Orientador: José Geraldo Nery / Banca: Adriano Aguiar Mascarenhas / Banca: Yvenne Primerano Mascarenhas / Banca: Eleni Gomes / Banca: Roberto da Silva / Resumo: Nanozeólitas têm sido exploradas como suporte para a imobilização de enzimas e proteínas devido as suas propriedades físico-químicas, tais como a grande área de superfície externa, a alta dispersibilidade e a facilidade de modulação das suas características de superfície, especialmente, em relação à carga da superfície e propriedades de hidrofilicidade/hidrofobicidade. O presente trabalho teve como objetivos principais as sínteses e caracterização das nanozeólitas (titanosilicalita (Nano-TS1), gismondina (Nano-GIS), A (Nano-LTA), beta (Nano-BEA) e faujasita (Nano-X)) e a modulação de suas propriedades físico-químicas por meio de experimentos de troca iônica com cátions de metais de transição (Mn2+, Cu2+, Co2+, Zn2+ e Ni2+) ou funcionalização de suas superfícies por agentes orgânicos como aminosilanos ou glutaraldeído. Na sequência, foi realizado o estudo desses suportes zeolíticos como matrizes sólidas para a imobilização de lipases e o estudo do potencial catalítico desses complexos nanozeólitas-enzimas na reação de transesterificação para a produção de biodiesel usando diferentes fontes de matérias primas, tais como o óleo de palma e o óleo de microalgas via rota etílica com o uso das lipases de Rhizomucor miehei (RML) e Thermomyces lanuginosus (TLL), os resultados indicaram que as espécies de cátions divalentes e a concentração molar da troca iônica dos suportes nanozeolíticos influenciaram na interação da enzima com a matriz de imobilização e, consequentemente, a atividade enzimática. Em termos catalíticos, os resultados mais relevantes foram obtidos para a enzima TLL, imobilizada no suporte Nano-X e trocada com 0,5 mol.L-1 de sulfato de níquel (Nano-X/Ni/0.5M-TLL). Os rendimentos de ésteres etílicos de ácidos graxos (FAEE) foram acima de 94%, ao passo que, para a mesma quantidade de enzima na sua forma livre, o teor obtido foi de apenas... / Abstract: Nanozeolites have been used as solid supports for enzymes and proteins immobilization, mainly due to their physicochemical properties such as large external surface area, high dispersibility and easy adjustment of their tunable surface properties, especially regarding the surface charge and hydrophilicity/hydrophobicity properties. The main goals of this research work were the syntheses and physicochemical characterization using specific spectroscopic techniques of the nanozeolites (titanosilicalite (Nano-TS1), gismondine (Nano-GIS), (Nano-LTA), beta (Nano-BEA), and faujasite (Nano-X) and also the modulation of their surface physicochemical properties by ion exchange experiments with transition metal cations (Mn2+, Cu2+, Co2+, Zn2+ e Ni2+) and/or by functionalization of their surfaces with organic agents such as aminosilanes and glutaraldehyde. The zeolitic materials were used as a solid supports for the immobilization of fungal Rhizomucor miehei (RML) and Thermomyces lanuginosus (TLL) lipases and the catalytic potential of these nanozeolite-enzyme complexes were explored in the transesterification reactions of oil palm oil and microalgae aiming the biodiesel production for biodiesel production using ethanol as solvent. The results have indicated the nature and concentration of the divalent cations solutions have played a significant role and strongly affected the amount and the enzymatic activity of the immobilized enzymes. The best catalytic performance were obtained with the TLL enzyme immobilized on Nano-X supports ion exchanged with nickel sulfate 0.5 mol.L-1 (Nano-X/Ni/0.5M-TLL). The FAEE yields obtained with Nano-X/Ni/0.5M/TLL complexes were above 94% and a strong synergetic effect was detected for this system, since the equivalent amount of the TLL enzyme in its free form has yielded only 9.1% of ethyl esters. Physicochemical characterization of the zeolite-enzyme complexes by transmission ... / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-01-22Bitstream added on 2014-06-13T18:41:22Z : No. of bitstreams: 1 dias_cao_dr_araiq.pdf: 1123564 bytes, checksum: ea894f973e080c3d5cae0ce5cf5f2c2e (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O fator de início de tradução 5A (eIF5A) é altamente conservado de arqueas a mamíferos e é essencial para a viabilidade celular. Este fator tem sido associado com o início da tradução, proliferação celular, transporte nucleocitoplasmático e decaimento de mRNA. Estudos recentes associam eIF5A com a elongação, ao invés do inicio da tradução. eIF5A é