Microorganisms are increasingly used in toxicological studies to determine potential environmental impacts of xenobiotic compounds. A multi-stage laboratory model was developed to facilitate the examination of environmental impacts of selected pollutants on fundamental cycling processes inherent to aquatic ecosystems, namely, the degradation of organic substances and nitrogen transformations under aerobic conditions. A microbial association representative of riverine ecosystems was enriched for, isolated and cultured within the model. Characterisation of the microbial association were undertaken. Scanning electron microscopy and bright field microscopy revealed that a diverse heterogenous community of microorganisms had established within the model. Successional metabolic events, namely organic carbon catabolism, ammonification of organic nitrogen and the process of nitrification were differentiated in time and space with the microbial association integrity still being retained. The establishment of a microbial association within the model was primarily dependent on: dilution rates, specific growth rates and interactions between microorganisms and the prevailing environmental conditions. Growth-rate independent populations of microorganisms established within the model and were thought to contribute significantly to the metabolic processes within the model. Nitrifying activity was identified as a rate-limiting process within the model. Following separation of metabolic events, the ecotoxicological impacts of phenol and 2,4-dichlorophenol on the association were assessed. The biological oxidation of ammonia through to nitrate (nitrification) was found to be a sensitive indicator of perturbation. The model was found to be suitable for testing both acute and chronic intoxication by pollutant compounds as well as for biodegradation testing and the possible evaluation of ecotoxicological impacts of wastewater treatment plants. The main disadvantages of the model arose from its operational complexity, its empirical nature and its impracticality for screening large numbers of compounds. A bioassay based on the inhibition of ammonium oxidation was developed in order to fulfil the requirements for a simple and rapid test protocol for the initial screening of perturbant compounds. / Thesis (M.Sc.)-University of Natal, Pietermaritzburg, 1996.

Leishmania are protozoan parasites that are transmitted by a sand fly vector. These parasites affect not only humans but also wild animals including domestic dogs and rodents, which form an additional challenge and public health problem to control the disease. Leishmaniasis is an important disease with worldwide distribution, including Saudi Arabia, the Middle East, and other tropical and subtropical areas around the world. Due to the expansion of irrigation and agricultural activities, more exposure to sand fly occurs, which leads to the expansion of leishmaniasis infections as newly emerging disease. Emerging drug resistance in leishmaniasis is an additional problem, contributed by enzymes involved in the detoxification of pharmacological agents and other xenobiotics. Cytochrome b5 reductase (Cb5r) has a high pharmacological significance because of its essential role in fatty acid elongation, biosynthesis of cholesterol (humans) or ergosterol (Leishmania, fungi), and cytochrome P450-mediated detoxification of xenobiotics. Leishmania Cb5r has seven different isoforms whereas human has only one. Cb5r-7 isoform in Leishmania has closest homology to the human Cb5r. The three specific aims of this thesis project are focusing on (i) cloning of the Cb5r-7 isoform from Leishmania mexicana, (ii) its purification as recombinant His-tagged protein from E.coli, and (iii) its functional characterization as potential pharmacological target against Leishmania.

Diss. (sammanfattning) Uppsala : Sveriges lantbruksuniv., 2003. / Härtill 5 uppsatser.

Diss. (sammanfattning) Stockholm : Karol. inst., 2003. / Härtill 4 uppsatser.

Thesis (Ph. D.)--University of Washington, 1998. / Vita. Includes bibliographical references (leaves [61]-71).

