Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2017-03-14T19:03:25Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lana OHara Souza Silva - 2017.pdf: 3124489 bytes, checksum: 38e1e83b1c39e6954300e0cd3e709f2a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-03-20T12:27:41Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lana OHara Souza Silva - 2017.pdf: 3124489 bytes, checksum: 38e1e83b1c39e6954300e0cd3e709f2a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-20T12:27:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lana OHara Souza Silva - 2017.pdf: 3124489 bytes, checksum: 38e1e83b1c39e6954300e0cd3e709f2a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-02-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The Paracoccidioides genus is composed of thermodimorphic fungus that causes paracoccidioidomycosis (PCM), an endemic human systemic mycosis in Latin America. These organisms grow as mycelium in temperatures below 28 °C and as yeast form in temperatures above 37 °C. Nitrogen is an important element in this microorganism’s nutrition that participates in the synthesis of proteins, nucleic acids and others biomolecules. In this regard, nitrogen uptake and metabolism are essential to growth and fungal establishment. When nitrogen levels and sources such as glutamine and ammonia concentration are limited, pathogenic fungus use a regulation system called Nitrogen Catabolic Repression that induces the expression of genes encoding permeases and enzymes required for the catabolism of secondary nitrogen sources, such as formamidase, gamma-glutamiltranspeptidase and urease. Gamma-glutamiltranspeptidase is an enzyme that catalyzes the first reaction of glutationa degradation and it has been the target of several studies about nitrogen starvation in various fungi. It has been observed that the expression of the gene encoding this enzyme was induced in limiting conditions of nitrogen and was repressed when the availability of nitrogen was high. Urease is an enzyme that catalyzes the degradation of urea in ammonia and carbonic acid. This enzyme is already known as a virulence factor in fungi such as Cryptococcus. neoformans, and also has been the target of studies about nitrogen starvation. In this study we expressed gamma-GT and urease proteins from Paracoccidioides brasiliensis, isolate Pb18, in Escherichia coli. The gene coding for Ggt and Ure were cloned in pET32a expression vector, and used for E. coli pLysS transformation. The recombinant proteins produced were shown to be catalytically active. Together, data obtained in this work could add knowledge about the role of gamma-GT and urease and can be used as a foundation for complementary experiments regarding nitrogen metabolism regulation, as well as in Paracoccidioides spp pathogenesis. / Resumo: O gênero Paracoccidioides é composto por fungos termodimórficos que causam a paracoccidioidomicose (PCM), uma micose sistêmica humana endêmica na América Latina. Quando cultivados em temperaturas menores que 28 °C o fungo cresce como micélio e em temperaturas em torno de 37 °C, como levedura. O nitrogênio é um importante nutriente para os micro-organismos, pois participa da síntese de proteínas, ácidos nucléicos e outras biomoléculas. Nesse sentido, a captação e o metabolismo de nitrogênio são essenciais para o crescimento e o estabelecimento do fungo no hospedeiro. Quando os níveis de nitrogênio e fontes como glutamina e amônia estão em concentrações limitantes, os fungos patogênicos utilizam um sistema de regulação chamado Repressão Catabólica de Nitrogênio que induz a expressão de genes que codificam permeases e enzimas necessárias para o catabolismo de fontes secundárias de nitrogênio como a formamidase, a gama-glutamil transpeptidase e a urease. A gama-glutamil transpeptidase é uma enzima que catalisa a primeira reação da degradação da glutationa. Ela tem sido alvo de estudos de privação de nitrogênio em diversos fungos, nos quais foi observada uma alta expressão do gene codificador dessa enzima em condições limitantes de nitrogênio, enquanto que, em alta disponibilidade de nitrogênio a sua expressão era reprimida. A urease é uma enzima que degrada uréia em amônia e ácido carbônico. Ela já é conhecida por ser um fator de virulência em alguns fungos, como Cryptococcus neoformans, e também tem sido alvo de estudos de privação de nitrogênio. Neste estudo nós expressamos as proteínas gama-GT e urease de Paracoccidioides brasiliensis, isolado Pb18, em sistema heterólogo bacteriano de Escherichia coli. O fragmento dos genes codificadores de Ggt e Ure foram clonados em vetor de expressão pET32a e os respectivos clones foram utilizados na transformação de células de E. coli pLySs. As proteínas recombinantes produzidas mostraram estar cataliticamente ativas. Os dados obtidos neste trabalho puderam acrescentar conhecimentos sobre as enzimas gama-GT e urease e podem ser usados como base para experimentos complementares em relação à regulação do metabolismo de nitrogênio bem como na patogênese de Paracoccidioides spp.