a única proteína conhecida que contém o aminoácido essencial hipusina, gerado pelas enzimas desoxihipusina sintase e desoxihipusina hidroxilase. O objetivo deste estudo foi a caracterização estrutural e funcional de eIF5A de S. cerevisiae. Primeiramente, a estrutura terciária de eIF5A foi determinada por cristalografia e foi demonstrada a sua dimerização em solução, independentemente do resíduo hipusina. Foram obtidos e caracterizados 40 mutantes novos de eIF5A, dos quais 19 não complementaram o nocaute do gene selvagem, 13 apresentaram fenótipo de termossensibilidade e 8 não apresentaram nenhuma alteração nos fenótipos investigados. A maioria dos mutantes novos tem seus fenótipos resultantes da degradação da proteína eIF5A. Curiosamente, este é o primeiro estudo que sugere que a α-hélice presente no C-terminal de eIF5A é essencial para a manutenção da sua estrutura. Descrevemos também, que a extensão N-terminal de eIF5A, presente apenas em eucariotos, não é essencial para estrutura e função dessa proteína. Além disso, os mutantes contendo substituições na alça onde está localizado o aminoácido hipusina são inviáveis ou termossensíveis. Embora estes mutantes produzam eIF5A, inclusive na temperatura não permissiva, a proteína produzida não é hipusinada. Finalmente, dois mutantes termossensíveis (tif51AK56A e tif51AQ22H/L93F) produzem a proteína eIF5A estável na temperatura não permissiva, no entanto, apresentam... / The translation initiation factor 5A (eIF5A) is highly conserved from archae to mammals and is essential for cell viability. This factor has been associated with translation initiation, cell proliferation, nucleocytoplasmatic transport and mRNA decay. Recent studies show eIF5A involved in elongation, rather than translation initiation. eIF5A is the only protein known to contain the essential amino acid residue hypusine, generated by the enzymes deoxyhypusine synthase and deoxyhypusine hydroxylase. The main goal of this study was the structural and functional characterization of S. cerevisiae eIF5A. First of all, the tertiary structure of eIF5A was determined by crystallography and this protein was defined as a dimer in solution, independently of the hipusine residue. We obtained and characterized 40 new mutants, which 19 cannot complement tif51A knockout cells, 13 are temperature-sensitive and 8 show no detectable phenotype. The phenotypes of most mutantes are caused by protein folding defects. Interestingly, this is the first study suggesting that the C-terminal -helix present in yeast eIF5A may be an essential structural element. Moreover, we describe that the eIF5A N-terminal extension present only in eukaryotic homologues is not essential in yeast. Furthermore, the mutants containing substitutions surrounding the hypusine modification site showed unviable or temperature-sensitive phenotypes. Although these mutant proteins were stable, they were defective in hypusine modification. Finally, two of the temperature-sensitive mutant strains (tif51AK56A and tif51AQ22H/L93F) produced stable eIF5A protein but showed defects in growth and protein synthesis and these mutants revealed polysome profile defect similar to that described for mutations in factors involved in translation... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-08-19Bitstream added on 2014-06-13T20:21:35Z : No. of bitstreams: 1 vicente_ef_dr_araiq_parcial.pdf: 165362 bytes, checksum: 96b2cf2b3ae74363a4b5898b957a3b6a (MD5) Bitstreams deleted on 2015-06-03T11:42:42Z: vicente_ef_dr_araiq_parcial.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-03T11:44:08Z : No. of bitstreams: 1 000721605_20150819.pdf: 147542 bytes, checksum: f5cc64495e4f5a562a1e11d2ae711ce3 (MD5) Bitstreams deleted on 2015-08-20T11:58:40Z: 000721605_20150819.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-20T11:59:13Z : No. of bitstreams: 1 000721605.pdf: 4723399 bytes, checksum: 29bea79ab4fbb0c39fdce178c6b55872 (MD5) / A diidroorotato desidrogenase é uma enzima que apresenta um papel central na biossíntese de pirimidinas e catalisa a oxidação do diidroorotato a orotato. A enzima atua durante a via “de novo” de síntese de pirimidinas e está presente em quase todos os organismos vivos. A diidroorotato desidrogenase humana (HsDHODH) pode representar um importante alvo para o tratamento de doenças hiperproliferativas e inflamatórias, já que sua inibição bloqueia a síntese de ácidos nucléicos, impedindo a sua proliferação. Esta enzima tem uma estrutura monomérica e está associada com a membrana interna das mitocôndrias pela sua extensão N-terminal. Assim, entender