Diss. (sammanfattning) Stockholm : Karolinska institutet, 2010.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:32:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5397.pdf: 2672237 bytes, checksum: 66d95a1c81d09e4aa7e3b8016ac5b2dc (MD5) Previous issue date: 2013-07-29 / Universidade Federal de Sao Carlos / Pesticides are potentially toxic compounds to humans and other living beings, which are indispensable for pests removal in agriculture worldwide. The result of their overuse is the inevitable contamination of aquatic and terrestrial ecosystems. The need for degradation of these compounds has been subject of several studies. The enzymatic biodegradation of synthetic pesticides by microorganisms is an important strategy for removing these pollutants from the environment. Marine fungi are an excellent source of highly oxygenated bioactive compounds with huge potential to biotransform xenobiotics such as pesticides. Thus, the objective of this project was to study the biotransformation of the organophosphate pesticide methyl parathion using fungi of marine origin isolated from the ascidian Didemnum ligulum. Initially, 17 fungi strains have undergone screening on agar culture medium containing different pesticide concentrations (120 mg/L, 240 mg/L and 360 mg/L), and the three strains that showed the greatest growth diameter of the colony, were subjected to culture in a liquid medium to quantify the possible degradation of the methyl parathion. For these strains, the eficiency of degradation was monitored by high performance liquid chromatography (HPLC). Methyl parathion was almost completely degraded in 20 days, but there was no significant difference between the reactions with the fungi strains and the abiotic control. The microorganisms, however, showed ability to metabolize p-nitrophenol, the main degradation product of methyl parathion. In conclusion, these three marine fungi, identified as two strains of Penicillium citrinum and one strain of Fusarium proliferatum, have proven to be important sources to study xenobiotic biotransformation. / Os pesticidas são compostos, potencialmente tóxicos ao homem e demais seres vivos, que hoje são indispensáveis na remoção de pragas na agricultura mundial. O resultado do seu uso excessivo é a inevitável contaminação dos ecossistemas aquáticos e terrestres. A necessidade da degradação destes compostos tem sido fonte de diversos estudos. A biodegradação enzimática de pesticidas sintéticos por micro-organismos representa uma importante estratégia para a remoção desses poluentes do meio ambiente. Uma excelente fonte de compostos bioativos altamente oxigenados, com enorme potencial bioenzimático a ser explorado na biotransformação de xenobióticos, como os pesticidas, são os fungos marinhos. Sendo assim, o objetivo deste projeto foi estudar a biotransformação do pesticida organofosforado metil paration utilizando-se de fungos de origem marinha isolados da ascídia Didemnum ligulum. Inicialmente, 17 linhagens de fungos passaram por uma triagem em meio de cultura sólido contendo diferentes concentrações (120 mg/L, 240 mg/L e 360 mg/L) de pesticida, e as que apresentaram o melhor desenvolvimento nesse meio, de acordo com observação por diâmetro de crescimento da colônia, foram submetidas a um cultivo em meio líquido para quantificar a possível degradação do metil paration. Três linhagens foram selecionadas para essa segunda etapa, na qual a eficiência de degradação foi monitorada por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). O metil paration foi completamente degradado em 20 dias, porém não houve significativa diferença entre as reações com as linhagens de fungos e o controle abiótico. Os micro-organismos, no entanto, se mostraram capazes de metabolizar o p-nitrofenol, principal produto de degradação do pesticida metil paration. Assim, esses três fungos marinhos, identificados como duas linhagens de Penicillium citrinum e uma de Fusarium proliferatum, demonstraram ser importantes fontes para estudos de biotransformação de xenobióticos.