modelo efetivo para investigarmos condições relacionadas a desordens metabólicas ligadas ao consumo excessivo de sacarose. / The fruit fly, Drosophila melanogaster (DM), has been considered a suitable model organism to study metabolic, development, as well as human health dysfunctions. In this work, adult Drosophila melanogaster was used to evaluate markers of oxidative stress against a diet enriched with sucrose in the form of crystal sugar or brown sugar. Experiments were performed on adult larvae flies (1-5 days) after a light / dark 15-day cycle. The larvae were treated or not with sucrose-rich diets using brown sugar or crystal sugar for each concentration: 5, 10, 20, 30 and 40%. The newly hatched larvae were used for the analysis of oxidative stress, biochemical parameter and iron dosage in the treatment with brown sugar. The treatment of the two diets in high concentrations of brown sugar or crystal sugar increased SOD activity as crystal sugar concentration increased, in greater prominence, compared to control in males and females. There was a decrease in catalase activity with increased brown sugar concentration for both genders. Ingestion of this diet caused an increase in the results of oxidative stress markers (TBARS and Protein Carbonylation) in male and female DM for both sugars. In general, through these results, we highlight that Drosophila melanogaster is an effective model for investigating conditions related to metabolic disorders linked to excessive consumption of sucrose.

A cana-de-açúcar é uma importante cultura na economia brasileira, tanto pela produção de açúcar como pela produção de biocombustíveis, contabilizando mais de US$ 20 bilhões por ano, colocando o Brasil como o país produtor mais importante deste mercado. Por outro lado, a cana-de-açúcar atingiu o limite na produção de sacarose, um efeito da exploração da estreita base de genes utilizados nos cruzamentos dos programas de melhoramento convencional. O objetivo do trabalho foi avaliar a dinâmica da acumulação de sacarose nos colmos da cana-de-açúcar, através da investigação da expressão gênica nos parênquimas de estocagem dos colmos das plantas de cana-deaçúcar durante o desenvolvimento, utilizando técnicas de transcritômica e proteômica. A variedade SP80-3280 foi cultivada em condições de casa de vegetação e os internós de 4-a-9 foram coletados aos 4, 7 e 10 meses de idade. Com o intuito de aumentar o conteúdo de sacarose, as plantas de 10 meses de idade foram submetidas a um período de estresse hídrico antes da coleta. Para todos os internós foram avaliados o conteúdo de açúcares solúveis e os internós 5 e 9 foram usados para análises do transcritoma e proteoma. Os perfis de expressão dos genes envolvidos no ciclo da sacarose para 4, 7 e 10 meses de idade foram estudados utilizando-se qPCR. A técnica da proteômica de 2D-PAGE foi utilizada para a comparação do perfil de expressão das proteínas entre os internós maduros, nas idades de 7 e 10 meses, e os spots selecionados foram identificados por LC-ESI-Q-TOF-MS/MS. O total de açúcares solúveis no parênquima de estocagem aumentou cerca de 2,5 vezes quando comparamos os internós maduros do colmo das plantas de 7 e 10 meses de idade. Este aumento pode ser explicado pela mudança da expressão dos genes envolvidos no metabolismo da sacarose. Sinais endógenos e exógenos à planta são responsáveis por dispararem o mecanismo de síntese da sacarose, o qual é frequentemente regulado pelas enzimas. Nós identificamos 81 proteínas de 7 e 10 meses, as quais incluem proteínas diferencialmente expressas e preferencialmente expressas. Os dados gerados pelo perfil de expressão gênica e análise do proteoma foram comparados no sentido de entender o mecanismo molecular envolvido no processo de acúmulo de sacarose. / Sugarcane is a important crop in the Brazilian economy for both, sugar and green biofuel production, accounting for more than US$ 20 billions/year, placing Brazil as the most important country in this trade. On the other hand sugarcane has reached a limit in sucrose production, an effect of the narrow gene pool used in current commercial breeding programs. Our objective was to assess the dynamics of sucrose accumulation in sugarcane stalks, by investigating the gene expression in the storage parenchyma of sugarcane plants during development, using transcriptomic and proteomic approches. Sugarcane variety (SP80-3280) was cultivated under greenhouse conditions and internodes 4-to-9 were harvested at 4, 7 and 10 months. In order to increase the sugar content, 10 month old plants were subjected to a period of water stress before sampling. All internodes were analyzed to evaluate the soluble sugars content, the internodes 5 and 9 were used in transcriptomic, and 9 was used in proteomic analyses. Expression profiles of genes involved in sucrose cycling from the 4, 7 and 10 month old plants were studied using qRT-PCR. Proteomic approaches (2D-PAGE) were done by comparing protein expression profiles between mature internode in 7 and 10 month, and the selected spots were identified by LC-ESI-Q-TOF-MS/MS. Total soluble sugars in the storage parenchyma increased around 2,5-fold when 7 and 10 month old internodes were compared. This rise could be explained by a change in the expression of genes involved in sucrose metabolism. Endogenous and exogenous signals trigger the mechanism of sucrose synthesis which is often regulated by enzymes and signaling sugars. We identified 81 proteins from the 7 and 10 month old which included differentially expressed and exclusive spots. The data from the gene expression and proteome analyses are compared in order to understand the molecular mechanisms involved in sucrose storage.