Na última década, a análise da estrutura proteica baseada em teoria de redes/grafos tem emergido. A abstração da estrutura tridimensional proteica em forma de uma rede, leva em consideração os resíduos de aminoácidos e suas interações através do espaço, e apresenta um conjunto de conexões e propriedades mais complexas do que aquelas visualizadas apenas com a estrutura covalente. A análise da estrutura proteica identificou que as proteínas pertencem às redes de classes de \"mundo pequeno\" (small-world) e \"sem escala\" (scale-free), o que significa que seus resíduos de aminoácidos são altamente agregados e que existem poucas conexões entre 2 resíduos quaisquer da proteína. A identificação dos resíduos com alto grau de conexão, chamados centrais (\"resíduos hubs\"), é feita pela determinação do caminho mais curto que conecta um dado resíduo aos demais compreendidos nesta rede. A remoção destes resíduos centrais (hubs) afeta a integridade da rede de forma mais contundente diferentemente da remoção de resíduos que não são centrais. Até o momento estes \"resíduos hubs\" ainda não foram experimentalmente correlacionados com as propriedades enzimáticas de proteínas. Para tal finalidade, a estrutura terciária de uma β-glicosidase de Spodoptera frugiperda (Sfβgli) foi analisada como uma rede. Após calcular-se os caminhos médios entre todos os pares de aminoácidos da β-glicosidase, encontrou-se 11 resíduos centrais (\"resíduos hubs\"). Alinhamento de sequências e comparações estruturais indicaram alta conservação destes \"resíduos hubs\". Nosso objetivo foi produzir esta β-glicosidase mutando-se a maioria dos \"resíduos hubs\" e 3 aminoácidos não centrais (\"não hubs\"), expressar estes mutantes em E. coli, determinar suas propriedades enzimáticas como atividade catalítica e preferência pelo substrato e verificar a estabilidade destes mutantes em experimentos de inativação térmica. Os resultados obtidos sugerem que mutações nos \"resíduos hubs\" não afetam as propriedades catalíticas, contudo as enzimas com mutações nos \"resíduos hubs\" apresentaram uma menor estabilidade térmica. Estes resultados sugeriram que os \"resíduos hubs\" são relevantes na difusão da energia cinética (vibração) introduzida na estrutura desta β-glicosidase pelo seu aquecimento / In recent years, graph-theoretic approaches have established that protein structures can be modeled as complex networks of interacting residues. Proteins structures can be represented as small-world and scale-free networks that are usually highly clustered with few links connecting any pair of nodes. The identification of nodes with high connection degrees, called hubs, is made by determining the shortest path linking one amino acid to the further nodes comprising the network. Targeted removal of the hubs has greater affect on the integrity of the network structure in contrast to a random removal of amino acid residues comprising the network. Nevertheless these hubs had not previously been correlated with enzymatic properties. The tertiary structure of β-glycosidase from S. furgiperda (Sfβgly) was analyzed as a network. After calculating the averaged paths between all pairs of amino acid residues of Sfgly, we defined 11 hubs, which have the highest centrality on the network. Sequence alignment and structural comparison showed that these hubs residue are conserved among β-glycosidases. Our goal was to mutate most hubs and 3 ´non-hubs´ residues from Sfβgly, express these mutant enzymes in E. coli, test their enzymatic properties as catalytic efficiency and substrate preference, and verify the thermal stability of these mutants. The results implied that mutations in these hubs do not cause changes in catalytic properties although enzymes containing mutations in hubs showed lower thermal stability. Based on that, it was suggested that hub residues are important in the diffusion of kinetic energy (vibrations) introduced in the Sfβgly structure by heating

O Brasil é considerado o maior produtor mundial de cana-de-açúcar, voltada para a produção de açúcar, etanol e derivados. O aproveitamento de resíduos da usina, como torta de filtro e vinhaça no condicionamento do solo pode contribuir com a manutenção da sua fertilidade. Por outro lado, a cada operação agrícola necessária para o cultivo da cana-de-açúcar está associada uma emissão de GEE que deve ser contabilizada. O objetivo desta pesquisa foi estimar a emissão dos principais GEE (CO2, N2O e CH4) pela torta de filtro, e avaliar as alterações de alguns atributos das comunidades microbianas durante o processo de decomposição. Após avaliação de uma enquete sobre o modo de utilização da torta de filtro por diversas usinas, um estudo foi desenvolvido na Usina Costa Pinto localizada em Piracicaba (SP). A torta aplicada no sulco de plantio da cana foi monitorada quanto à emissão dos gases, sendo que as concentrações dos mesmos nas amostras foram determinadas por cromatografia gasosa. Os atributos microbiológicos examinados foram a biomassa, a atividade enzimática (fosfatase ácida, alcalina e ?-glicosidase) e a estrutura da comunidade através do polimorfismo de fragmento de restrição terminal (T-RFLP). Foi observada emissão significativa dos principais GEE predominantemente da torta quando aplicada nos sulcos de plantio, com destaque para o N2O, com uma proporção doze vezes maior em massa do que o CH4, em 56 dias de experimento. Quanto aos aspectos microbiológicos, o maior valor encontrado de carbono e nitrogênio da biomassa microbiana para a dose usualmente aplicada (25 Mg ha-1), foi com dois meses de experimento, com respectivamente 484,89 ?g C g solo seco-1 e 62,95 ?g N g solo seco-1, e correlacionado pelo coeficiente de Pearson com a atividade enzimática no material. Pela técnica de T-RFLP foi possível avaliar a estrutura dos Domínios de Archaea, Bacteria e Fungi na comunidade microbiana da torta de filtro. Não houve modificação dessa estrutura ao longo do tempo analisado. Os resultados obtidos reforçam a importância dos atributos microbiológicos aliados a fatores químicos e físicos e a influência dos mesmos sobre as emissões de GEE. / Brazil is the greatest worldwide producer of sugarcane with production of sugar, ethanol and derived. Usually applied to soil as fertirrigation, filter cake and vinasse on soil conditioning have contributed to the maintenance of fertility. On the contrary, each agricultural operation is associated to GHG emissions that must be accounted for the balance of products. This work aims evaluate GHG emissions (CO2, N2O and CH4) from the filter cake, as well as evaluate the main differences in the microbiological community available within the decomposition process. After evaluation of a survey about to use the filter cake by industries, the study has been developed at Usina Costa Pinto located in Piracicaba (SP). The filter cake applied to the row of sugarcane planting have been monitored by taking regular samples of the emissions. The concentration of the three gases in the samples has been determined by gas chromatography. The microbiological aspects has been evaluated by biomass, enzymatic activity (acid phosphatase, alkaline phosphatase, and beta-glycosidase) and the community structure through terminal restriction fragment length polymorphism (T-RFLP). Significant GHG emission has been observed; mainly from the filter cake applied to the row of sugarcane planting especially N2O, with ratio twelve times greater than CH4 in 56 days of experiment. For microbiological aspects, the maximum of carbon and nitrogen from the microbial biomass for the treatment usually applied (25 Mg ha-1), within two months of experimentation, with respectively 484,89 ?g C g dry soil-1 e 62,95 ?g N g dry soil-1, and correlated by the coefficient of Pearson with the enzymatic activity existent in the material. The T-RFLP analysis has allowed evaluate the community structures of Archaea, Bacteria e Fungi in the microbiological community of the filter cake. Modification in the community structures was not observed over this time examined. The results obtained reinforce the importance of microbiological aspects combined with chemical and physical factors and their influence on GHG emissions.