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2017-11-13T12:09:20Z No. of bitstreams: 1 PDF - Emanoel da Silva Carvalho.pdf: 12007349 bytes, checksum: c6ed0725a68d77f38078542be2d2367e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-13T12:09:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Emanoel da Silva Carvalho.pdf: 12007349 bytes, checksum: c6ed0725a68d77f38078542be2d2367e (MD5) Previous issue date: 2017-04-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The increase in population for manufactured consumer it is a consequence from the waste generated, has a direct consequence without health status of the population, due to the serious consequences with the bioaccumulation of composed, such as medicines, personal hygiene products, toxic organic substances, also known as xenobiotics. Furthermore, an alarming inadequacy from the treatment systems and legislation related to the water, because the quality of the water supply in most Brazilian capitals, according to research provided by the Instituto Nacional de Ciências e Tecnologias Analíticas Avançadas (INCTAA), need to be revised, even though it is according to the standards of potability. In last decades, some advances have been made in relation to instrumental methods destinated to identification and quantification contaminants in water, and lately the main challenges are related to the development intended for treatment of the samples. On what was exposed, developed a methodology with a low cost, based on aquafotomics standards capable of identifying and quantifying contaminants in trace concentrations in aqueous environment. Therefore, an extensive bibliographical survey was carried out on this new area of science, an aquafotomics. The experimental part was based on spectroscopy for UV-vis-NIR combined with pattern recognition techniques spectroscopy, such as a PCA, and multivariate calibration, such as PLS and MLR. The construction of the identification and quantification models was made in 62 models of synthetic standards containing caffeine in low concentrations (10e^-5 a 10e^-9) in aqueous environment. The PCA models for identification were able to distinguish as samples containing caffeine from those of pure water. The quantification models gives a satisfactory predictive capacity for samples with concentrations higher than 10e^-6g.L^-1 in caffeine. / O aumento da demanda da população por bens de consumo industrializados e consequentemente o aumento da geração de resíduos, tem relação direta com estado de saúde da população, devido à gravidade das implicações relativas a bioacumulalção de compostos como medicamentos, produtos de higiene pessoal, substâncias orgânicas tóxicas, também conhecidos como xenobióticos. Além disso, a inadequação dos sistemas de tratamento e legislação relacionados a água é alarmante pois a qualidade da agua de abastecimento fornecida na maioria das capitais brasileiras, de acordo com pesquisa realizada pelo Instituto Nacional de Ciências e Tecnologias Analíticas Avançadas (INCTAA), precisa ser melhorada, apesar de atender os padrões de potabilidade. Nas últimas décadas, muitos avanços foram feitos em relação aos métodos instrumentais destinados a identificação e quantificação contaminantes em água, e atualmente o maior desafio desta área está relacionado ao desenvolvimento de métodos destinados ao tratamento das amostras. Diante do exposto, desenvolveu-se uma metodologia de baixo custo, baseada nos princípios da aquafotomica capaz de identificar e quantificar contaminantes em concentrações traço em meio aquoso. Para isso foi realizado um extenso levantamento bibliográfico sobre esta nova área da ciência, a aquafotomica. A parte experimental foi baseada na espectroscopia UV-vis-NIR aliada a técnicas de reconhecimento de padrões, como a PCA, e de calibração multivariada, como PLS e MLR. A construção dos modelos de identificação e quantificação foi baseada em 62 espectros de padrões sintéticos contendo cafeína em baixas concentrações (10e^-5 a 10e^-9) em meio aquoso. Os modelos PCA para identificação foi capaz de distinguir as amostras contendo cafeína daquelas de água pura. Já os modelos de quantificação mostraram uma capacidade preditiva satisfatória para amostras com concentrações superiores a 10e^-6g.L^-1 em cafeína.