Orientador: Sandra Regina Pombeiro Sponchiado / Banca: Iracilda Zeppone Carlos / Banca: Valdecir Farias Ximenes / Banca: Jairo Kenupp Bastos / Dagmar Ruth Stach Machado / Resumo: Do fungo Aspergillus nidulans foi isolado um mutante que apresenta producao aumentada do pigmento melanina. Este pigmento, formado pela polimerizacao oxidativa de compostos fenolicos e/ou indolicos, pode estar presente na parede celular ou no meio de cultura. Embora nao seja essencial para o crescimento dos fungos, a melanizacao parece aumentar a capacidade de sobrevivencia das especies em condicoes desfavoraveis, fornecendo protecao contra radiacao UV, altas temperaturas, enzimas hidroliticas, metais pesados e agentes oxidantes. A obtencao deste pigmento, na forma pura, tem despertado interesse biotecnologico devido a sua utilizacao em formulacoes cosmeticas, principalmente pela sua propriedade fotoprotetora e antioxidante. Tendo em vista o potencial farmacologico do pigmento melanina, este trabalho tem como objetivos fazer a caracterizacao estrutural e funcional do pigmento extraido do fungo A. nidulans. Os resultados de espectrometria de massas indicam que a estrutura da melanina do fungo A. nidulans e composta de duas grandes unidades, representadas pelos fragmentos de massas moleculares igual a 573 e 550, com grupamentos diidroxindol e aneis pirrolicos substituidos. Os ensaios de citotoxicidade mostram que a melanina extraida do fungo A. nidulans nao causa danos significativos aos componentes celulares, tanto antes como pos metabolizacao. Os ensaios de mutagenicidade sugerem que a melanina nao apresenta propriedades mutagenicas para as linhagens TA 97a, TA 98, TA 100 e TA 102 de Salmonella thyphimurium. No teste antimicrobiano, observase que a melanina do fungo nao apresenta potencial como antibacteriano frente a Staphylococcus aureus, Escherichia coli e Enterococcus faecalis, quando comparadas com as substancias de referencia, ampicilina e cloranfenicol. Quanto... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: A mutant that presents increased production of the melanin pigment was isolated from the Aspergillus nidulans fungus. This pigment, formed by the oxidative polymerization of phenolic and/or indolic compounds, can be present in the cellular wall or culture medium. Although it is not essential for the fungal growth, melanization seems to increase the survival capacity of the species in unfavorable conditions, supplying protections against UV radiation, high temperatures, hydrolytic enzymes, heavy metals and oxidants agents. The attainment of this pigment, in its pure form, has taken biotechnological interest due to its use in cosmetic formulations, mainly for its photoprotector and antioxidant property .Considering the pharmacological potential of the melanin pigment, this study aims to make the structural and functional characterization of the pigment extracted from A. nidulans fungus. The results of mass spectrometry indicate that the melanin structure of the A. nidulans fungus is composed of two large units, represented by the fragments of molecular mass equal to 573 and 550, with dihydroxyindole groups and substituted pyrrolic rings. The cytotoxicity assays have shown that the melanin extracted from the A. nidulans fungus does not cause significant damages to the cellular components, before and after metabolization. The mutagenicity assays suggest that the melanin does not present mutagenic properties for the strains TA 97a, TA 98, TA 100 and TA 102 of Salmonella thyphimurium. In the antimicrobial test, it is observed that the fungal melanin does not present antibacterial potential facing Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis and Escherichia coli, when compared to the reference substances, ampicilin and cloranphenicol. Regarding the immunomodulatory activity, it was verified that the melanin does not stimulate NO release... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Resumo: Cepas bacterianas resistentes aos antibióticos convencionais representam um problema de saúde global com forte impacto social e econômico. Desta maneira, há uma urgente necessidade de desenvolver antibióticos com novos mecanismos de ação. O grupo da Profª Drª Mariana S. Castro isolou e determinou a seqüência do peptídeo GWLDVAKKIGKAAFNVAKNFI-NH2, secretado na pele da rã Hypsiboas albopunctatus e qual mostrou atividade antimicrobiana. O objetivo do presente trabalho foi avaliar 3 análogos para obter informações a respeito da relação estrutura-atividade biológica. Os peptídeos foram sintetizados por SPFS utilizando a estratégia química Fmoc. As propriedades conformacionais dos peptídeos foram investigadas por CD em água, em TFE (agente indutor de estrutura secundária) e em micelas zwitteriônicas (LPC). As atividades antimicrobianas foram analisadas pela medida da concentração inibitória