Existe uma grande preocupação com relação aos efeitos a longo prazo que muitos poluentes químicos possam ter sobre a saúde e o ambiente. Tal é o número de diferentes poluentes e a complexidade de suas interações que seus efeitos não podem ser prontamente definidos em programas de monitoramento que determinam a presença de poluentes no ambiente. Recentemente, pesquisas identificaram um grupo de enzimas conhecidas coletivamente como proteínas antioxidantes, que são induzidas em resposta aos poluentes, como os metais pesados e parecem proteger as células contra os possíveis danos causados por estes agentes. É possível que a análise da indução e acumulação de proteínas antioxidantes e/ou de defesa, possa fornecer um sistema biológico versátil de monitoramento dos efeitos da poluição. E assim, o estudo da atividade enzimática poderá vir a se configurar como um critério de avaliação da fitotoxicidade de metais pesados em plantas. Com esse propósito, foi desenvolvido um trabalho com o objetivo de estudar as alterações de crescimento e bioquímicas causadas pelo efeito do Cádmio (Cd) em arroz. Experimentos foram montados utilizando 8 diferentes genótipos de arroz da espécie Oryza sativa: F222, IAC202, Caipó, J199, IAC165, J79, F133, F35 e mais duas espécies: Arg2 (Oryza latifolia) e Oryza glumaepapulo nos quais foram submetidas a diferentes concentrações de Cd em solução nutritiva (0mM, 0,05mM, 0,5mM) durante um período de 3 e 7 dias para avaliação do efeito desse metal pesado no comprimento do sistema radicular. Foi realizado um segundo ensaio utilizando a cultivar IAC165, submetida a diferentes concentrações de CdCl2 (0mM, 0,01mM, 1,0mM). Nestas concentrações, coletas de folhas e raízes foram feitas em períodos de tratamentos constituídos de 0, 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 30, 36, 42, 48, 54, 60, 66, 72horas. Com relação ao crescimento radicular do 1° ensaio foram identificados três padrões de resposta: um primeiro, cuja resposta à menor dosagem (0,05 mM de CdCl2) é significativa e esta se mantém na dosagem seguinte (0,5 mM); um segundo, onde também é significativa a resposta à menor dosagem, mas esta se intensifica significativamente com o aumento da dosagem e um terceiro, no qual as linhagens mostraram-se resistentes às dosagens testadas, não sendo afetadas em seu padrão de crescimento de raízes no tempo desse estudo. O parâmetro bioquímico analisado no 2° ensaio foi relativo aos níveis de atividade de enzimas antioxidantes, como Catalase e Glutationa Redutase. que mostraram padrões semelhantes de resposta tanto para Catalase como para Glutationa Redutase, observando-se elevação das atividades dessas enzimas antioxidantes em folhas e raízes, sendo o aumento de atividade da Glutationa Redutase nas raízes altamente significativo, sugerindo que a síntese de Glutationa reduzida possa estar estimulada para subseqüente síntese de fitoquelatinas. / The response of a group of rice genotypes to cadmium exposure was tested using the root growth as a parameter during the time length of the treatment. Three distinct response patterns were identified: a significant initial (0.01 mM) dosage effect, which was maintained with the increase of CdCl2 concentration to 1 mM; a significant initial effect, which was intensified with the increase of CdCl2 concentration, and a group of varieties resistant ot the CdCl2 concentration tested. Significant interactions between dosage and varieties were observed. Enzymatic assays for catalase and gluthatione reductase were also carried out for in plants exposed to CdCl2. Similar response patterns for both enzymes were observed. The activities of catalase and gluthatione reductase in leaves and roots were increased and in the case of gluthatione reductase in roots, such an increase was highly significant, suggesting that the synthesis of reduced gluthatione may be stimulated for subsequent synthesis of phytochelatins.