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-04-17T11:51:08Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Alessandro Arruda Alves - 2017.pdf: 2612408 bytes, checksum: c21fd834dc73ac66ba55f32ba689f6f3 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-04-17T11:51:37Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Alessandro Arruda Alves - 2017.pdf: 2612408 bytes, checksum: c21fd834dc73ac66ba55f32ba689f6f3 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-17T11:51:37Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Alessandro Arruda Alves - 2017.pdf: 2612408 bytes, checksum: c21fd834dc73ac66ba55f32ba689f6f3 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-03-10 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / In Brazilian agriculture, the State of Goiás is one of the largest producers of corn, beans, cotton, sorghum, sugarcane and soybeans, with 75% of its exports composed of products related to agriculture and minerals. Thus, a large part of the economy of the State of Goiás is focused on rural activities, justifying the intense use of pesticides in the region. These pesticides will be metabolized in the liver in two main phases, the first one of bioactivation converting the original substances into more polar metabolites, through oxidation reduction reactions, hydrogenation and dehalogenation, most of the reactions are made by the cytochrome P450 (CYP) superfamily And the second phase in which conjugation reactions occur, in which metabolites are converted into non-toxic products. Agrochemicals are also known to cause various human health damage, such as cancer, cholinergic syndrome, Parkinson's disease and Alzheimer's as well as cytogenetic changes such as DNA damage and chromosome translocations. Thus, polymorphisms in enzymes acting in the path of detoxification and DNA repair may be important biomarkers of diseases in individuals exposed to pesticides. The present study sequenced 3 regions of the following genes: CYP2E1 (promoter region), CYP1A1 (exon 7) and OGG1 (intron region) of 260 individuals from Goiânia and Aparecida de Goiânia, GO. 20 ml of blood was collected, DNA was extracted using commercial kits and PCR was performed. Subsequently, the amplicons were sequenced by the automated Sanger method and compared to the 1000 Genome project. The population of this study was composed of 159 men and 101 women, mean age of 38 years. A total of 5 SNP's were found in the Goias population, being rs2031922 (change of C> T and frequency of the T allele of 0.05) of the CYP2E1 gene, rs1048943 (change of A> G and frequency of the G allele of 0.1 ) And rs1799814 (change of C> A and frequency of allele A of 0.07) of the CYP1A1 gene and rs1052133 (change of C> G and frequency of allele G of 0.2) and rs293795 (change of A> G and frequency Of the 0.18 T allele) of the OGG1 gene. All loci did not deviate from the Hardy-Weinberg equilibrium, nor was a statistically significant difference between age and genotype composition. The rs1048943 and rs1799814 loci of the CYP1A1 gene showed a moderate disequilibrium linkage and the rs1052133 and rs293795 loci of the OGG1 gene showed a strong disequilibrium linkage. The haplotype inference revealed a frequency of the haplotypes of loci rs1048943 and rs1799814 of A / C = 0.8, G / A = 0.12, A / A = 0.07 of the CYP1A1 gene. The haplotypes of the loci rs293795 and rs1052133 had A / G = 0.07, A / C = 0.8, G / C = 0.13. Due to the important participation in detoxification or DNA repair and relationship with pesticides, SNPs rs2031920 of the CYP2E1 gene, rs1048943 of CYP1A1 and rs1052133 of the OGG1 gene are potential biomarkers of susceptibility to disease development in individuals who have contact with these xenobiotics / Na agricultura brasileira o Estado de Goiás é um dos maiores produtores de milho, feijão, algodão, sorgo, cana-de-açúcar e soja, tendo 75% de suas exportações compostas de produtos ligados às áreas de agricultura, agropecuária e minérios. Dessa forma, grande parte da economia do Estado de Goiás é voltada para atividades rurais, justificando o intenso uso de agrotóxicos na região. Esses agrotóxicos serão metabolizados no fígado em 2 fases principais, a primeira de bioativação convertendo as substâncias originais em metabolitos mais polares, por meio de reações de oxidação redução, hidrogenação e desalogenação, grande parte das reações são feitas pela superfamília de enzimas citocromo P450 (CYP) e a segunda fase na qual ocorrem reações de conjugação, na qual metabolitos são convertidos em produtos atóxicos. Os agrotóxicos também são conhecidos por causarem diversos danos à saúde humana, tais como, câncer, síndrome colinérgica, mal