Made available in DSpace on 2014-07-29T12:03:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_Cristine_Cysneiros.pdf: 1284054 bytes, checksum: c3e0f947790961725c6b67bf30fac547 (MD5) Previous issue date: 2009-04-03 / The objective of this work was to produce and characterize four multi enzyme complexes from the fungus Humicola grisea var. thermoidea, maintained for 96 hours at 42oC in growth media containing different carbon sources: Marandu grass; soybean seedcoats; Tifton 85 hay; and corn forage. Different amounts of cellulase, xylanase and -glucosidase enzymes were obtained depending on the different carbon sources. Cellulase presented increased activity in temperatures between 40ºC and 50ºC. The observed optimum temperature range for xylanase and β-glycosidase was from 50ºC and 60ºC. Optimum pH for cellulase activity was 6.0 when fungus growth occurred in Tifton hay, corn forage, and soybean seedcoats. When the enzyme was obtained from medium containing Marandu grass, optimum enzyme activity occurred at pH 5.5. Regardless of the carbon source, xylanase activity was higher at pH 6.0. As for β-glucosidase, optimum activity was observed at pH 5.5 for Tifton media as compared to pH 6.5 for corn and soybean containing media. For grass Marandu, the activity of the enzyme was maximum in the range 5.5 to 6.5. Cellulase produced from all growth media were maintained stable after incubation for 60 minutes at 39°C. Xylanase presented thermal stability during 240 minute incubation period at 50°C. Activity stability of β-glycosidase varied according to carbon source and presented 66.7 to 125.75% activity at 50°C for 240 minutes. / Enzimas fibrolíticas exógenas são produzidas por cultura específica de bactérias ou fungos. São essenciais aos animais por estarem envolvidas na hidrólise dos componentes complexos das dietas em moléculas orgânicas mais simples como glicose, celobiose, xilose, aminoácidos, ácidos graxos, que são então usadas pelos microrganismos do rúmen e/ou pelo animal. Melhoras no desempenho dos ruminantes devido ao uso de enzimas fibrolíticas são atribuídas principalmente à maior degradação da fibra no rúmen, o que resulta em aumento da ingestão de energia disponível pelos animais. Os objetivos deste trabalho foram os de produzir e caracterizar quatro soluções enzimáticas, utilizando o fungo Humicola grisea var. thermoidea e avaliar seus efeitos por meio da digestibilidade verdadeira in vitro da matéria seca de quatro substratos: capim Marandu, casquinha de soja, feno de Tifton-85 e forragem de milho. As soluções enzimáticas foram produzidas a partir de quatro meios de culturas diferentes, contendo a fonte de carbono específica, durante 96 horas de cultivo, a 42°C. Foi observado que o fungo produziu as enzimas celulases, xilanase e -glicosidase em diferentes concentrações, o que foi dependente da fonte de carbono. A caracterização bioquímica mostrou que a celulase produzida apresentou maior atividade em temperatura entre 40ºC e 50°C. A temperatura ótima de xilanase e β-glicosidase foi entre 50 e 60°C. O pH ótimo da enzima celulase foi 6,0, quando o fungo cresceu em feno de Tifton, forragem de milho e casquinha de soja. Para o capim Marandu, a enzima apresentou atividade ótima em pH 5,5. Para as quatro fontes de carbono, a xilanase produzida apresentou pH ótimo de 6,0. Em relação a β-glicosidase, a atividade enzimática foi maior em pH 5,5, no meio com feno de Tifton. Para capim Marandu, a atividade da enzima foi máxima na faixa de 5,5 a 6,5. Quanto à forragem de milho e casquinha de soja, a enzima exibiu maior atividade em pH 6,5. A celulase produzida, nas quatro fontes de carbono, permaneceu estável após a incubação por 60 minutos, a 39°C. Xilanase produzida apresentou estabilidade térmica durante 240 minutos de incubação, a 50°C. A β-glicosidase, dependendo da fonte de carbono, manteve de 66,7 a 125,75% de sua atividade, a 50°C, durante 240 minutos. Para avaliar o potencial das soluções enzimáticas sobre a digestibilidade in vitro dos substratos, 2,5; 5,0 e 10 mL de cada solução foram aplicados, por aspersão, em 17 g dos seus respectivos substratos, moídos em peneira com malha de 1 mm de diâmetro. Após aspersão, as enzimas ficaram