em detalhes como esta enzima interage com a membrana poderia elucidar um alvo seletivo para drogas antiproliferativas, antiparasíticas e imunossupressivas. Esta região está também envolvida com a catálise central da enzima, sequestrando moléculas de ubiquinona presentes na membrana, fundamentais para as reações de oxirredução feitas pela enzima. Deste modo, para um melhor entendimento destes aspectos, neste trabalho foram sintetizados, por meio da Síntese de Peptídeos em Fase Sólida (SPFS) o peptídeo Ac-GDERFYAEHLMPTLQGLLDPESAHRLAVRFTSLG-NH2, que corresponde ao microdomínio existente na porção N-terminal da HsDHODH, entre os resíduos 33 e 66. Três análogos marcados com o aminoácido paramagnético TOAC nas posições 0, 12 ou 20, além de dois análogos duplamente marcados também foram obtidos. Ambos os peptídeos com dupla marcação possuem uma cisteína ligada ao spin MTSSL na posição 35 (C-terminal) se diferenciando pela posição do segundo marcador: um contendo outra cisteína ligada ao MTSSL na posição 12 e o segundo possuindo o TOAC na posição 0 (ou N-terminal). Estes peptídeos foram estudados por técnicas... / The dihydroorotate dehydrogenase is an enzyme that has a central role on the pyrimidine biosynthesis and catalyses the oxidation of dihydrorotate to orotate. The enzyme acts on de novo pyrimidines nucleotides pathway and it is present in almost all the live organisms. The human dihydroorotate dehydrogenase (HsDHODH) can represent an important target for the treatment of hiperproliferative and inflammatory diseases, since its inhibition blocks the nucleic acid synthesis, which restrains the cell proliferation. This enzyme has a monomeric structure and it is associated into the inner mitochondrial membrane by the N-terminal extension. Thus, understanding in details how this enzyme interacts with the membrane could help to elucidate a selective target for antiproliferative, antineoplasic and immunosuppressive drugs. This region is also involved with the central enzyme catalysis, harboring quinones molecules that are in the membranes, which is essential for the oxidation-reduction reactions made by the HsDHODH. In this way, for a better evaluation of these aspects, in this work we synthesized through the Solid Phase Peptide Synthesis (SPPS) the peptide Ac-GDERFYAEHLMPTLQGLLDPESAHRLAVRFTSLG-NH2, which corresponds to the HsDHODH N-terminal microdomain, between the residues 33 to 66. Three analogues labeled with the paramagnetic amino acid TOAC in the positions 0, 12 or 20 and two doubly labeled analogues were also synthesized. Both doubly labeled peptides contain a MTSSL-attached cysteine residue bounded to the position 35 (C-terminus), differing by the position of the second spin label: one possessing a cysteine with MTSSL at position 12 and the other contains TOAC at position 0 (N-terminus). These peptides were studied by spectroscopy techniques in order to obtain information about... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-07-11Bitstream added on 2014-06-13T20:41:02Z : No. of bitstreams: 1 goncalves_rd_dr_araiq_parcial.pdf: 284569 bytes, checksum: f7e48a4c9ff942697ece9e42f05b6fea (MD5) Bitstreams deleted on 2015-06-25T13:01:23Z: goncalves_rd_dr_araiq_parcial.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-25T13:03:34Z : No. of bitstreams: 1 000713132_20161231.pdf: 275112 bytes, checksum: 63f307a03521b081835abe229f60fbf4 (MD5) Bitstreams deleted on 2017-01-02T15:03:46Z: 000713132_20161231.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2017-01-02T15:05:06Z : No. of bitstreams: 1 000713132.pdf: 8332325 bytes, checksum: 76068ad08200d9297dc8e7da373fb7ed (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Resultados prévios, em nosso laboratório, permitiram identificar fatores de transcrição provavelmente atuando como reguladores do metabolismo de glicogênio no fungo Neurospora crassa utilizando uma coleção de linhagens mutantes do fungo contendo ORFS codificadoras de fatores de transcrição individualmente nocauteadas. O presente trabalho teve como objetivo realizar análises funcionais de alguns dos fatores de transcrição anteriormente identificados, tais como o regulador transcricional XlnR, descrito em outros fungos filamentosos como regulador de genes codificadores de enzimas xilanolíticas e/ou celulolíticas e o produto da ORF NCU04390, uma proteína sem função conhecida. Inicialmente foram realizadas análises de acúmulo de glicogênio e da expressão dos genes gsn (codificador da enzima glicogênio sintase) e gpn (codificador da enzima glicogênio fosforilase) durante o crescimento