Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-01-26T14:13:25Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_OcorrenciaInibidoresGlicosidases.pdf: 1615955 bytes, checksum: e4e867ae51e2f86d8696bdefc6c32c14 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-01-27T13:39:22Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_OcorrenciaInibidoresGlicosidases.pdf: 1615955 bytes, checksum: e4e867ae51e2f86d8696bdefc6c32c14 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-27T13:39:22Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_OcorrenciaInibidoresGlicosidases.pdf: 1615955 bytes, checksum: e4e867ae51e2f86d8696bdefc6c32c14 (MD5) Previous issue date: 2015-08-13 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / As cianobactérias apresentam-se como uma nova fonte de metabólitos secundários para produção de bioprodutos em diversos setores industriais, sendo utilizadas, principalmente, devido ao seu fácil cultivo, com utilização de poucas fontes nutricionais, assim como uma grande produção de biomassa. Ainda não se tem muitos relatos na literatura de cianobactérias amazônicas, assim como de seus metabólitos e seu uso em bioprodutos. Glicosidases são enzimas de extrema importância como alvos para desenvolvimento de fármacos que são utilizados para o tratamento de diversas patologias assim como seus inibidores. O presente trabalho teve como objetivo identificar em 24 amostras de cianobactérias e microalgas provenientes dos estados do Tocantins e do Amapá, os isolados que produzem esses inibidores, assim como extrair, fracionar e identificar os mesmos. Inicialmente, o teste de detecção em placa de petri, com o substrato esculina, para inibidores de glicosidase foi padronizado, bem como a metodologia de extração. Como resultado observou-se atividade inibitória de glicosidase em extrato bruto e na fração metanólica de quatro culturas (Synechococcus sp, Monoraphydium, P29 e Limnotrix sp), não foi detectada atividade inibitória nas frações aquosas de nenhuma cultura. Duas frações metanólicas que apresentaram atividade foram selecionadas para a realização de ensaio de potencial inibitório frente α–glicosidase com o substrato p-nitrofenil α-D-glicopiranosídeo e β–glicosidase com o substrato p-nitrofenil β-D-glicopiranosídeo, onde ambas amostras apresentaram maior porcentagem de inibição para α-glicosidase em relação a β-glicosidase. / Cyanobacteria are presented as a new source of secondary metabolites for the production of bio-products in many industrial sectors and are used primarily because of its easy cultivation, using few nutritional sources, as well as a large biomass production. Until now we don't have many report in literature of cyanobacteria from amazon, as well as their metabolites and their use in bioproducts. Glycosidases are enzymes of extreme importance as targets for developing drugs that are used for the treatment of various diseases, as well as their inhibitors. This study aimed to identify 24 samples of cyanobacteria and microalgae from the states of Tocantins and Amapá, isolates that produce these inhibitors, as well as extract, fractionate and identify them. Initially, the detection test in petri dishes with esculin the substrate for glycosidase inhibitors has been standardized and the extraction methodology. As a result there was glucosidase inhibitory activity of crude extract and the methanol fraction of four samples (Synechococcus sp, Monoraphydium, P29 and Limnotrix sp), inhibitory activity was detected in the aqueous fractions of any culture. Two methanolic fractions that showed activity was selected for potential assay conducting inhibiting α-glycosidase face with the substrate p-nitrophenyl α-D-glucopyranoside and β-glucosidase to the substrate p-nitrophenyl β-D-glucopyranoside, where both samples had a higher percentage of inhibition for α-glucosidase compared to β-glucosidase.