em contato com os substratos por 2 e 24 h (tempo de reação enzima-substrato), antes de serem incubados no rúmen. A digestibilidade in vitro da MS foi avaliada em líquido ruminal tamponado, durante o período de 12, 24, 48 e 96 h. Para cada substrato, foram incubados 34 sacos (4 níveis de enzimas x 4 períodos de incubação x 2 repetições x 1 branco x 1 testemunha). As soluções enzimáticas, em qualquer nível de enzimas, quando comparados aos tratamentos controle, aumentaram a digestibilidade da MS dos substratos, nos tempos de reação enzima-substrato e período de incubação no rúmen. Este estudo mostrou que enzimas fibrolíticas exógenas produzidas por H. grisea tem potencial para uso como aditivo em dietas de ruminantes

As fosfolipases A2 (PLA2s) de peçonhas de serpentes compreendem um grupo de enzimas de massas moleculares variáveis entre 14.000 e 18.000, e são responsáveis por vários efeitos tóxicos induzidos pela peçonha destes animais, tornando-se necessária a busca por inibidores naturais de PLA2¬s. O presente trabalho propôs a caracterização bioquímica, farmacológica e estrutural de duas proteínas inibitórias isoladas do plasma da serpente Bothrops jararacussu (BjussuMIPs), que neutralizam as atividades enzimáticas, tóxicas e farmacológicas de diferentes PLA2s. Estes inibidores foram isolados por cromatografia de afinidade em miotoxina-Sepharose, demonstrando que ambos são glicoproteínas com massas moleculares de 24.000 (BjussuMIP) e 23.500 (BjussuMIP) para os monômeros e de 120.000 (BjussuMIP) e 160.000 (BjussuMIP) para os oligômeros. O tratamento dos BjussuMIPs com a N-glicosidase F reduziram os seus pesos moleculares para aproximadamente 18.000, mas não afetaram suas atividades inibitórias sobre PLA2s, sugerindo que os carboidratos tem pouco ou nenhum papel na associação dos BjussuMIPs com estas enzimas. A análise do BjussuMIP por dicroísmo circular mostrou 44% de -hélice, 18% de folhas , 10% de voltas e 28% de estruturas aleatórias. O cDNA obtido por PCR a partir do fígado desta serpente revelou 432 pb (BjussuMIP) e 543 pb (BjussuMIP) que codificam para 144 e 181 resíduos de aminoácidos, respectivamente. O alinhamento da sequência de BjussuMIP com a de outros inibidores do tipo , denominados de PLIs, apresentou 73-92% de similaridade e o BjussuMIP mostrou 89-94% com inibidores do tipo PLIs. Os BjussuMIPs demonstraram ser relativamente estável a variações de pH (6-12) e temperatura, entretanto, perderam atividade inibitória quando submetido a altas temperaturas. A caracterização funcional indica que os BjussuMIPs apresentaram propriedades inibitórias sobre diferentes PLA2s isoladas de peçonhas de serpentes dos gêneros Bothrops e Crotalus. Ambos BjussuMIPs revelaram propriedades farmacológicas como a inibição das atividades fosfolipásica, anticoagulante, miotóxica, indução de edema, citotóxica, bactericida e letal. Os resultados obtidos demonstram que o BjussuMIP mostra maior afinidade sobre as PLA2s homólogas Lys49 como BthTX-I e PrTX-I, enquanto que o BjussuMIP apresenta-se mais específico para PLA2s Asp49, sugerindo uma especificidade entre os BjussuMIPs e tipos de PLA2s. Além disso, ambos os inibidores mostraram ser eficazes na suplementação do antiveneno botrópico em diferentes concentrações, resultando no aumento da capacidade do soro em neutralizar toxinas de serpentes. Os aspectos abordados neste trabalho poderão trazer informações complementares sobre possíveis mecanismos de ação, podendo resultar no melhor entendimento dos efeitos inibitórios exercidos pelos BjussuMIPs, assim como auxiliar o tratamento do envenenamento ofídico pela suplementação da soroterapia tradicional. / Phospholipases A2 (PLA2s) from snake venoms comprise a group of enzymes with molecular weights varying from 14,000 to 18,000, and are responsible for several toxic effects induced by the venom of these animals, making important the search for natural inhibitors of PLA2s. The present work proposed the biochemical, pharmacological and structural characterization of two protein inhibitors isolated from the plasma of Bothrops jararacussu snake (BjussuMIPs), which neutralize the enzymatic, toxic and pharmacological activities of different PLA2s. These