vegetativo (30ºC) e sob condição de estresse térmico (45ºC) nas linhagens mutantes e comparadas à linhagem selvagem. Ambas as linhagens mutantes apresentaram alterações tanto no conteúdo de glicogênio como na expressão dos genes citados anteriormente, o que indicou o possível envolvimento dos fatores de transcrição na regulação do metabolismo do carboidrato. Foram realizados experimentos com o objetivo de investigar a função do fator de transcrição XlnR na regulação do metabolismo de glicogênio. Foi verificado que esta proteína regula os níveis do carboidrato, bem como a expressão do gene gsn quando o fungo foi crescido em fontes alternativas de carbono. Entretanto, o fator de transcrição XLR-1 de N. crassa produzido na forma recombinante em E. coli (inteiro e truncado) não foi capaz de ligar ao motif presente no promotor gsn. Genes codificadores de duas endoxilanases foram identificados no genoma de N. crassa... / Previous results from our laboratory using a collection of Neurospora crassa strains mutated in genes encoding transcription factors allowed us to identify transcription factors likely involved in glycogen metabolism regulation. The present work aimed to perform a functional analysis of some transcription factors previously identified, such as the transcriptional regulator XlnR, described in many filamentous fungi as a transcriptional regulator of xylanolitic and/or cellulolitic genes and a protein with unknown function, the ORF NCU04390 product. Initially, analysis of glycogen accumulation and gsn (coding glycogen synthase) and gpn (coding glycogen phosphorylase) gene expression were performed under vegetative growth (30 °C) and under heat shock cond ition (45 ºC) in the two mutant strains and compared to the wild-type strain. Both mutant strains showed changes in the glycogen levels as well as in the gsn and gpn expression, suggesting an involvement of these transcription factors in the regulation of glycogen metabolism. Additional analysis was performed in order to investigate the function of the XlnR transcription factor. It was observed that this transcription factor regulates the glycogen levels as well as the gsn expression under alternative carbon sources. However, the recombinant XLR-1 transcription factor produced in E. coli (entire and truncated proteins) was not able to bind to the XLR-1 motif present in the gsn promoter. Two endoxylanases coding genes were identified in the N. crassa genome database and analysis of their gene expression showed the upregulation of both genes during growth in xylan instead of xylose as carbon sources. This result suggested that the XLR-1 transcription factor is not the only protein that regulates the endoxylanases genes. The transcription factor encoded by NCU04390 ORF was... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-17Bitstream added on 2014-06-13T19:19:52Z : No. of bitstreams: 1 mirandajunior_m_dr_araiq.pdf: 884289 bytes, checksum: 19e1ba1c563a31b9cb660f1d7028b16c (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A principal meta deste trabalho foi a de realizar estudos com leveduras industriais brasileiras utilizadas em usinas, na tentativa de viabilizar o emprego da Tecnologia de Fermentação de Mostos com Altos Teores de Açúcares Fermentecíveis, na produção de etanol combustível. Inicialmente, foram realizados experimentos para obtenção de informações relativas as linhagens, na fermentação de sacarose, maltose e glicose, em meios contendo uma base nitrogenada e suplementado com fontes de nitrogênio com diferentes complexidades estruturais. Os estudos mostraram que as linhagens industriais apresentam diferentes perfis de crescimento nos meios suplementados com diferentes fontes de nitrogênio, que variaram de um simples sal de amônio, a um hidrolisado ácido de proteínas (casaminoácidos) e hidrolisado enzimático de proteínas (peptona). Entretanto, a maior capacidade de acúmulo de biomassa pode não ter um reflexo direto na capacidade de utilização de açúcares e a consequente produção de etanol pelas leveduras industriais. Além da natureza estrutural da fonte de nitrogênio e do tipo de açúcar, a presença do oxigênio, em maior quantidade nos cultivos agitados, interferiu sobremaneira no desempenho fermentativo das leveduras industriais, e até no acúmulo de trealose. No geral, foi a suplementação com peptona que propiciou maior produção de biomassa, preservação da viabilidade celular e consumo mais eficiente da fonte de carbono, em cultivos agitados e não agitados. Os estudos com alta densidade celular tiveram como objetivo definir condições