Orientadores: Maricilda Palandi de Mello, Fernanda Caroline Soardi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-23T09:56:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lusa_AnaLeticiaGori_D.pdf: 4582728 bytes, checksum: a14d0d0453e90b4a59cb02532b21d83b (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A Hiperplasia congênita da Adrenal (HCA) é uma das doenças mais comuns com herança autossômica recessiva. Uma das causas é a deficiência da 21-hidroxilase que surge por mutações no gene CYP21A2. O desequilíbrio na síntese de cortisol causa um estímulo excessivo das glândulas adrenais pelo hormônio adrenocorticotrópico (ACTH) e, consequentemente, à hiperplasia da glândula e ao aumento na síntese de andrógenos. O presente trabalho teve por objetivo clonar e expressar variantes do gene CYP21A2 e, avaliar as variantes enzimáticas da 21-hidroxilase quanto à atividade residual, comparando suas formas nativa e mutantes. Foi também realizado o estudo in silico para se comparar as estruturas das enzimas 21-hidroxilase e 3?-hidroxiesteróide desidrogenase tipo 2 (HSD3B2) avaliando o impacto das alterações provocadas por mutações sobre a estrutura da proteína nativa. Para a enzima 21-hidroxilase, as mutações analisadas quanto à atividade foram: p.Ser113Phe, p.Pro267Leu, p.Val358Ile, p.Arg426Cis e, as combinações p.Ile172Asn+p.Val358Ile e p.Val281Leu+p.Arg426Cis. Nos testes de atividade enzimática, as enzimas com as mutações p.Val358Ile e as combinações p.Ile172Asn+p.Val358Ile e p.Val281Leu+p.Arg426Cis apresentaram valores de atividade residual compatíveis com a forma perdedora de sal. Por outro lado, a enzima com a mutação p.Pro267Leu apresentou atividade residual maior que 50%, compatível com mutações da forma não clássica. As mutações p.Ser113Phe e p.Arg426Cis, por sua vez, apresentaram atividade residual entre 2 e 7% que, em relação aos controles utilizados, foram correspondentes à forma clássica virilizante simples. Os modelos estruturais gerados para as enzimas 21-hidroxilase portadoras da deleção p.(Gln389_Ala391del) e das mutações individuais ou combinadas acima citadas foram comparados ao da enzima nativa. Estudo similar foi realizado com enzimas HSD3B2 nativa e portadoras de duas mutações, p.Pro222Gln e p.Pro222Thr, relacionadas à forma perdedora de sal da deficiência de HSD3B2. Esse estudo demonstrou boa correlação das mutações encontradas nos pacientes com os seus fenótipos tanto no que diz respeito à atividade enzimática quanto às alterações estruturais. Assim, ficou demonstrado que este tipo de abordagem é eficaz para a avaliação dos aspectos funcionais de mutações inéditas / Abstract: Congenital adrenal hyperplasia (CAH) is one of the most common hereditary autosomal recessive diseases. 21-hydroxylase deficiency is one important cause of the disease and results from mutations in CYP21A2 gene. The unbalance in cortisol synthesis leads to excessive stimulation of adrenal glands by adrenocorticotropic hormone (ACTH), consequently, to adrenal hyperplasia and excessive androgen synthesis. The present study aimed to obtain and express CYP21A2 clones carrying sequence variations and to evaluate 21-hydroxylase enzymatic residual activities of variant enzymes in comparision to the wild-type. In silico studies were also performed to compare the structure of 21-hydroxylase and 3?-hydroxysteroid dehydrogenase type 2 (HSDB2) evaluating the impact of mutations upon the native structure of the enzymes. Residual activity analyses for 21-hydroxylase enzyme comprised the mutations p.Ser113Phe, p.Pro267Leu, p.Val358Ile and the combined mutations p.Ile172Asn+p.Val358Ile and p.Val281Leu+p.Arg426Cys. The assays indicated that p.Val358Ile and p.Ile172Asn+p.Val358Ile and p.Val281Leu+p.Arg426Cys reduced CYP21A2 activity to levels corresponding to the salt wasting form. Whereas the enzyme bearing p.Pro267Leu mutation showed residual activity higher than 50% indicating a nonclassic mutation. Conversely, p.Ser113Phe and p.Arg426Cys mutations showed residual activities that varied between 2% and 7% that, compared to controls, corresponded to simple virilizing form. Structural models generated for 21-hydroxylase enzyme with p.(Gln389_Ala391del) and each individual or combined mutations cited above have been compared to the native enzime. Similar study was performed with HSD3B2 enzyme in its native and mutated formas with p.Pro222Gln e p.Pro222Thr that are related to the salt wasting form of HSD3B2 deficiency. This study demonstrated a good genotype-phenotype correlation in patients either for residual activities or for structural changes. Therefore, it has been demonstrated that such analyses are effective to evaluate functional aspects for novel mutations / Doutorado / Genetica Animal e Evolução / Doutora em Genética e Biologia Molecular

Made available in DSpace on 2014-08-20T14:07:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_jaqueline_tavares_schafer.pdf: 2389820 bytes, checksum: 6ebde337718d550322c67052472113ac (MD5) Previous issue date: 2011-03-03 / The rice crop is subject to the occurrence of various diseases that cause yield losses of crops. Currently is seeking alternative ways to control these diseases, and biocontrol a viable possibility. The aim of this study was to compare the control of brown spot and leaf scald of rice provided by rhizobacteria isolated and combined, their impact on grain production, as well as the involvement of induced resistance associated with the activity of catalases and peroxidases. We used the DFs185 rhizobacteria (Pseudomonas synxantha) DFs223 (P. fluorescens), DFs306 (not identified), and DFs416 DFs418 (Bacillus sp.). And some combinations of these. Rice seeds of El Paso 144L were immersed in suspensions (A540 = 0.5) for each of the bacterial treatments and agitated for 30'/10°C. Seeds immersed in saline and saline plus fungicide were used as control. The experiment was conducted in a greenhouse, with assessment