inhibitors were isolated by an affinity chromatography on myotoxin-Sepharose, showing that both are glycoproteins with molecular weights of 24,000 (BjussuMIP) and 23,500 (BjussuMIP) for the monomers and 120,000 (BjussuMIP) and 160,000 (BjussuMIP) for the oligomers. The treatment of BjussuMIPs with N-glucosidase F reduced their molecular weights to about 18,000, but did not affect their inhibitory activity on PLA2s, suggesting that the carbohydrates have little or no role in the association of these BjussuMIPs with these enzymes. The analysis of BjussuMIP by circular dichroism showed 44% of -helix, 18% of sheets, 10% of turns and 28% of random structures. The cDNA obtained by PCR from the snake liver showed 432 bp for BjussuMIP and 543 bp for BjussuMIP, which encode for 144 and 181 amino acid residues, respectively. The alignment of the sequence of BjussuMIP with those from other -inhibitors (PLIs) showed 73-92% of similarity and 89-94% for the BjussuMIP compared to other PLIs. The BjussuMIPs showed to be relatively stable to changes in pH (6-12) and temperature, however lost of its activity when submitted to high temperatures. The functional characterization indicates that both BjussuMIPs presented inhibitory properties on different snake venom PLA2s from the genera Bothrops and Crotalus. Both BjussuMIPs showed pharmacological properties such as inhibition of phospholipase, anticoagulant, myotoxic, cytotoxic, bactericidal, edema-inducing and lethal activities. The results show that BjussuMIP presents higher affinity to Lys49-PLA2 homologous, such as BthTX-I and PrTX-I, while BjussuMIP is more specific to Asp49-PLA2s, suggesting specificity between BjussuMIPs and types of PLA2s. Moreover, both inhibitors proved effective in the supplementation of Bothrops antivenom at different concentrations, resulting in an increased capacity of serum in neutralizing snake toxins. The issues reported in this work could bring additional information on possible mechanisms of action and may result in better understanding of the inhibitory effects exerted by these BjussuMIPs, as well as assist the treatment of ophidian envenomations by supplementation of the traditional serum therapy.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lexandra Novaki.pdf: 494663 bytes, checksum: dd065fb2df65e19ff5515118352e33a1 (MD5) Previous issue date: 2009-03-16 / The invertase, enzyme found in yeast, above all in the Sacharomyces cerevisiae species, invertebrate, vertebrate, green alga, bacteries, vegetal and fungus, is one of the principal accountable for sucrose hydrolysis to form the inverted syrup, is used by the food industry and pharmacy, in the hydrolyses of rafinose, inulin and gentianose. In the present work, the invertase was produced by Aspergillus casiellus through solid state fermentation, using the industrial waste of soy bran, during a period of 72 h at 25ºC. The enzyme extraction was done by shaking at 120 rpm to period of 1h. The extract obtained was filtered and stocked in freezer. The enzyme recovery was done throughout the protein precipitation with organic solvents, ammonium sulphate and thermal shock. The invertase purification was carried-out in anion-exchange chromatography DEAE-cellulose. It was characterized the enzyme activity of fermented material, the stability relationship to temperature and pH, optimum temperature and pH, effect of the presence of some ions, chelating, redutors agents and detergents, beyond the neutral carbohydrate content determination and specificity to the substrate. The specific enzyme activity was 1029,75 U/mg after the period of 72h of fermentation using soybean bran as substrate. The precipitation with ammonium sulphate and solvents was less efficient than thermal shock for the invertase recovery. The enzyme was purified through thermal shock and anion-exchange chromatography in DEAE-cellulose with a purification factor of 30,30 fold and a yield of 42,70%. The electrophoretic analyses demonstrated that the studied invertase presents molar mass around 25.5 kDa. After submitted to the purification steps, the enzyme showed optimum pH 4.0 and temperature 70ºC. In relation to the stability, after 24 hours of incubation at