experimentais para a condução da Fermentação de Mosto com Altos Teores de Açúcares Fermentescíveis, e que pudessem propiciar ao final do processo a completa utilização da sacarose, associada á preservação da viabilidade... / In this work studies with Brazilian yeast for ethanol production were conducted in order to verify the possibility of utilization of brazilian yeasts for ethanol production in an industrial process known as Very High Gravity Sucrose Fermentation Technology, to produce wine with high ethanol contends. This technology has the advantage to reduce production costs by increasing fermentation yields. Initially, studies were conducted with sucrose, maltose and glucose fermetation in medium containing YNB, supplemented with a nitrogen source varying from a single ammonium salt (ammonium sulfate) to free amino acids (casamino acids) and peptides (peptone). Data suggest that yeast strains vary in their response to nitrogen source complex structure, kind of sugar and to oxygen availabity. In general, under peptone supplementation all strains, in shaking and static conditions, showed higher biomass accumulation, efficient sugar utilization and yeast viability was preserved. Sugar utilization by industrial strains not always was directly correlated with higher biomass accumulation. Trehalose accumulation was also influenced by the structural complexity of nitrogen sources, the kind of sugar and the presence of oxygen. Studies with high cell density were conducted to define experimental parameters for Very High Gravity Sucrose Fermentation, in order to induce at the end of process full sugar exhaustion together cell viability preservation. Complete sucrose utilization was detected only in media with 22 and 25% (w/v) sucrose. In the presence of higher sucrose contends (30% (w/v)), total sucrose exhaustion was obtained in a sugar cane based medium, supplemented with 2% (w/v) peptone. The results described in this thesis suggest that industrial yeasts show differing nitrogen demand, and the utilization of Very High Gravity Sucrose Fermentation technology could be carried only after finding the appropriated nutritional and fermentation conditions

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-07-11Bitstream added on 2014-06-13T20:41:03Z : No. of bitstreams: 1 khalil_oak_dr_araiq_parcial.pdf: 122903 bytes, checksum: 87266cce24ee42f91603bd596a620467 (MD5) Bitstreams deleted on 2015-07-02T12:36:14Z: khalil_oak_dr_araiq_parcial.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-07-02T12:37:34Z : No. of bitstreams: 1 000690213_20400528.pdf: 122681 bytes, checksum: c32b117b1b8d8496aaf7f3e5de89fbf4 (MD5) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / O excesso na geração de espécies reativas como os radicais livres pode resultar num desequilíbrio que, embora benéfico em casos específicos como no combate a microrganismos patógenos, está implicado na etiologia de diversas patologias crônicas e com o envelhecimento precoce. Muitos pesquisadores indicam o uso de antioxidantes como potenciais para a prevenção destas patologias e inclusive, algumas pesquisas com antioxidantes como a curcumina estão em etapas finais do desenvolvimento de novos medicamentos. Embora atividades biológicas como a antimicrobiana e antioxidante sejam bastante exploradas para várias substâncias, há um grande potencial para a investigação em relação às atividades de duas ou mais substâncias associadas. O ácido ascórbico, por exemplo, possui algumas atividades biológicas semelhantes às da curcumina, entretanto seu uso e custo são mais acessíveis. Deste modo, há perspectivas para investigações sobre os efeitos resultantes da associação entre a curcumina e o ácido ascórbico em relação a algumas atividades biológicas, com destaque para a curcumina. Assim, este trabalho objetivou determinar os efeitos resultantes desta associação em relação ao perfil de atividades antimicrobiana, antioxidante, hemolítica e na estabilidade da curcumina. Foram utilizadas metodologias de análise de atividade antioxidante como os ensaios de ação scavenger do DPPH·, ABTS·+, O2 ·-, HOCl e também por análise do sistema oxidativo catalisado por peroxidase. Em relação às análises celulares e antimicrobianas, foi determinada a toxicidade sobre eritrócitos e a atividade em relação à Sthaphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Candida albicans e Candida krusei. A estabilidade da curcumina foi determinada por espectrofotometria... / The excessive generation of reactive species such as free radicals can result in an imbalance which is implicated