mínima em bactérias (uma Gram-positiva e duas Gram- negativa) e em fungos. O aminoácido triptofano foi usado como sonda para analisar a profundidade da inserção em miméticos de membrana. Os resultados mostraram que a SPFS foi útil, obtendo um material com alto índice de pureza. Os estudos de CD demonstraram que os peptídeos em água apresentam uma estrutura ao acaso, adquirindo um alto teor de a-hélice na presença de TFE e LPC. As interações peptídeo/miméticos de membranas indicaram que todos interagiram fortemente com as micelas, mas não com vesículas, com exceção do peptídeo "wild type", que mostrou forte interação com ambos os modelos. Os resultados biológicos demonstraram que todos os peptídeos tem atividade (antibacteriana e antifúngica), porém, o "wild type" mostrou valores mais baixos de CIM. Além disso, nossos resultados sugerem que os peptídeos Hy- D-V 16, Hy-D-V 5,16 e Hy-K9 podem vir a ser potenciais modelos para o desenvolvimento de novas... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Antibiotic resistant bacterial strains represent a global health problem with a strong social and economic impact. Thus, there is an urgent need for the development of antibiotics with novel mechanisms of action. Castro's group isolated and determined the sequence of the peptide GWLDVAKKIGKAAFNVAKNFI-NH2 of skin secretion from the frog Hypsiboas albopunctatus which showed antimicrobial activity. The aim of the present work was evaluated 3 analogues to supply information about the relationship structurebiological activity. The peptides were synthesized by SPPS using the Fmoc chemical approach. The conformational properties of the peptides were investigated by CD techniques in water, TFE (secondary structure-inducing agent) and in zwitterionic micelles (LPC). The antimicrobial activity was assayed by measuring growth inhibition of bacteria (one Gram-positive and two Gram-negative) and fungus. The tryptophan amino acid was used as probe to analyze the deeply of insertion in membrane mimetic. The result showed that the SPFS proved to be useful, and material with high purity was obtained. The CD studies demonstrated that peptides in water have random coil structure, acquiring high amount of a-helix in the presence of TFE and LPC. The interactions peptide/mimetic of membranes indicated that all strongly interacted with micelles, but not with vesicles, with the exception of "wild type" peptide, that showed strong interaction with the both models. The biological results demonstrated that all peptides have activity (antibacterial and antifungal), nevertheless, the "wild type" showed lower MIC values. In addition, our findings suggest that peptides Hy-D-V 16, Hy-D-V 5,16 and Hy-K9 as potential templates for the development of new drugs, therefore these analogous have the higher relationshipantimicrobial/hemolytic activity. These findings highlight the importance of single a-amino acid... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Eduardo Maffud Cilli / Coorientador: Reinaldo Marchetto / Banca: Dulce Helena Siqueira Silva / Banca: Mariana de Souza Castro / Mestre

Orientador: Hideko Yamanaka / Banca: Fernando Luis Fertonani / Banca: Silvia Helena Pires Serrano / Banca: Neiva Sellan Lopes Gonçales / Banca: Eduardo Mathias Richter / Resumo: O presente trabalho descreve estudos de construção de biossensores modificados com DNA para detecção de vírus da hepatite C. Utilizaram-se como superfície eletródica substratos de ouro oriundos de CDs graváveis, já descritos na literatura. O procedimento de construção deste tipo específico de eletrodo foi modificado e esta modificação foi avaliada por meio de técnicas eletroquímicas, de microscopias de varredura eletrônica de fluorescência. Duas propostas de imobilização foram avaliadas, sendo: a construção de monocamadas auto organizadas com moléculas de ácido mercaptopropiônico, com posterior ligação de material biológico via metodologia biotina estreptavidina e a construção de monocamadas a partir de moléculas de DNA modificadas com grupamentos tióis. As metodologias foram comparadas e a que fez uso do DNA tiolado foi escolhida para efetuar os procedimentos de imobilização, que foram então otimizados. Para monitorar o sinal de hibridização do genossensor, dois métodos foram estudados, sendo: detecção via oxidação da base nitrogenada guanina e detecção via interação do material genético com indicadores eletroanalíticos, sendo este último o que apresentou melhores resultados sendo selecionado. Como indicadores foram avaliados os corantes azul de metileno e azul de meldola e os compostos de cobre Cu(NO3)2(en)2 e Cu(NO3)2(NN)2, que foram caracterizados e avaliados por técnicas eletroanalíticas e espectrofotométricas. Estes foram estudados frente aos processos de interação com o material genético nativo e degradado, por meio do método da razão molar. O