de Parkinson e Alzheimer assim como alterações citogenéticas, tais como dano no DNA e translocações cromossômicas. Assim, polimorfismos nas enzimas atuantes em vias de detoxificação e reparo de DNA podem ser importantes biomarcadores de doenças em indivíduos com exposição a agrotóxicos. O presente estudo sequenciou 3 regiões dos seguintes genes: CYP2E1 (região promotora), CYP1A1 (éxon 7) e OGG1 (região de íntron) de 260 indivíduos de Goiânia e Aparecida de Goiânia, GO. Foram coletados 20 ml de sangue, o DNA foi extraído com o uso de kits comercias e foi realizada a PCR. Posteriormente, os amplicons foram sequenciados pelo método de Sanger automatizado e comparados com a população do projeto 1000 genomas. A população deste estudo foi composta por 159 homens e 101 mulheres, médias de idade de 38 anos. Foram encontrados na população goiana um total de 5 SNP’s, sendo eles rs2031922 (mudança de C>T e frequência do alelo T de 0,05) do gene CYP2E1, rs1048943 (mudança de A>G e frequência do alelo G de 0,1) e rs1799814 (mudança de C>A e frequência do alelo A de 0,07) do gene CYP1A1 e rs1052133 (mudança de C>G e frequência do alelo G de 0,2) e rs293795 (mudança de A>G e frequência do alelo T de 0,18) do gene OGG1. Todos os locos não desviaram do equilíbrio de Hardy-Weinberg, também não houve diferença estatisticamente significativa entre a idade e a composição genotípica. Os locos rs1048943 e rs1799814 do gene CYP1A1 apresentaram um desequilíbrio de ligação moderado e os locos rs1052133 e rs293795 do gene OGG1 apresentaram um desequilíbrio de ligação forte. A inferência haplotípica revelou uma frequência dos haplótipos dos locos rs1048943 e rs1799814 de A/C=0,8, G/A= 0,12, A/A=0,07 do gene CYP1A1. Os haplótipos dos locos rs293795 e rs1052133 apresentaram frequência de A/G=0,07, A/C=0,8, G/C=0,13. Devido a importante participação em vias de detoxificação ou reparo de DNA e relação com agrotóxicos, os SNP’s rs2031920 do gene CYP2E1, rs1048943 do CYP1A1 e o rs1052133 do gene OGG1 são potenciais biomarcadores de susceptibilidade ao desenvolvimento de doenças em indivíduos que possuem contato com estes xenobióticos.

A alteração do clima da Terra induzida pelas atividades humanas e a poluição têm sido apontados como potenciais estressores sinergísticos que ameaçam a persistência de populações de anuros em ambientes naturais. Entretanto, mediante um cenário complexo de mudanças antropogênicas globais, o conhecimento acerca do efeito isolado de estressores, bem como de sua interação, é ainda incipiente. Além do aquecimento como tendência central, a mudança climática tem sido relacionada, de modo cada vez mais consistente, ao aumento de eventos extremos, que podem resultar no aumento da ocorrência e da magnitude de temperaturas diárias extremas quentes e frias, impondo desafios adicionais à biota. No presente trabalho, foi testada a hipótese de que o aquecimento e a flutuação termal diária interferem na toxicidade da atrazina sobre larvas de três espécies de anuros (Dendropsophus minutus, Leptodactylus podicipinus e Physalaemus nattereri) que habitam áreas de cultivo de cana-de-açúcar, onde a utilização desse herbicida é frequente. Para testar essa hipótese, foram estudados os efeitos do aquecimento (23-27 ºC para D. minutus e L. podicipinus e 28-32 ºC para P. nattereri), da flutuação termal diária (23±4 ºC e 27±4 ºC para D. minutus e L. podicipinus e 28±4 ºC para P. nattereri) e da exposição à atrazina (120 μg/L para D. minutus e L. podicipinus e 30, 120 e 180 μg/L para P. nattereri), de maneira isolada e combinada, no desenvolvimento larval dessas espécies. A fim de compreender tais efeitos, foram monitorados os seguintes parâmetros: tempo de desenvolvimento, massa e comprimento na metamorfose, condição corpórea, proteínas e lipídios hepáticos totais, atividade de enzimas antioxidantes (catalase, GST e SOD) e nível de peroxidação lipídica. As respostas encontradas foram diferentes entre as funções de desempenho fisiológico analisadas, com possíveis consequências positivas ou negativas para a aptidão, além de terem sido espécie-específicas. Além disso, no caso do efeito combinado dos estressores analisados, foram observadas interações sinergísticas, neutras ou mesmo antagônicas. De modo isolado, a atrazina e a flutuação termal promoveram o retardo ou a aceleração do desenvolvimento, enquanto