in the etiology of various chronic diseases and premature aging, although it is beneficial in specific cases, such as in against microbial pathogens. Many researchers suggest the antioxidants usage to prevent these diseases. Some researches about curcumin and others antioxidants are even in final stages of developing new medicines. Although some biological activities are fully explored for various substances, there is great potential of research about the activities of two or more associated substances. Ascorbic acid, for example, has some biological activities similar to those of curcumin, but its use and cost are more accessible. Thus, there are prospects for research on the effects of the association between these molecules, especially curcumin, in relation to some biological activities. This study aimed to determine the effects of this association on antioxidant, antimicrobial and hemolytic activities of curcumin. Since this association can prevent the oxidative degradation of curcumin, it was also aimed to analyze the effects of ascorbic acid on the curcumin stability. Antioxidant activities were evaluated through DPPH , ABTS +, O2 - and HOCl scavenging assays and guaiacol oxidation catalyzed by peroxidase. Regarding the cellular and microbial analysis, the toxicity was determined on erythrocytes and the antimicrobial activity was studied to Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Candida albicans and Candida krusei. The stability of curcumin was determined spectrophotometrically. The combination resulted in a increase in antioxidant activity of curcumin against DPPH , ABTS + and HOCl. We were unable to determine the effect of the association against... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-02-02Bitstream added on 2014-06-13T21:01:54Z : No. of bitstreams: 1 freitas_fz_dr_araiq_prot.pdf: 4506629 bytes, checksum: 72017b1ea005ba3d7b6b2bb0d348f3cc (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / As células eucarióticas são capazes de responder e de se adaptar a diferentes condições ambientais estressantes tais como o choque térmico, modulando sua atividade metabólica. Na levedura Saccharomyces cerevisiae o choque térmico é conhecido por induzir múltiplos genes relacionados a esta forma de estresse, através dos elementos transativadores Hsf1p (Heat Shock Protein) e Msn2/4p, os quais se ligam, respectivamente, às seqüências consensos HSE e STRE, ativando a transcrição. A seqüência nucleotídica do gene da glicogênio sintase (gsn) de Neurospora crassa foi previamente isolada em nosso laboratório e uma análise da expressão gênica mostrou que a transcrição do gene foi diminuída na situação de choque térmico (30 para 45ºC). Uma análise da região 5' flanqueadora revelou a presença dos elementos de DNA CRE, HSE e STRE tanto na região promotora do gene quanto na 5'-UTR. Neste trabalho, nós investigamos o envolvimento destes elementos de DNA na regulação da transcrição na condição de choque térmico, através de ensaios de mobilidade em gel (EMSA) usando como sondas, fragmentos de DNA contendo os elementos transcricionais citados anteriormente. Para isto, foram utilizados como fonte de proteínas extratos nucleares brutos ou fracionados em coluna de Heparina-Sepharose, preparados a partir de micélios coletados antes e após choque térmico (amostras HS30). Os resultados obtidos mostraram a presença de proteínas capazes de reconhecer e ligar aos elementos de DNA testados sob a condição estressante analisada. A especificidade das bandas de mobilidade reduzida foi confirmada por diferentes ensaios de competição, tais como 1) adição prévia de sondas de DNA não marcadas antes da reação de ligação, 2) adição de oligonucleotídeo de DNA dupla fita contendo o elemento STRE do promotor gsn como competidor específico, 3) utilização... / Eukaryotic cells respond and adapt to environmental stressing conditions such as heat shock, by modulating metabolic responses to counteract them. In the yeast Saccharomyces cerevisiae heat shock activates multiple stressing related genes by the trans acting elements Hsfp (Heat shock factors) and Msn2/4p, which bind to the cis regulatory elements HSE (Heat Shock Element) and STRE (Stress Responsive Element), respectively, and activates the gene transcription. We have previously isolated the gene encoding the Neurospora crassa glycogen synthase (gsn) and demonstrated that the gene transcription was decreased under heat shock (30 to 45ºC). An analysis of the gsn 5' flanking region showed the presence of the DNA elements CRE, HSE, and STRE, in the promoter region and in