Este trabalho teve como propósito investigar a cinética de floculação de água bruta com baixa turbidez, utilizando o sulfato de alumínio (Al2(SO4)3o18H2O) e o cloreto férrico (FeCl3o6H2O) como coagulantes. Os resultados experimentais foram obtidos em ensaios de \"jar test\". A água bruta utilizada nos ensaios foi preparada em laboratório, simulando um manancial superficial eutrofizado contendo células da cianobactéria Microcystis aeruginosa. Foram testadas 5 dosagens distintas de cada coagulante, 3 valores de G, 2 valores de TAS e 12 tempos de floculação. Utilizou-se a turbidez como medida principal de avaliação dos resultados experimentais. O valor de turbidez inicial (N0) foi corrigido, levando-se em consideração o acréscimo de turbidez em função das dosagens de coagulante. Determinou-se que as dosagens mais efetivas, em termos de remoção de turbidez, foram 20 mg.L-1 para o sulfato de alumínio e 40 mg.L-1 para o cloreto férrico (ambas expressas como massa de coagulante). Para ambos os coagulantes, constatou-se que G = 20 s-1 e TAS = 27 m3.m-2.dia-1 resultaram nas melhores eficiências de remoção de turbidez. Verificou-se também a variação do potencial zeta em função das dosagens de coagulante. Observou-se que o aumento da dosagem de coagulante leva à redução do potencial zeta, aproximando-o do ponto isoelétrico. Porém, o ponto isoelétrico não necessariamente coincide com a melhor eficiência em termos de remoção de turbidez. Com base nos resultados experimentais, foi proposta uma modificação ao modelo clássico da cinética de floculação de suspensões coloidais. Nesta, foi incluso um segundo termo referente à ruptura de flocos (quebra irreversível). O ajuste do modelo proposto foi obtido através de procedimentos de iteração numérica computacional com a função \"Solver\" do programa Microsoft Excel®. Foram calculados os valores das constantes KA, KB e KC do modelo proposto. Amostras do lodo gerado nos ensaios de cinética de floculação foram caracterizadas visualmente através de microscopia eletrônica de varredura (MEV). / The purpose of this work was to investigate flocculation kinetics of low-turbidity raw water, using aluminum sulfate (Al2(SO4)3o18H2O) and ferric chloride (FeCl3o6H2O) as coagulants. Experimental results were obtained in jar tests. Raw water used in the jar tests was prepared in laboratory, simulating a eutrophic natural water source containing cells of the cyanobacteria Microcystis aeruginosa. 5 different coagulant doses were tested for each coagulant, 3 G values, 2 SLR values and 12 flocculation times. Turbidity was selected as the major parameter for experimental results analysis. Initial turbidity values (N0) were corrected taking into account turbidity increase due to coagulant dosing. In terms of turbidity removal, it was determined that the most effective dosage for aluminum sulfate was 20 mg.L-1, and for ferric chloride, 40 mg.L-1 (both expressed as coagulant mass). For both coagulants, it was found that G = 20 s-1 and SLR = 27 m3.m-2.day-1 resulted in the best turbidity removal efficiencies. Zeta potential variation, due to coagulant dosing, was also verified. It was noted that increasing coagulant dosing led to zeta potential reduction, bringing it closer to the isoelectric point. However, the isoelectric point does not necessary coincides with the best turbidity removal efficiency. Based on the experimental results, it was proposed a modification to the classic colloidal suspension flocculation kinetics model. In this modification, a second term regarding floc rupture (irreversible breakage) was included. Through computer numeric iteration using Microsoft Excel®\'s \"Solver\" function, the proposed model adjustment was obtained. Kinetics constants KA, KB e KC values, from the proposed model, were calculated. Sludge samples, generated during flocculation kinetics tests, were visually characterized through scanning electronic microscopy (SEM).