of disease severity in two separate trials. The first was conducted by the production and second, plants were collected at three different times to check the enzyme activity (0 h before inoculation, 24 and 168 h after). The experimental design was completely randomized. In general, the bacterial treatments were able to control both diseases, except DFs306 not provided effective control of brown spot in the first trial. In plants inoculated with Bipolaris oryzae, no treatment was able to increase production of grains or grains with lower intensity of staining. Already in plants inoculated with Gerlachia oryzae, all treatments resulted in increase of at least one variable related to production. In general, it was possible to associate the participation of enzymes evaluated the control provided by some treatments. Thus, it is believed that the bacterial treatments, individual and combined, have the potential to control brown spot and leaf scald and ability to induce resistance by altering the activity of catalases and peroxidases. / A cultura do arroz irrigado está sujeita à ocorrência de várias doenças que provocam perdas na produtividade das lavouras. Atualmente buscam-se alternativas para o controle destas doenças, sendo o biocontrole uma possibilidade viável. O objetivo deste trabalho foi de comparar o controle da mancha parda e da escaldadura do arroz proporcionado por rizobactérias isoladas e em combinações, seu impacto sobre a produção de grãos, bem como o envolvimento da indução de resistência associado à atividade de catalases e peroxidases. Utilizaram-se as rizobactérias DFs185 (Pseudomonas synxantha), DFs223 (P. fluorescens), DFs306 (não identificado), DFs416 e DFs418 (Bacillus sp.), e algumas combinações destas. Sementes de arroz da cultivar El Paso 144L foram imersas nas suspensões (A540=0,5) de cada um dos tratamentos bacterianos e agitados por 30 /10°C. Sementes imersas somente em solução salina e em salina mais fungicida foram usadas como testemunha. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, com avaliação da severidade das doenças, em dois ensaios distintos. O primeiro foi conduzido até a produção e o segundo, as plantas foram coletadas em três diferentes tempos para verificar a atividade enzimática (0 h antes da inoculação, 24 e 168 h após). O delineamento experimental foi inteiramente casualizado. De modo geral, os tratamentos bacterianos foram capazes de controlar ambas as doenças, exceto DFs306 que não proporcionou controle efetivo da mancha parda no primeiro ensaio. Nas plantas inoculadas com Bipolaris oryzae, nenhum tratamento foi capaz de aumentar a produção de grãos ou grãos com menor intensidade de manchas. Já nas plantas inoculadas com Gerlachia oryzae, todos os tratamentos avaliados resultaram em aumento de pelo menos uma variável relacionada à produção. Em geral, foi possível associar a participação das enzimas avaliadas ao controle proporcionado por alguns tratamentos. Assim, acredita-se que os tratamentos bacterianos, individuais e combinados, possuem potencial de controle da mancha parda e da escaldadura e capacidade para induzir resistência pela alteração da atividade de catalases e peroxidases.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Soybean is the main aleuro oleaginous cultivated in the world and are used for several ends such as human and animal food and biofuel. Nevertheless, the productivity is still below the productive potential. Among the factors, which limit high productive levels to be achieved, is the use of quality seeds, which determine the stand of plants in the field. The seed physiological quality depends on, among other factors, its chemical composition, because the nutrients stored in the reserves are fundamental for the growth of the embryo and seedling development. Therefore, seedlings originated with higher nutrient availability will originate seedlings that are more vigorous. Thus, this work aimed to evaluate the influence of the chemical composition of seeds and the contribution of mineral supplementation through the treatment of seeds in physiological quality, seedling initial development, activity of enzymes related to the vegetal metabolism and grain productivity. Chapter I aimed to evaluate the influence of different levels of soybean seeds mineral chemical composition as well as the efficiency of mineral supplementation through seed treatment in physiological quality and field performance. Chapter II concerned about evaluating the contribution of N derivate from the mineral supplementation in seeds with different nutritional content, for soybean seedlings. Chapter III aimed to evaluate the influence of nutritional content and mineral supplementation through seed treatment in germination, initial development and enzyme activity related to vegetal metabolism of soybean seedlings. The chemical composition of seeds influenced the physiological quality and the seed field and laboratory performance. The seeds, which derivate from the lot with lower nutritional content, absorbed more N from the mineral supplement, which was accumulated in the cotyledons and redistributed to the root system and canopy. Most of the N in soybean seedling organs, along 10 days after the seeding derivate results from seed reserves, in lots with low and high nutritional content, thus the application of N through mineral supplementation is of low importance to nutrition and development of seedlings. The amount of stored reserves influences the physiological quality and early development of seedlings. Mineral supplementation via seed treatment influenced the physiological quality and seedling development on the lot of low nutritional value. Mineral supplementation influenced the activity of α-amylase in the cotyledons and POD and APases in shoots of seedlings from seed lot of low nutritional value. / A soja é a principal aleuro-oleaginosa cultivada no mundo sendo utilizada para diversos fins como