the 5'-untranslated region. In this work we investigated the involvement of these DNA elements in gene transcription regulation under heat shock condition by performing electrophoretic mobility shift assays (EMSA) using, as probes, DNA fragments containing the regulatory elements, and crude or Heparin-Sepharose fractionated nuclear extracts prepared from mycelia collected before and after 30 min of heat shock (HS30 sample). Ours results showed the presence of nuclear proteins capable to recognize and bind to the DNA regulatory elements under heat stress. The specificity of the DNA shifts were confirmed by using 1) unlabelled DNA probes as specific competitor, 2) the gsn promoter STRE double-stranded oligonucleotide as specific competitor, 3) a mutated gsn promoter STRE probe, and 4) the HSE unlabelled probe in a cross-reaction competition assay with the gsn promoter STRE probe. The involvement of the regulatory CRE elements in the modulation of the gsn gene transcription was investigated by using EMSA in the wild type strain, and also in two N. crassa mutant strains defective in the cAMP-signaling pathway: one having hyperactive...(Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-09-03Bitstream added on 2014-06-13T19:19:50Z : No. of bitstreams: 1 paula_rm_dr_araiq.pdf: 2077296 bytes, checksum: aa9a17baf3828015b873a455a57c08c8 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Glicogênio representa um dos principais carboidratos de reserva em muitos organismos e seu metabolismo está sob o controle de um complexo mecanismo envolvendo o balanço de nutrientes e sinais ambientais. A proteína glicogenina constitui a molécula iniciadora do processo de síntese de glicogênio, sendo as etapas seguintes efetuadas pelas enzimas glicogênio sintase e enzima ramificadora. Glicogênio sintase é a enzima limitante no processo e é regulada alosterismo e fosforilação reversível. Neste trabalho foi realizada uma caracterização do metabolismo de glicogênio no fungo N. crassa enfocando as enzimas glicogenina, glicogênio sintase e glicogênio sintase quinase-3. A proteína glicogenina (GNN) foi caracterizada do ponto de vista molecular, bioquímico e funcional. O cDNA codificando para esta proteína foi isolado e a seqüência polipeptídica deduzida mostrou uma proteína de 664 aminoácidos, uma das maiores proteínas glicogenina já isoladas. A inativação do gene gnn resultou em uma linhagem mutante incapaz de acumular glicogênio. A produção da proteína GNN em E. coli resultou em um polipeptídeo altamente susceptível à proteólise e formas truncadas da proteína mostraram ser mais estáveis e igualmente ativas nos processos de auto- e trans-glicosilação, além de servirem de substrato para ação da glicogênio sintase. Tais formas também foram capazes de complementar funcionalmente mutantes de S. cerevisiae. Além disso, a expressão do gene gnn foi mostrado ser regulado durante crescimento vegetativo e deprivação de carbono. Os resíduos Tyr196 e Tyr198 foram identificados como os sítios de glicosilação, os quais contribuem diferencialmente para este processo. Análise das interações entre GNN e a proteína glicogênio sintase de N. crassa (GSN) demonstrou que a região C-terminal da GNN é a mais importante para a interação. Entretanto, o... / Glycogen represents one of the main reserve carbohydrates in many organisms and its metabolism is under control of a complex mechanism involving the balance of nutrients and environmental signals. The protein glycogenin is the initiator molecule in glycogen biogenesis and the subsequent steps are carried out by the enzymes glycogen synthase and branching enzyme. Glycogen synthase is the rate-limiting enzyme in the process and is regulated both by alosterism and reversible phosphorylation. In this work we performed a characterization of the glycogen metabolism in the filamentous fungus Neurospora crassa, focusing on the enzymes glycogenin, glycogen synthase and glycogen synthase kinase-3. The protein glycogenin (GNN) was characterized under the molecular, biochemical and functional aspects. The cDNA encoding for this protein was isolated and the deduced polypeptide sequence showed a protein with 664 residues, one of the largest glycogenins isolated so far. The inactivation of the gnn gene rendered a mutant strain that was no longer able to accumulate glycogen. The production of GNN protein in E. coli cells resulted in a polypeptide highly susceptible towards proteolysis and truncated forms were more stable and equally active, judged by their abilities to self- and trans-glucosylate, and to serve as substrate for glycogen synthase elongation. These proteins were also able to recover the glycogen deficiency phenotype in a S. cerevisae mutant strain. Moreover, the gnn gene expression was shown to be ...