O Chronic Mild Stress (CMS) é um modelo animal de depressão estudado para investigação das causas e dos atenuadores deste problema. Nele, ratos são submetidos a um protocolo de estressores moderadamente aversivos de maneira crônica. É observada diminuição na ingestão e preferência por substância líquida doce por conta desta submissão. Em estudo sobre o papel da privação de alimento e água no conjunto de estressores, Pereira e Sério (2010) não observaram os efeitos de diminuição na ingestão e preferência por sacarose. É levantada a possibilidade de que a privação de água e alimento a que os sujeitos foram submetidos previamente ao protocolo poderia ter sido responsável pelas diferenças encontradas, já que diferiu em muitos aspectos do realizado por Willner et al. (1987). O objetivo do presente estudo foi o de investigar o papel da privação de água no protocolo de estressores. Três grupos de sujeitos foram propostos: Grupo Protocolo (submetido ao protocolo completo), Grupo Privação (submetido apenas à privação de água presente no protocolo) e Grupo Controle (submetido apenas aos testes semanais de ingestão e preferência). Foram realizados testes de ingestão e preferência por sacarose antes, durante e depois do protocolo ou da privação e aferições semanais de peso e consumo de alimento e água. Como resultado o consumo de sacarose apresentou queda com o decorrer dos testes tanto para os Grupos Protocolo e Privação quanto para o Grupo Controle. Ou seja, não é possível atribuir a nenhum dos procedimentos (protocolo ou privação) a queda observada nessa medida. O peso corporal apresentou queda também para os três grupos assim que iniciado o procedimento de privação precedente ao teste. Apenas quando iniciados o protocolo e a privação para os grupos correspondentes, ocorreu menor ganho de peso semanal nesses grupos em comparação ao Grupo Controle. Com relação ao consumo de alimento, observou-se queda para os três grupos quando iniciada a privação semanal. Iniciado o protocolo de estressores, o consumo de alimento para o Grupo Protocolo apresentou a menor queda dentre os três, comparativamente ao que consumia antes. É sugerido que o consumo de sacarose não é uma boa medida dos efeitos do protocolo, sendo discutidas possibilidades de maior controle sobre essa medida e sugeridas outras medidas como possivelmente mais precisas para aferir os efeitos do protocolo / Chronic Mild Stress (CMS) is an animal model of depression studied by different areas of research into the causes and \"attenuators\" of this problem. In it, rats are subjected to a protocol of moderately aversive stressors applied chronicaly. Decreased intake and preference for sweet liquid substance on behalf of that submission is observed. In a study on the role of the deprivation of food and water in the set of stressors, Pereira and Sério (2010) did not observe the effects of decreased intake and preference for sucrose. It is raised the possibility that the deprivation of food and water that the subjects were submitted previously to the protocol might have been responsible for the differences found, given it differed in many aspects to what was done by Willner et al. (1987). The aim of the present study was to investigate the role of water deprivation in the stress protocol. Three groups of subjects were proposed: Protocol (submitted to the full protocol), Deprivation (subject only to the deprivation of water present in the protocol) and Control (subject only to the weekly consumption and preference tests). Free tests of sucrose intake and preference before, during and after the protocol or the deprivation were carried out. The main results observed were that for both the Protocol and Deprivation Groups and for the Control Group, sucrose consumption decreased over the course of the tests. That means it is not possible to assign to any of the procedures (protocol or deprivation) the decreased consumption observed. Body weight decreased in the three groups as soon as the deprivation procedure preceding the test started, but when the protocol and deprivation for the corresponding groups began, lower weekly weight gain occurred in these groups compared to the control group. With respect to food intake, a decrease for the three groups when initiated weekly deprivation was observed. As the stress protocol began, food intake in this group had the smallest drop compared to that consumed before in relation to the other groups. It is suggested therefore that the sucrose consumption is not a good measure of the effects of the protocol, and possibilities of control over this measure are discussed, along with the suggestion of other more precise measures of the effects of the stress protocol