O estudo das florações de cianobactérias potencialmente tóxicas é de fundamental importância, principalmente se tratando de um reservatório de grande valor econômico e social, devido a seus usos múltiplos e localização próxima a grandes centros urbanos como é o reservatório de Salto Grande (Americana - SP). Assim, este trabalho visou fornecer subsídios para formulação de prognóstico da ocorrência de cianobactérias e produção de toxinas em ambientes aquáticos com elevado grau de eutrofização. Para isto, a pesquisa foi desenvolvida em três escalas: em macrocosmo (represa), foi determinada a variação da ocorrência das espécies de cianobactérias e das demais classes fitoplanctônicas, e analisado o potencial tóxico das amostras coletadas nos meses chuvosos (janeiro, fevereiro e março/98) e de estiagem (junho, julho, agosto e setembro/98) em duas estações de coleta no reservatório de Salto Grande; em mesocosmo (tanques), verificou-se, durante o período de seca, as variações na ocorrência das classes fitoplanctônicas e das espécies de cianobatérias e produção de toxinas, em função da manipulação da razão N/P através da dosagem de nitrogênio e fósforo na água; em microcosmo (garrafões de vidro, em laboratório), foi testado o efeito da redução de fósforo e conseqüente aumento da razão N/P sobre o crescimento e produção de toxinas em culturas de cepas de Microcystis aeruginosa (Kützing) Kützing, isoladas a partir de amostras de florações desta espécie no reservatório de Salto Grande, durante os meses chuvosos e os secos. No ambiente foi detectada a presença de microcistinas na água de todos os dias de coleta, exceto em 25/02/99. Em geral, as concentrações estiveram abaixo do limite de aceitabilidade (1 &#956g.L-1), com exceção da estação 2 nos dias 27/01/99 (39,53 &#956g.L-1) e 22/03/99 (3,98 &#956g.L-1). Nos experimentos em mesocosmos notou-se um aumento da densidade fitoplanctônica) nas 3 condições distintas. Na condição controle (sem manipulação), ocorreu um sensível aumento da porcentagem de contribuição das cianobactérias e diminuição dos demais grupos ao longo dos 11 dias. Na condição de razão N/P baixa, houve um pequeno aumento na porcentagem de contribuição das cianobactérias e clorofíceas, uma diminuição das criptofíceas e os demais grupos não apresentaram grandes alterações. Sob razões N/P alta, as cianobactérias tiveram um aumento, as clorofíceas mantiveram-se constantes e as criptofíceas diminuíram em relação às porcentagens iniciais. As condições dos tanques mantidos com razão N/P baixa foram mais favoráveis às clorofíceas. As cianobactérias apresentaram um aumento de biomassa nas condições dos tanques mantidos com razão N/P alta. Em microcosmos, a fase exponencial teve início no oitavo dia de cultivo em todos os testes. Ao completar aproximadamente 18 dias de experimento, notou-se uma diminuição no rendimento das culturas em meio ASM-1 com redução de fósforo. Em todas as escalas estudadas constatou-se que a concentração de microcistina esteve relacionada a fatores favoráveis ao desenvolvimento das espécies tóxicas. Entretanto, os fatores determinantes para o crescimento de cianobactérias tóxicas, apresentaram diferentes papéis em casa escala estudada. No macrocosmo, a estabilidade da coluna d\'água foi fundamental para o estabelecimento de maiores densidades de espécies tóxicas. Nos mesocosmos, o enriquecimento foi responsável pelo aumento da densidade de espécies tóxicas. Nos microcosmos, a disponibilidade de fósforo esteve diretamente relacionada à taxa de crescimento de Microcystis aeruginosa e conseqüentemente, ao aumento da concentração de microcistina. / The study of the bloom of potential toxic cyanobacteria is of paramount significance, mainly when a reservoir endowed with great social and economical values due to both its multiple uses and its nearness to big urban centres - such as the Salto Grande reservoir, located near the city of Americana in the inland of the State of São Paulo, Brazil - is concerned. Based on such actuality, this work was aimed at supplying resources to devise forecasting the occurrence of cyanobacteria as well as the production of toxins in aquatic environments in which high eutrophication levels are observed. Towards this target, the research was carried out in the three steps that follow. In macrocosmic level (reservoir), the variations of the occurrence of both the cyanobacteria species and the remaining phytoplankton classes were found out, and then the toxic potentiality of the samples collected during the rainy season (January, February and March 1998) and the dry season (June, July, August and September 1998) in two sampling stations at the Salto Grande reservoir was analysed. In mesocosrnic scale (tanks), the variations in the occurrences of the classes of phytoplankton and of the cyanobacteria species - as well as the variations in production of toxins as a function of the ratio N/P that was dealt with by means of dosing nitrogen and phosphorus in the water - were observed during the dry season. In microcosmic level (glass bottles \"in lab\"), the effect of reducing phosphorus (and consequently