alimentação humana, animal e biocombustível. No entanto a produtividade ainda de encontra muito abaixo do potencial produtivo. Dentre os fatores limitantes para que altas que produtividades sejam atingidas está o uso de sementes de qualidade as quais determinam o estande de plantas no campo. A qualidade fisiológica de sementes depende, entre outros, da sua composição química, pois os nutrientes armazenados nas reservas são fundamentais para o crescimento do embrião e desenvolvimento das plântulas. Dessa forma, plântulas originadas com maior disponibilidade de nutrientes originam plântulas mais vigorosas. Diante disso, o objetivo deste estudo foi avaliar a influencia da composição química de sementes e a contribuição da suplementação mineral via tratamento de sementes na qualidade fisiológica, desenvolvimento inicial de plântulas, atividade das enzimas relacionadas ao metabolismo vegetal e desempenho em campo. O capitulo I teve por objetivo avaliar a influência de diferentes níveis de composição química mineral de sementes de soja bem como a eficiência da suplementação mineral via tratamento de sementes na qualidade fisiológica e desempenho em campo. O capítulo II objetivou avaliar a contribuição de N derivado da suplementação mineral em sementes com diferentes teores nutricionais, para plântulas de soja. O capitulo III teve por objetivo avaliar a influencia do teor nutricional e da suplementação mineral via tratamento de sementes na germinação, desenvolvimento inicial e atividade de enzimas relacionadas ao metabolismo vegetal de plântulas de soja. A composição química das sementes influenciou a qualidade fisiológica e o desempenho das sementes em campo. A suplementação mineral via tratamento de sementes influenciou o desempenho de sementes em laboratório e campo. As sementes derivadas do lote com menor teor nutricional absorveram mais N do suplemento mineral, que foi acumulado nos cotilédones e redistribuído para o sistema radicular e parte aérea. A maior parte do N nos órgãos de plântulas de soja, ao longo de 10 dias após a semeadura é derivada das reservas da semente, em lotes com baixo e alto teor nutricional, assim a aplicação de N via suplementação mineral é de pouca importância para a nutrição e desenvolvimento das plântulas. A quantidade de reservas armazenadas influenciou a qualidade fisiológica e desenvolvimento inicial de plântulas. A suplementação mineral via tratamento de sementes influenciou a qualidade fisiológica e desenvolvimento de plântulas no lote de baixo teor nutricional. A suplementação mineral influenciou a atividade das enzimas α-amilase nos cotilédones e POD e APase na parte aérea das plântulas provenientes de sementes do lote de baixo teor nutricional.

As L-asparaginases bacterianas (L-asparaginase amidohidrolase, E.C.3.S.1.1) são enzimas de alto valor terapêutico devido ao seu uso no tratamento de leucemia linfocítica aguda. A L-asparaginase da Escherichia coli por ser uma enzima periplásmica com alta afinidade, é particularmente efetiva em certas terapias de câncer infantil. Muitos agentes terapêuticos recentes são proteínas e peptídeos que surgiram do design molecular de drogas e tecnologia de DNA recombinante. Numerosos estudos têm demonstrado que aditivos preservam a estrutura e a atividade biológica de cada molécula destas proteínas. Entretanto, o mecanismo de proteção, pelo qual estes aditivos funcionam, não tem sido totalmente elucidado. O objetivo do presente trabalho é investigar detalhadamente o efeito da liofilização sobre a estrutura e a atividade enzimática da L-asparaginase, tanto em células íntegras de Escherichia coli, como na enzima purificada. Até recentemente a maneira para se avaliar o comportamento de um aditivo e o comportamento da água na estabilização de uma proteína durante a liofilização consistia na medida dos parâmetros de atividade após a reidratação, porém atualmente modernas técnicas de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) de baixa resolução são utilizadas para se entender o comportamento da água nas interações com proteínas. E a Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier apresenta grande potencial no estudo de estabilização de proteínas durante a liofilização. Utilizou-se o cálculo de porcentagem de retenção de atividade para expressar os valores de atividade enzimática estudados. Estes cálculos foram realizados para os sistemas congelados e para os sistemas congelados e liofilizados. Os sistemas foram tratados em velocidades de congelamento diferentes (20°C/min, SOC/min e 2°C/min), sendo em seguida liofilizados por 24 horas. São apresentados resultados sobre o efeito das diferentes velocidades de congelamento e o efeito da liofilização nos diferentes sistemas aditivo-enzima e aditivo-célula. Utilizaram-se os aditivos: sacarose, maltose, lactose, inositol, manitol e trealose testados em diferentes concentrações (30, 90 e 150mM). Para identificar quais as condições e os aditivos que apresentaram uma crioproteção satisfatória. Nos sistemas maltose-enzima e trealose-enzima observou-se um aumento da crioproteção com o aumento da concentração de aditivo. Para os sistemas maltose-enzima, congelados lentamente, os resultados de retenção de atividade foram: 8,67%, 14,02% e 30,80% respectivamente para 30, 90 e 150mM. O sistema enzima-maltose (150mM) congelado rapidamente e liofilizado apresentou a maior retenção de atividade (111,11 %) e também o maior valor de T2 (81µs) nos resultados referentes a RMN. Nos sistemas trealose-enzima nas concentrações de 90 e 150mM apresentaram retenção de atividade 89,93% e 79,74%, respectivamente. / Bacterial L-asparaginase (L-asparaginase amidohydrolase, E.C. 3.5.1.1) are enzymes of high therapeutic value due to their use in the treatment of lymphocytic acute leukemia. Escherichia coli L-asparaginase is a periplasmic enzyme of high affinity, particularly effective in some kinds of childhood cancer therapies. Several studies have showed that