azul de metileno e o Cu(NO3)2(en)2 apresentaram forte interação com o DNA de Calf Thymus, com constantes de interação de 1,5 x 10 4 e 1,0 x 10 5 L mol -1. Estes foram utilizados como indicadores eletroanalíticos na etapa de hibridização, sendo eficientes para detecção de genótipos da hepatite C em amostras amplificadas de soro sanguineo. / Abstract: This paper describes a studies of biosensors modified DNA construction for hepatitis C virus detection. It was used gold from recordable CDs as a electrodic substrates just described in the literature. The procedure of construction of this particular electrode was modified and this modification was evaluated using electrochemical, scanning electron microscopy and fluorescence techniques. Two detention proposals were evaluated: first, the construction of self assembly monolayers with mercaptopropionic acid and subsequent binding of biological material by streptavidin biotin method and second, the construction of monolayers from molecules of DNA modified with thiol groups. The methods were compared and the DNA thiol was chosen to perform the detention procedures, which were then optimized. To monitoring the hybridization signal genosensor, two methods were studied,: guanine oxidation detection and interaction of genetic material with electroanalytical indicators, the latter being the one with better results, and selected. As indicators were evaluated the methylene blue and meldola blue dye, and copper compounds Cu(NO3)2(en)2 and Cu(NO3)2(NN)2, which were characterized and evaluated by spectrophotometric and electroanalytical techniques. These coumpounds were studied before the interaction process with the native and degraded material by the molar ratio method. The methylene blue and Cu(NO3)2(en)2 showed strong interaction with the Calf Thymus DNA with constant of 1.5 x 10 4 and 1.0 x 10 5 L mol -1. These were used as indicators of hybridization in electroanalytical step and they were efficient for detection of hepatitis C genotypes in amplified blood serum samples. / Doutor

Resumo: A bactéria acidofílica Acidithiobacillus ferrooxidans é encontrada em ambientes inorgânicos e ácidos tais como depósitos minerais e drenagem ácida de minas, sendo a principal bactéria envolvida na biolixiviação, um processo pelo qual o metabolismo microbiano causa a solubilização do metal contido em minérios que possuam sulfetos metálicos. A adesão da bactéria à superfície do mineral com a subseqüente formação de biofilme é um pré-requisito para a dissolução do sulfeto metálico. Apesar de existirem pesquisas sobre a biogênese, a bioquímica e a regulação da formação de biofilme, o processo primário de adesão e os genes que participam destes processos têm sido pouco estudados nessa espécie bacteriana. O objetivo do presente trabalho foi analisar a adesão e o reconhecimento de grupos tióis na linhagem A. ferrooxidans LR em presença do sulfeto de cobre calcopirita (CuFeS2). Para este fim, foram selecionados onze genes descritos no genoma de A. ferrooxidans ATCC 23270, disponibilizado pela TIGR. Os genes selecionados para este trabalho são: cluster tad (tadA, tadB e tadC) envolvidos na formação de pilus e fimbrias; genes que codificam pilinas do tipo IV; genes pertencentes ao cluster Fe-S e o gene msrA que codifica uma metionina -Ssulfóxido redutase. A análise da expressão destes genes foi realizada por PCR em tempo real. Foi feita uma análise de bioinformática com o objetivo de conhecer o grau de conservação das seqüências das proteínas codificadas pelos genes e a busca de domínios conservados nessas proteínas. Além disso, foi clonada, purificada e caracterizada por métodos biofísicos uma proteína ligante de cluster Fe-S, com o objetivo de avaliá-la futuramente no processo global de biolixiviação. Os resultados de expressão a partir de PCR em tempo real de células livres e aderidas incubadas em presença de calcopirita mostraram... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The acidophilic bacterium Acidithiobacillus ferrooxidans is capable of causing dissolution of metals have been identified in acid mine water and mineral processing plants. Usually this microorganism is found in those places and they have been widely studied in bacterial oxidation and lixiviation in which use inorganic electron donors and fixed carbon dioxide. For this reason has been utilized for enhancing the extraction rates of metals in the ores. The mineralassociated bacteria, adhesion and biofilm formation are critical steps for colonization and subsequent mineral solubilization. Despite research of biogenesis, biochemistry and regulation of biofilm formation has been reported, adhesion process through pilus assembly mechanisms is not studied in this bacterium in spite of related genes involved in the formation of a type IV pilus and tight adherence were identified in thus genome. The