pH 4.0, the invertase maintained 50% of residual activity. The invertase showed thermalstability at 60 70ºC not arrive the half-life time in 240 minutes was observed 40% of the catalytic capacity remained. In temperatures of 75-85ºC, 40% of residual activity were maintained after 4h of incubation. The partially purified invertase didn´t need metallic ions for catalytic activity, but the presence of Al3+ and Cu+ improved the activity, and Sn2+ challenged decrease in the activity. Sugar content corresponded to 36.57% of total mass protein. The invertase of A. casiellus demonstrated specificity to sucrose. For purification of the invertase of Aspergillus casiellus, induced through soybean bran, were needed 2 steps made up anion-exchange chromatography DEAE-cellulose, which turn the process practible and with few time despended relationship to the others process. The use of agroindustrial waste to obtain invertase is becoming an instrument to development of clean technology, converting the waste in a valuable product. / A invertase, enzima encontrada em leveduras, sobretudo na espécie Sacharomyces cerevisiae, invertebrados, vertebrados, algas verdes, bactérias, vegetais e fungos, é uma das principais responsáveis pela hidrólise da sacarose para a formação de açúcar invertido e é utilizada por indústrias alimentícias e farmacêuticas, na hidrólise da rafinose, inulina e gentianose. No presente trabalho objetivou-se a purificação e caracterização parcial da invertase, obtida por fermentação em estado sólido. A invertase foi produzida por Aspergillus casiellus utilizando como substrato farelo de soja por um período de 72 a 220h, a 25 ºC. A extração das enzimas foi feita utilizando shaker a 120 rpm por um período de 1h. O extrato obtido foi filtrado e estocado em freezer. A recuperação da enzima invertase foi feita através de precipitação das proteínas com solventes orgânicos, sulfato de amônio e através de choque térmico. A purificação da invertase foi conduzida em coluna de DEAE-celulose. Foram caracterizados atividade enzimática do material fermentado, a estabilidade quanto à temperatura e ao pH, temperatura e pH ótimos, efeito da presença de íons, quelantes, agentes redutores e detergentes, além da determinação de carboidratos neutros e especificidade ao substrato. A atividade específica do extrato bruto foi de 1029,75 após um período de 72h de fermentação usando o farelo de soja como substrato. A recuperação por precipitação por sulfato de amônio e solventes foi menos eficiente que um choque térmico para a recuperação da invertase do extrato bruto. A enzima foi parcialmente purificada através de precipitação por choque térmico (utilizando sobrenadante) e cromatografia de troca aniônica em DEAE-celulose com um fator de purificação de 30,30 vezes e rendimento de 42,70%. As análises eletroforéticas estimaram a massa molecular da invertase estudada em torno de 25,5 kDa. Após ser submetida às etapas de purificação, a enzima manteve as condições ótimas de pH 4,0 e de temperatura 70 ºC. Após 24 horas de incubação em pH 4,0, a invertase homogênea manteve 50% de atividade enzimática residual. A invertase demonstrou termoresistência em temperaturas de 60 a 70ºC não atingindo o tempo de meia vida em 240 minutos. Nas temperaturas de 75 a 80ºC foram mantidas aproximadamente 40% da atividade residual após 4 horas de incubação. A invertase parcialmente purificada não demonstrou a necessidade de íons metálicos para a ativação catalítica, mas a presença de íons Al3+ e Cu+ provocaram aumento da atividade, enquanto que Sn2+ diminuiu a atividade catalítica. O conteúdo de carboidratos corresponde a 36,57% da massa total de proteína. A invertase do A. casiellus demonstrou ser especificidade à sacarose. Para a purificação da invertase de Aspergillus casiellus, induzido por farelo de soja, foram necessários 2 passos constituídos de colunas cromatográficas de troca-iônica DEAE-Celulose, o que torna o processo viável e com tempo despendido em relação a outros processos. O uso de resíduo agroindustrial para obtenção da invertase torna-se uma ferramenta para o desenvolvimento de tecnologias limpas, convertendo o resíduo em questão em um produto de maior valor agregado.