there are specific stabilizing additives preserve the structure and the biological activity of protein molecules (lyoprotectant). However, the protection mechanism for these excipients has not been totally elucidated yet. The aim of this work was investigate the effect of freeze-drying on the enzymatic activity of L-asparaginase using both the purified enzyme as well as intact cells of Escherichia coli. Until recently the way to evaluate the behavior of an addictive one and the behavior of the water in the stabilization of a protein during the freeze-drying consisted of the measure of the activity parameters after the reidratação, even so now modem techniques of the Nuclear Magnetic Resonance of low resolution have been used to understand the behavior of the water in the interactions with proteins. It is Infrared Spectroscopy for Fourier Transformed it presents a great potential in the study of stabilization of proteins during the freeze-drying. The calculation of percentage of activity retention was used to express the studied values of enzymatic activity. These calculations were accomplished for the frozen systems and for the frozen systems and freeze-dryied. The systems were treated in three speeds of different freezing (20°C/min, 5°C/min and 2°C/min), being the freeze-drying for 24 hours. Results are presented on the effect of the freeze-drying in the different systems addictive-enzyme and addictive-cell. The addictive ones were used: sucrose, maltose, lactose, inositol, manitol and trehalose tested in different concentrations (30, 90 and 150mM), to identify which the conditions and the addictive ones that presented a satisfactory cryoprotection. For the systems enzyme-maltose, frozen slowly, the results of activity retention were: 8,67%, 14,02% e 30,80% to 30,90 e 150mM,respectively . The system enzyme-maltose (150mM) frozen quickly and freeze-dryied presented the largest activity retention (111,11 %) and also the largest value of T2 (81 µs) in the referring results NMR. The systems enzyme-trealose in the concentrations of 90 and 150mM they presented retention of activity 89,93% and 79,74%, respectively.

As L-asparaginases bacterianas (L-asparaginase amidohidrolase, E.C.3.S.1.1) são enzimas de alto valor terapêutico devido ao seu uso no tratamento de leucemia linfocítica aguda. A L-asparaginase da Escherichia coli por ser uma enzima periplásmica com alta afinidade, é particularmente efetiva em certas terapias de câncer infantil. Muitos agentes terapêuticos recentes são proteínas e peptídeos que surgiram do design molecular de drogas e tecnologia de DNA recombinante. Numerosos estudos têm demonstrado que aditivos preservam a estrutura e a atividade biológica de cada molécula destas proteínas. Entretanto, o mecanismo de proteção, pelo qual estes aditivos funcionam, não tem sido totalmente elucidado. O objetivo do presente trabalho é investigar detalhadamente o efeito da liofilização sobre a estrutura e a atividade enzimática da L-asparaginase, tanto em células íntegras de Escherichia coli, como na enzima purificada. Até recentemente a maneira para se avaliar o comportamento de um aditivo e o comportamento da água na estabilização de uma proteína durante a liofilização consistia na medida dos parâmetros de atividade após a reidratação, porém atualmente modernas técnicas de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) de baixa resolução são utilizadas para se entender o comportamento da água nas interações com proteínas. E a Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier apresenta grande potencial no estudo de estabilização de proteínas durante a liofilização. Utilizou-se o cálculo de porcentagem de retenção de atividade para expressar os valores de atividade enzimática estudados. Estes cálculos foram realizados para os sistemas congelados e para os sistemas congelados e liofilizados. Os sistemas foram tratados em velocidades de congelamento diferentes (20°C/min, SOC/min e 2°C/min), sendo em seguida liofilizados por 24 horas. São apresentados resultados sobre o efeito das diferentes velocidades de congelamento e o efeito da liofilização nos diferentes sistemas aditivo-enzima e aditivo-célula. Utilizaram-se os aditivos: sacarose, maltose, lactose, inositol, manitol e trealose testados em diferentes concentrações (30, 90 e 150mM). Para identificar quais as condições e os aditivos que apresentaram uma crioproteção satisfatória. Nos sistemas maltose-enzima e trealose-enzima observou-se um aumento da crioproteção com o aumento da concentração de aditivo. Para os sistemas maltose-enzima, congelados lentamente, os resultados de retenção de atividade foram: 8,67%, 14,02% e 30,80% respectivamente para 30, 90 e 150mM. O sistema enzima-maltose (150mM) congelado rapidamente e liofilizado apresentou a maior retenção de atividade (111,11 %) e também o maior valor de T2 (81µs) nos resultados referentes a RMN. Nos sistemas trealose-enzima nas concentrações de 90 e 150mM apresentaram retenção de atividade 89,93% e 79,74%, respectivamente. / Bacterial L-asparaginase (L-asparaginase amidohydrolase, E.C. 3.5.1.1) are enzymes of high therapeutic value due to their use in the treatment of lymphocytic acute leukemia. Escherichia coli L-asparaginase is a periplasmic enzyme of high affinity, particularly effective in some kinds of childhood cancer therapies. Several studies have showed that there are specific stabilizing additives preserve the structure and the biological activity of protein molecules (lyoprotectant). However, the protection mechanism for these excipients has not been totally elucidated yet. The aim of this work was investigate the effect of freeze-drying on the enzymatic activity of L-asparaginase using both the purified enzyme as well as intact cells of Escherichia coli. Until recently the way to evaluate the behavior of an addictive one and the behavior of the water in the stabilization of a protein during the freeze-drying consisted