objective of this work was to analysis tight adherence, type IV pilus and possibly thiol recognition cluster Fe-S genes expression for time real PCR in planktonic and adhered cells of A. ferrooxidans strain LR incubated in the presence of chalcopyrite. As well, In Silico analysis was realized for genes selected to conservation and conserved domains research. Finally, the Fe-S cluster-binding protein codified by locus Afe_0551 was cloned and expresses to characterize for spectroscopic methods. The results of gene expression revealed to level expression differences in planktonic and adhered cells incubated with chalcopyrite. The genes were unaltered or repressed after 24 h of incubation, however, the expression changed to induction after 20 dyes. Probably, the process of adhesion in first hours of incubation is favored. In the other hand, the Fe-S cluster-binding protein codified by locus Afe_0551 showed high thermal resistance and stability in widen pH range. Far-UV CD measurements showed a high structure... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Oswaldo Garcia Júnior / Coorientador: Denise Bevilaqua / Banca: Maria Célia Bertolini / Banca: Lucio Fábio Caldas Ferraz / Banca: Fabiana Alexandrino / Banca: Roberto Ruller / Doutor

Orientador: Maria Célia Bertolini / Banca: Jesus Aparecido Ferro / Banca: Ana Paula Ulian de Araújo / Banca: Fábio Marcio Squina / Banca: Rolf Alexander Prade / Resumo: Este trabalho descreve a caracterização funcional de alguns fatores de transcrição possivelmente envolvidos na regulação do metabolismo do glicogênio no fungo filamentoso Neurospora crassa. Em uma análise sistemática realizada com 69 linhagens mutantes em genes codificadores para fatores de transcrição, foram identificadas e selecionadas sete linhagens que apresentaram perfis diferentes de acúmulo de glicogênio, em relação à linhagem selvagem, tanto durante o crescimento vegetativo (30°C) como no estresse térmico (45°C). Com o objetivo de verificar o envolvimento dos fatores de transcrição selecionados na expressão dos genes gsn (glicogênio sintase) e gpn (glicogênio fosforilase), experimentos de Northern blot foram realizados e revelaram variações ao nível transcricional em algumas linhagens. A análise por Blast revelou que alguns fatores de transcrição haviam sido previamente estudados em N. crassa (CSP-1, RCO-1, NIT2) ou em outros organismos (PacC, FlbC, Fkh1) e participam na regulação de diferentes processos biológicos. O fator de transcrição PACC e a influência do pH externo sobre a regulação do metabolismo do glicogênio foram investigados mais detalhadamente neste trabalho. Os resultados mostraram que na linhagem selvagem o acúmulo de glicogênio e a expressão do gene gsn foram reprimidos em condições de pH alcalino, enquanto que o gene pacC foi superexpresso nesta condição. A linhagem mutante pacCKO mostrou perder a regulação sobre o acúmulo de glicogênio e expressão do gene gsn, tanto durante o crescimento em pH fisiológico (5,8) como alcalino (7,8). A análise de ligação DNA-proteína mostrou que a proteína PACC de N. crassa recombinante produzida em E. coli foi capaz de se ligar ao motif de DNA para a proteína PACC, presente na região promotora do gene gsn... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work describes the functional characterization of transcription factors likely involved in glycogen metabolism regulation in the filamentous fungus Neurospora crassa. In a systematic analysis performed with 69 strains knocked-out in genes encoding transcription factors, seven strains were identified and selected by presenting profiles of glycogen accumulation different from that existent in the wild-type strain during vegetative growth (30°C) and under heat stress (45°C). In order to verify the involvement of the selected transcription factors in regulation of gsn (codes for glycogen synthase) and gpn (codes for glycogen phosphorylase) genes, Northern blot assays were performed. Differences in gene expression were observed in some strains compared to the wild-type strain. Blast analysis showed that transcription factors have been previously studied either in N. crassa (CSP-1, RCO-1, NIT2) or in other organisms (PacC, FlbC, Fkh1) participating in the regulation of different biological processes. The transcription factor PACC and the influence of the external pH under the regulation of the glycogen metabolism were further investigated. The results showed that in the wild-type strain the glycogen content and the gsn gene expression were repressed under alkaline conditions, while the pacC gene was overexpressed in this condition. The pacCKO strain showed impairments in the glycogen accumulation and gsn gene expression under normal pH (5.8) and alkaline (7.8) conditions. Protein-DNA binding analysis showed that N. crassa PACC recombinant protein produced in E. coli cells was able to bind to the pacC motif present in the gsn promoter. Binding specificity was confirmed by competition assays using an oligonucleotide containing the DNA motif and by binding to a DNA fragment containing the motif mutated by site-directed mutagenesis... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Sandra Regina Pombeiro Sponchiado / Banca: Maria Lucia Gonsales da Costa Araújo / Banca: Suraia Said / Resumo: Devido ao crescente interesse na produção de substâncias ativas a partir de fontes naturais, os fungos vêm sendo considerados um grupo importante de microrganismos em função do seu enorme potencial de exploração, representando uma fonte inesgotável para a obtenção de vários produtos biotecnológicos industriais. Dentre estes produtos, o pigmento melanina produzido pelo fungo Aspergillus nidulans tem considerável potencial biotecnológico para ser usado em formulações cosméticas, principalmente pelas suas atividades antioxidante, antiinflamatória e fotoprotetora. No entanto, para uma possível aplicação prática desta substância é necessário estabelecer as condições ótimas de cultivo do fungo para a produção em larga escala com um custo menor comparado à melanina sintética. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência do volume de meio de cultura, do tempo de incubação e da utilização de resíduos industriais (água de maceração de milho, bagaço de cana de açúcar e melaço) como fontes de nutrientes no crescimento e produção de pigmento pelas linhagens MEL1 e MEL2 de Aspergillus nidulans. Os resultados mostraram que na presença de 2% de água de maceração de milho o crescimento celular foi maior enquanto que na concentração de 0,2% houve um aumento na produção de pigmento pelas linhagens em estudo. Quando melaço (1% e 10%) foi usado como fonte de carbono, a produção de pigmento foi inibida em ambas as concentrações, enquanto um alto rendimento de biomassa foi obtido com 10% de melaço. A suplementação do meio com hidrolisado do bagaço da cana-de-açúcar não teve um efeito positivo na produção de pigmento, embora tenha proporcionado um aumento no crescimento das linhagens. Também foi observado que a morfologia do fungo (tamanho do "pellet") influencia a produção de pigmento, sendo que na cultura... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Due to an increasing interest in the production of actives substances from natural sources, fungi has been considered an important group of microorganisms in function of its enormous potential for exploitation, representing an inexhaustible source to obtain several industrials biotechnology products. Among these products, the melanin pigment produced by fungi Aspergillus nidulans has considerable biotechnological potential to be used in cosmetic formulations, mainly for its antioxidant, anti-inflammatory and photoprotetor activities. However, for a possible practical application of this substance, is necessary to establish the optimal conditions of the fungal culture for large scale production with low cost compared to synthetic melanin. In this context, the objective of this work was to evaluate the influence of volume of culture medium, period of incubation and the use of by-products industrial (corn steep liquor, sugar cane bagasse and molasses) as nutritional source on growth and pigment production by strains MEL 1 and MEL 2 from Aspergillus nidulans. The results showed that, in the presence of 2% corn steep liquor, the cell growth was high while at concentration of 0,2% occurred an increase in the pigment production. When molasses (1 or 10%) was used as carbon sources, the pigment production was inhibited in both concentrations while a high yield of biomass was obtained with 10% molasses. The supplementation of medium with sugar cane bagasse hydrolysate didn't has a positive effect on pigment production but it provided an increase in the fungal growth. Also was observed that the fungal morphology (pellet size) influenced the production of pigment, being the smaller "pellets" more suitable for maximum production of the pigment. Thus, the results obtained suggest that corn steep liquor contain substances that stimulate the synthesis of pigment and thus the cultivation with... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Resumo: O estabelecimento de condições para a realização de fermentações em meio sintético em escala de laboratório é uma pesquisa relevante que permite estudar alterações metabólicas e genéticas das leveduras durante os ciclos sucessivos de fermentação. A composição da matéria-prima industrial apresenta alterações constantes e os dados industriais são obtidos sem a precisão e reprodutibilidade dos dados obtidos em pesquisas científicas. Em uma seqüência longa de bateladas repetidas com o reuso de células, a recuperação das células mortas ou a simples perda celular da viabilidade, causadas por morte celular, ou a simples perda de viabilidade causada pelas condições do processo não podem ser ignoradas. Um excesso de biomassa no final do processo indica que a população de leveduras passou por renovação celular. Fermentações descontínuas alimentadas por pulsos decrescentes de sacarose foram utilizadas no presente trabalho. Como o inóculo usado foi muito alto, o crescimento celular foi menor durante a fermentação. O volume final de trabalho dentro do reator, contendo inicialmente todos os componentes exceto sacarose e leite de levedura, atingiu um aumento de 25% no seu depois de 4 horas de alimentação. Devido aos inóculos altos utilizados, um tratamento para recuperação do leite de levedura foi necessário entre os ciclos de fermentação a fim de minimizar as perdas em biomassa e viabilidade. Dados obtidos mostraram que uma redução no tamanho do inóculo levou a perdas em viabilidade. Depois da adição de cada pulso de sacarose, um reajuste do pH do meio para 4,5 foi necessário. Uma solução de água contendo sacarose e extrato de levedo nos permitiu revitalizar o leite de levedura com ganhos em biomassa e viabilidade durante 15 horas de incubação à 30ºC antes do ciclo de fermentação seguinte. Entre os ciclos de fermentação, perdas dramáticas... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The establishment of conditions to carry out fermentations in synthetic medium at laboratory scale is a very relevant research that will allow us to study metabolic and genetic alterations during the successive cycles of fermentation. The composition of the raw industrial materials show constant alterations and the industrial data are generally obtained without the precision and reproducibility of the data obtained in scientific research. In a long sequence of repeated batch processes with cell reuse, the recuperation of dead cells or the simple loss of viability caused programmed cell death or simply loss of viability caused by process conditions can not be ignored. Biomass excess at the end of the process indicates that the yeast population went through a cell renewal. Discontinuous fermentations fed by decreasing pulses of sucrose were used in the present work. As inoculum was very high, the growth was low during the fermentation. The volume inside the reactor, containing initially all medium components except sucrose and yeast cream, reached a 25% increase in its working volume after 5 hours feeding. Due to high inoculums used, a treatment for the yeast cream recuperation was required between the fermentation cycles in order to minimize the losses in biomass and viability. Data obtained showed that a decrease in the inoculums size leads to drops in viability. After the addition of each sucrose pulse, a pH readjustment to 4.5 was required. A water solution containing sucrose and yeast extract allowed us to revitalize the yeast cream with gains in biomass and viability during 15 hour incubation at 30ºC before the next fermentation cycle. Between the fermentation cycles, dramatic drops in viability were observed when an amount of 200 g.L-1 sucrose was added in relation to the final volume of medium inside the reactor, but only discrete variations were observed when 156 g.L-1 sucrose... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Cecília Laluce / Coorientador: Reinaldo Marchetto / Banca: Maria Lúcia Gonsales da Costa Araujo / Banca: Daniel Ibraim Pires Atala / Mestre

Orientador: Regina Maria Barretto Cicarelli / Banca: Dulce Helena Siqueira Silva / Banca: Maurício Bacci Junior / Resumo: O protozoário hemoflagelado, Trypanosoma cruzi, transmitido principalmente pelo inseto triatomíneo, por infecção congênita ou por transfusão sanguínea, causa a tripanossomíase americana ou doença de Chagas, como é mais conhecida. Essa é uma séria doença parasitária que ocorre na América Latina, com considerável impacto social e econômico. Dois fármacos, nifurtimox e benzonidazol, são indicados no tratamento de pessoas infectadas, mas são pouco eficientes na fase aguda e praticamente ineficientes na fase crônica da doença. Devido a esses fatores, é de extrema importância que se encontre agentes quimioterápicos e/ou quimiopreventivos mais eficientes e eficazes. O presente trabalhou objetivou avaliar a influência no proteoma de T. cruzi de três substâncias extraídas de plantas da família Piperaceae, peperobtusina A e B de Peperomia obtusifolia e piplartina de Piper tuberculatum, através da eletroforese bidimensional (2D) - DIGE (Difference Gel Electrophoresis - GE Healthcare) associada à espectrometria de massas. O tratamento realizado com peperobtusina A de Peperomia obtusifolia em cepa Y de T. cruzi identificou proteínas de interesse, como proteína do bastão paraflagelar e triparedoxina peroxidase, importantes na composição flagelar e proteção natural do parasito ao estresse oxidativo, respectivamente. Os resultados obtidos com peperobtusina B de Peperomia obtusifolia na mesma cepa de T. cruzi mostraram proteínas que podem servir como interessantes alvos potenciais para futuro desenvolvimento de fármacos. São elas: calmodulina, tirosina aminotransferase e arginina quinase. Os resultados obtidos com o tratamento das cepas Y e Bol de T. cruzi pela piplartina de Piper tuberculatum demonstraram que apesar das diferenças de suscetibilidade dessas cepas em relação ao benzonidazol... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The protozoa hemoflagelate, Trypanosoma cruzi, transmitted mainly for the triatomíneo insect, congenital infection or sanguineous transfusion, cause American tripanosomiasis or Chagas disease, as more it is known. This is a serious parasitic illness that occurs in Latin America, with considerable social and economic impact. Two drugs, nifurtimox and benznidazol, are indicated in the treatment of infected people, but they are little efficient in the acute phase and practically inefficient in the chronic phase of the illness. Because of these factors, it is of extreme importance find efficient chemopreventive and/or chemotherapic agents. This work aims to evaluate the T. cruzi proteome influence of three substances extracted of plants belonging to Piperaceae family, being peperobtusine A and B of Peperomia obtusifolia and piplartine of Piper tuberculatum, through two dimensional electrophoresis (2D) - DIGE (Difference Gel Electrophoresis - GE Healthcare) and mass spectrometry. The treatment carried with peperobtusine A of P. obtusifolia in Y strain of T. cruzi identified interest proteins, as paraflagelar rod protein and triparedoxin peroxidase, important in the flagella composition and natural protection of oxidative stress, respectively. The results using peperobtusine B of the P. obtusifolia in Y strain of T. cruzi showed proteins that can be interesting potential targets for future development of drug. They are: calmodulin, tyrosine aminotransferase and arginine kinase. The results with the treatment of Y and Bol strains of T. cruzi with piplartine of P. tuberculatum demonstrated that although to the differences of susceptibility of these strains related to benznidazol, the piplartine was active for both strains as a similar way and modified the expression of enzymes involved in the protection of the parasitic to the... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Resumo: A espécie bacteriana Acidithiobacillus ferrooxidans é o principal micro-organismo utilizado na biohidrometalurgia. Este processo permite a recuperação de metais de interesse econômico, que se encontram na natureza na forma de sulfetos minerais. O A. ferrooxidans obtém energia da oxidação de íons ferrosos e enxofre incluindo os sulfetos minerais, promovendo assim a solubilização dos metais. A calcopirita (CuFeS2) é um dos sulfetos de cobre mais abundante na natureza, porém, altamente refratário ao ataque químico e bacteriano. Alguns trabalhos vêm sendo realizados com o objetivo de selecionar linhagens bacterianas mutantes de A. ferrooxidans a fim de otimizar o processo de oxidação da calcopirita. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi induzir e selecionar linhagens mutantes de A. ferrooxidans por radiação ultravioleta, que possam melhorar o processo de biolixiviação de sulfetos minerais, principalmente no que diz respeito à calcopirita. Os resultados obtidos mostraram que a radiação ultravioleta afetou a multiplicação do A. ferrooxidans S tanto em meio líquido quanto em meio sólido. Os 10% de sobrevivência foram obtidos após 300 s de exposição à radiação ultravioleta. Duas colônias de A. ferrooxidans S foram re-isoladas de meio sólido e analisadas quanto a alguns estudos fisiológicos. Com os resultados obtidos, observou-se que a radiação ultravioleta não afetou a oxidação bacteriana de íons ferrosos e dos sulfetos minerais calcopirita e pirita. Os possíveis mutantes foram analisados quanto à tolerância aos íons cloreto durante o processo de oxidação de íons ferrosos. Os resultados mostraram que o perfil de tolerância das possíveis linhagens mutantes foi semelhante à linhagem selvagem. Embora, não tenha sido possível obter um mutante com características importantes para otimizar processos na biohidrometalurgia, esse estudo foi realizado... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The bacterial species Acidithiobacillus ferrooxidans is the main microorganism used in Biohidrometallurgy. This process allows the recovery of metals of economic interest, which occur in nature in the form of sulfide minerals. A. ferrooxidans obtains energy from oxidation of inorganic sulfur and ferrous ions including sulfide minerals, thereby promoting the solubilization of metals. The chalcopyrite (CuFeS2) is one of the most abundant copper sulfides in nature but highly refractory to bacterial and chemical attack. Some studies have been carried out to select strains of bacterial mutants of A. ferrooxidans in order to optimize the process of chalcopyrite oxidation. Therefore, the objective was to induce and select mutant strains of A. ferrooxidans by ultraviolet radiation at different times, which can improve the bioleaching process of sulfide minerals, mainly with respect to chalcopyrite. The results showed that the UV affected the multiplication of A. ferrooxidans S both in liquid and in solid medium. The 10% survival was obtained after 300 s exposure to ultraviolet radiation. Two colonies of A. ferrooxidans S were re-isolated from solid medium and analyzed for some physiological studies. With these results, we found that ultraviolet radiation does not affect the bacterial oxidation of ferrous ions and chalcopyrite and pyrite sulfide minerals. Potential mutants were analyzed for their tolerance of chloride ions during the oxidation of ferrous ions. With these results, we found that ultraviolet radiation does not affect the bacterial oxidation of ferrous ions and chalcopyrite and pyrite sulfide minerals. Potential mutants were analyzed for their tolerance to chloride ions during the oxidation of ferrous ions. The results showed that the tolerability profile of the possible mutant strains was similar to wild type. Although it was not possible to obtain a mutant with important features... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Oswaldo Garcia Júnior / Coorientador: Ana Paula Felicio Novello / Banca: Cecília Laluce / Banca: Luis Gonzaga Santos Sobral / Mestre

Orientador: Oswaldo Garcia Junior / Banca: Jonas Contiero / Banca: Carlos Ossamu Hokka / Banca: Marcelo Zaiat / Banca: Rosana Filomena Vazoller / Resumo: A remoção de H2S de uma corrente gasosa proveniente de industrias (petroquímica, refinarias de petróleo, etc) ou de tratamento de esgotos domésticos e muito importante tanto sobre o ponto de vista econômico como de saúde pública. Alguns processos convencionais vem sendo estudados e utilizados porém, são processos que apresentam como inconveniente um alto custo operacional por utilizarem alto consumo de energia e catalisadores específicos. Alternativas biotecnológicas tem sido estudadas usando principalmente espécies do gênero Thiobacillus uma vez que essas espécies quimiolitotróficas oxidam compostos reduzidos de enxofre como fonte de energia para o seu crescimento. No presente trabalho foi investigado a oxidação direta do H2S por Thiobacillus ferrooxidans-LR e Thiobacillus thiooxidans-FG01 assim como um processo combinado usando separadamente etapas químicas e etapas biológicas. Este processo é baseado em uma rápida reação entre o íon Fe3+ e o H2S, o qual produz enxofre elementar e íon Fe2+, e a capacidade de T. ferrooxidans-LR oxidar Fe2+ como único caminho metabólica para obter energia, entre as espécies Thiobacillus. Ambas as espécies oxidaram diretamente H2S presente em solução acida (pH ~ 1,8) em concentrações no intervalo de 5 a 100 mg.L-1. O desprendimento deste gás em solução ácida foi considerável e a oxidação bacteriana foi somente detectada, em comparação com o frasco não inoculado, em concentrações abaixo de 5 mg.L-1 e após 150 min. Para estudar o processo combinado químico bacteriano, células de T. ferrooxidans-LR foi primeiramente imobilizada em fitas de PVC e anéis de vidro. Em ambos os suportes formou-se um espesso biofilme após cinco ciclos de oxidação do Fe2+. Durante os ciclos de imobilização celular houve o aparecimento...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Removal of H2S from gas streams of industrial sources or anaerobic treatment of domestic sewage is a imperative task under economic (corrosion in petrochemical industries), environmental and public healthy point of view. Conventional physicochemical processes are currently in use but they are very expensive since the necessity of energy in these processes are so high. Biotechnological alternatives have been studied using mainly species of Thiobacillus genus, since these chemolithotrophic species oxidize reduced sulfur compounds as energy source for their growth. In the present work it was investigated the direct H2S oxidation by Thiobacillus ferrooxidans-LR and Thiobacillus thiooxidans-FG01, as well as a combined process using separated chemical and biological steps. This process is based on the fast chemical reaction between Fe3+ and H2S, which produces elemental sulfur and Fe2+, and the capacity of T. ferrooxidans-LR to oxidize Fe2+ as a unique metabolic pathway to obtain energy, among Thiobacillus species. Both species oxidized directly H2S present in acid solutions (pH ~ 1.8) in concentrations ranged from about 5 to 100 mg.L-1. The gas volatilization in these acid...(Complete abstract, click electronic access below) / Doutor