(Complete abstract, click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-01-25Bitstream added on 2014-06-13T21:01:55Z : No. of bitstreams: 1 morais_mr_dr_araiq_parcial.pdf: 287117 bytes, checksum: 586ff6c9f682c3a5d34a4e64209e8fee (MD5) Bitstreams deleted on 2015-02-09T14:35:43Z: morais_mr_dr_araiq_parcial.pdf,Bitstream added on 2015-02-09T14:36:22Z : No. of bitstreams: 1 000719056.pdf: 1241756 bytes, checksum: ade866cb60e3e153cf9565f03fe841d5 (MD5) Bitstreams deleted on 2015-02-09T17:15:05Z: 000719056.pdf,Bitstream added on 2015-02-09T17:15:42Z : No. of bitstreams: 1 000719056.pdf: 1241756 bytes, checksum: ade866cb60e3e153cf9565f03fe841d5 (MD5) / Fermentações sucessivas com alta densidade celular são realizadas em Usinas de produção de etanol no Brasil e devido às dificuldades de esterilização, bactérias e leveduras selvagens competem entre si por nutrientes e pela dominância no processo. O objetivo do presente estudo consistiu em melhorar as condições de clarificação do melaço, propagação e fermentação da linhagem de levedura Saccharomyces cerevisiae do laboratório IQAr/45-2, visando a maior produção de etanol sem perda de viabilidade nos processos com e sem reutilização celular. Estudou-se também as associações entre a levedura IQAr/45-2 e as leveduras industriais (PE-2, CAT-1 e SA-1). Para a clarificação do melaço variou-se o acidulante (fosfato e ácido sulfúrico), pH inicial do melaço, temperatura e tempo de decantação, com intuito de levar a uma maior remoção de impurezas presente nesta matéria-prima. A melhor condição de propagação para levedura IQAr/45-2 consistiu em três etapas de concentrações crescentes de açúcar no melaço (4%, 8% e 12%) à 30°C com agitação (100 rpm). Esta condição de propagação levou a um rendimento de biomassa de 6,1g.L-1. Elevando-se a temperatura para 37°C, o tempo de propagação de cada etapa pode ser reduzido para 12h (cada) à custa de um aumento em uma etapa (melaço 3%, 5%, 8% e 12%), com biomassa variando de acordo com a levedura: 7,6g.L-1 para PE-2, 6,7g.L-1 para SA-1, 6,4g.L-1 para CAT-1 e 2,5g.L-1 para IQAr/45-2. Apesar de apresentar um menor crescimento a 37°C, a levedura IQAr/45-2 não mostrou instabilidade genética em meios cromogênios diferenciais. Para otimizar as condições de fermentação da levedura IQAr/45-2 em mini-reatores variou-se o tempo e fluxo de alimentação, temperatura e concentração de açúcar no mosto de alimentação visando um maior rendimento... / Successive fermentations at high cell densities and cell reuse currently take part of the routine of Brazil distilleries for fuel ethanol production. Due to difficulties related to sterilization, bacteria and Saccharomyces and non-Saccharomyces yeasts compete with each other for nutrients and dominance of the process. The aim of the present work is to optimize and improve processes for molasses clarification, inoculum propagation, fermentation conditions and storage of Saccharomyces cerevisiae IQAr/45-2 between fermentation cycles with and without revitalization in order to minimize losses in ethanol production and viability during repetitive fermentations. It was also studied associations between the strain IQAr/45-2 and industrial yeasts (PE-2, CAT-1 and SA-1). In order to improve conditions for molasses clarification, acidification agents (phosphate and sulfuric acid), initial pH, temperature and decantation time were varied during the experiments. The best propagation condition for the strain IQAr/45-2 consisted on three consecutive steps of growth in increasing sugar concentrations (4%, 8% and 12%) at 30°C with agitation (100 rpm). Under these conditions, the biomass accumulated at the end of the propagation was 6.1 g.L-1. On the other hand, raising the propagation temperature from 30°C to 37°C, the time of each step decreased from 24h to 12h, while the biomass formed at the end of the entire propagation varied with the strain as follows: 7,6 g.L-1 for PE-2, 6,7g.L-1 for SA-1, 6,4g.L-1 for strain CAT-1 e 2,5g.L-1for strain IQAr/45-2. Any genetic instability occurred, as shown by the colonies formed on the differential chromogenic medium, when samples from the final culture propagated at 37°C were plated. Optimization of the fermentation conditions for the strain IQAr/45-2 was established in mini-reactors... (Complete abstract click electronic access below)

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