of the measure of the activity parameters after the reidratação, even so now modem techniques of the Nuclear Magnetic Resonance of low resolution have been used to understand the behavior of the water in the interactions with proteins. It is Infrared Spectroscopy for Fourier Transformed it presents a great potential in the study of stabilization of proteins during the freeze-drying. The calculation of percentage of activity retention was used to express the studied values of enzymatic activity. These calculations were accomplished for the frozen systems and for the frozen systems and freeze-dryied. The systems were treated in three speeds of different freezing (20°C/min, 5°C/min and 2°C/min), being the freeze-drying for 24 hours. Results are presented on the effect of the freeze-drying in the different systems addictive-enzyme and addictive-cell. The addictive ones were used: sucrose, maltose, lactose, inositol, manitol and trehalose tested in different concentrations (30, 90 and 150mM), to identify which the conditions and the addictive ones that presented a satisfactory cryoprotection. For the systems enzyme-maltose, frozen slowly, the results of activity retention were: 8,67%, 14,02% e 30,80% to 30,90 e 150mM,respectively . The system enzyme-maltose (150mM) frozen quickly and freeze-dryied presented the largest activity retention (111,11 %) and also the largest value of T2 (81 µs) in the referring results NMR. The systems enzyme-trealose in the concentrations of 90 and 150mM they presented retention of activity 89,93% and 79,74%, respectively.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:47:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE_ FRANCIELI .pdf: 3210488 bytes, checksum: 139233665a2fb9191412af6ecba0f292 (MD5) Previous issue date: 2015-02-06 / The composting process has been used as the main way to stabilize agro-industrial waste from the broiler production chain. These wastes are generated in the run-fattening stage and during the slaughtering and processing of meat, originally inadequate to composting process due to its high levels of nitrogen. The objective of this research was to evaluate different lignocellulosic materials available regionally as a carbon source to be added to the composting process. The lignocellulosic materials were carding cotton waste, pruning of urban trees, sawdust, crushed sugarcane bagasse and crushed napier grass, which mixed with other wastes (reproductive poultry bedding, hatchery waste, flotation sludge, sausage skins and coal from boilers), constituted the treatments. Five windrows were set up and monitored, with C:N ratio of around 30. The windrows were turned twice a week in the first month and once a week in the following months until stabilization, confirmed by the decline of the windrow temperature until it reaches values of room temperature. At every turning, moisture was adjusted to 60%. The time of composting was evaluated, as well as mass reductions and volume (parameters related to optimization of the composting area); losses of N, P and K; concentration of N, P and K and the ratio of humic to fulvic acid - HA / FA that to characterize the agronomic value of the final compost, in addition to monitoring of microbiological parameters such as basal respiration and activity enzymatic β-glucosidase, cellulase, acid and alkaline phosphatase. With the aid of techniques of Multivariate Analysis (Cluster Analysis and Principal Component), it was concluded that the treatment which used the carding cotton waste as a carbon source allowed optimizing the use of composting area and provided the production of a organic compost with greater agronomic value. Regarding the microbiological parameters, these were most intense in the thermophilic phase, being the cellulase activity most accentuated. / O processo de compostagem é utilizado como principal forma de estabilizar resíduos agroindustriais provenientes da cadeia produtiva do frango de corte. Trata-se dos resíduos gerados no período que antecede a fase de engorda e durante o abate e industrialização da carne, originalmente inadequados ao processo de compostagem por apresentarem altos teores de nitrogênio. Objetivou-se avaliar diferentes materiais lignocelulósicos disponíveis regionalmente como fonte de carbono a ser adicionado na compostagem destes resíduos. Os materiais lignocelulósicos avaliados foram: resíduos da desfibrilação do algodão, podas de árvores urbanas, serragem, bagaço de cana moído e capim napier triturado, que em mistura com os demais resíduos (cama de matrizeiro, resíduos de incubatório, lodo de flotador, tripa celulósica e carvão), constituíram os tratamentos. Foram montadas e monitoradas cinco leiras, com relação C:N em torno de 30. As leiras foram revolvidas duas vezes por semana no primeiro mês e uma vez por semana nos meses seguintes até a estabilização, confirmada pelo declínio da temperatura da leira até atingir os valores da temperatura ambiente. A cada revolvimento, a umidade foi corrigida para 60%. Os parâmetros avaliados foram o tempo de compostagem e as reduções de massa e volume (parâmetros relacionados à otimização do pátio de compostagem); perdas de N, P e K, concentração de N, P e K e relação ácidos húmicos:ácidos/fúlvicos AH/AF que permitiram caracterizar o valor agronômico do composto final. Monitorou-se os parâmetros microbiológicos, como a respiração basal e a atividade enzimática de β-glucosidase, celulase, fosfatase ácida e alcalina. Com auxílio de técnicas da Análise Multivariada (Análise de Agrupamento e de Componentes Principais), concluiu-se que o tratamento em que se utilizou o resíduo da desfibrilação de algodão como fonte de carbono permite otimizar a utilização do pátio de compostagem e proporciona a produção de um composto orgânico com maior valor agronômico. Com relação aos parâmetros microbiológicos, estes foram mais intensos na fase termofílica, sendo a atividade de celulase a mais pronunciada