o aquecimento acelerou ou não teve efeito sobre o mesmo. A atrazina, surpreendentemente, promoveu a melhora da condição corpórea, enquanto a flutuação termal diária promoveu a melhora, a piora ou não teve efeito sobre esse parâmetro, e, por fim, o aquecimento piorou ou não alterou a condição corpórea. Os três fatores testados, de modo isolado, promoveram a ativação da catalase e, de modo menos frequente, da GST, embora apenas o aquecimento, de modo isolado, tenha induzido o dano oxidativo, com aumento do nível de LPO tendo sido observado na espécie D. minutus. Os fatores analisados (aquecimento, flutuação termal diária e exposição a concentrações ecologicamente relevantes de atrazina) tiveram efeito sinergístico em D. minutus, em que houve piora da condição corpórea, e neutro em L. podicipinus, espécie na qual não foi verificada alteração nesse parâmetro. Houve ainda sinergismo na indução de dano oxidativo (aumento do nível de LPO), constatado nas três espécies analisadas nos casos mais severos de combinação de estressores. O presente trabalho evidencia a complexidade da interação de fatores ambientais e, portanto, reafirma a necessidade de estudar os efeitos das mudanças globais sobre a biota para a melhor definição dos limites de tolerância e da capacidade de resiliência das espécies / Global climate change, induced by human activities, and pollution has been considered as potential synergistic stressors that threaten the persistence of amphibian populations in natural environments. However, considering the complexity of anthropogenic global changes, the current state of knowledge on the isolated effects of these variables, and their interactions, is still incipient. Besides the tendency to average global warming, climate change has been consistently associated to enhanced extreme events, which may result in an increase of frequency and magnitude of extreme hot and cold daily temperatures, imposing additional challenges to the biota. In this study, we tested the hypothesis that the increase in temperature and daily thermal fluctuation intensify the toxicity of atrazine on larvae of three anuran species (Dendropsophus minutus, Leptodactylus podicipinus and Physalaemus nattereri), which inhabit industrial sugarcane cultures areas, where the use of this herbicide is frequent. To test this hypothesis, the effects of the increase in temperature (23-27 °C for D. minutus and L. podicipinus, and 28-32 °C for P. nattereri), the daily thermal fluctuation (23 ± 4 °C and 27 ± 4 °C for D. minutus and L. podicipinus, and 28 ± 4 °C for P. nattereri), and the exposition to atrazine (120 μg/L for D. minutus and L. podicipinus, and 30, 120 and 180 μg/L for P. nattereri) on the larval development of these species were studied in an isolated and in a combined way. To evaluate the effects of these stressors, time of metamorphosis, mass and length, body condition, total hepatic proteins and lipids, antioxidant enzymes (catalase, GST and SOD) activity, and lipid peroxidation (LPO) were monitored. The responses were variable, which possible positive or negative consequences to fitness, according to the endpoint, and were species-specific. Moreover, the interactive effects of these stressors were synergistic, antagonistic, and even neutral. Atrazine and thermal fluctuation led to a delay or acceleration of the metamorphosis, while the warming accelerated or did not affect development. Surprisingly, exposure to atrazine improved body condition, whereas the daily thermal fluctuation improved, worsened or did not affect this parameter, and, finally, the increase of temperature worsened or did not affect body condition. All stressors promoted the activation of catalase, and, less frequently, activated GST. However, the increase in temperature was the only isolated factor to induce oxidative damage as observed in D. minutus. The factors studied here (increasing in temperature, daily thermal fluctuation and exposure to environmentally relevant concentrations of atrazine) had synergistic effect on the induction of oxidative damage in the all species analyzed. This study highlights the complexity of interaction among stressors and, therefore, reaffirms the need to study the effects of environmental changes on the biota to better understand the limits of tolerance and resilience of the species