increasing the ratio N/P) on the growth and the production of toxins in cultures of Microcystis aeruginosa (Kützing) Kützing strains - isolated from bloom samples of this species at the Salto Grande reservoir, during the wet and the dry seasons - was tested. At the environment, the presence of rnicrocystin in the water of all the samples, with the exception of the 25th of February 1999, was detected. Apart from the station 2 during January 2th 1999 (39.53 µg.L-1) and March 2th 1999 (3.98 µg.L-1), the concentrations stayed below the limit of acceptability (1 µg.L-1). At the experiments in mesocosmic scale, in 3 different conditions, increasing in phytoplankton density was observed. At the control condition (without manipulation), both reasonable augmentation of the percentage of the cyanobacteria contribution and diminishment of the other groups during the 11 days were detected. Under the condition of low N/P ratio, a slight rise of the percentage of the cyanobacteria and chlorophycea contribution and a decrease of the cryptophycea were observed; the other groups did not present much change. Under the condition of high N/P ratio, it was seen that the cyanobacteria increased, the chlorophycea remained unaffected and the cryptophycea decreased in comparison to the initial percentages. The conditions ofthe tanks that had been maintained at low N/P ratio favoured more the chlorophycea. The cyanobacteria presented biomass augmentation under the conditions of the tanks that had been maintained with high N/P ratio. For every test at the microcosmic level, the exponential stage had begun at the 8th development day. After being experimented for nearly 18 days, yield decrease of the cultures at the environment ASM-1 with phosphorus reduction was observed. In every scale that had been studied, it was noted that the microcystin concentration is related to unfavourable factors as far as the development of the toxic species is concerned. However, the determining causes for the growth of toxic cyanobacteria played different roles in each scale studied. At the macrocosmic level, enrichment was the responsible for increasing the density of the toxic species. At the microcosmic level, phosphorus availability had been directly related to Microcystis aeruginosa growth rate and, therefore, to the increase of microcystin concentration.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-10-19T12:53:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 339050.pdf: 2251134 bytes, checksum: 62c30468c5671222372bde8e147e9c56 (MD5) Previous issue date: 2015 / O foco principal deste estudo foi conhecer a influência da variabilidade climática interanual sobre a ecologia da comunidade fitoplanctônica de um lago costeiro subtropical destinado ao abastecimento público de água. Espera-se que períodos de anomalia negativa da precipitação pluviométrica promovam redução do nível hidrológico capaz de interferir na ressuspensão de sedimentos e na disponibilidade de nutrientes deste ambiente, resultando em mudanças na dominância e na abundância das populações de cianobactérias. Coletas mensais foram realizadas entre Abril/2012 e Maio/2013, com o objetivo de avaliar a dinâmica temporal das variáveis limnológicas e da comunidade fitoplanctônica. Dados prévios (Julho/2009 a Março/2012) foram obtidos de estudos anteriores. Foi observada forte relação entre a precipitação e o nível hidrológico do sistema. Apesar de apresentar condições predominantes de mistura vertical, a redução do nível hidrológico em resposta a redução da precipitação em 2012 resultou no aumento da estabilidade térmica da coluna d?água. Foi observada a dominância monoespecífica da cianobactéria Cylindrospermopsis raciborskii nos primeiros três anos do estudo, com redução da biomassa total em períodos mais frios. Esse padrão foi modificado e a monodominância dessa espécie foi interrompida durante o período de nível hidrológico reduzido. Os resultados sugerem a intensificação da ação do vento e da irradiação solar sobre os processos de ressuspensão de sedimentos e de estratificação diurna neste período, provavelmente em resposta à redução da profundidade média do sistema. Tais mudanças promoveram o aumento da disponibilidade de fósforo inorgânico dissolvido, da biomassa total e da dominância da cianobactéria bêntica Pseudanabaena catenata. Este estudo evidencia a importância da variabilidade interanual da precipitação sobre a ecologia do fitoplâncton da Lagoa do Peri. Além de contribuir para a melhor compreensão sobre o funcionamento limnológico deste ambiente complexo de elevada importância econômica e social, este estudo se justifica diante do atual cenário de mudanças climáticas, onde alterações nos regimes regionais de precipitação são esperadas.<br> / Abstract : The main goal of this study was to know the influence of interannual climate variability on the ecology of phytoplankton of a subtropical coastal lake used for human supply. It is expected that periods of negative anomaly in rainfall can promote decrease in water level able to interfere in resuspension of sediments and in the nutrient internal load of the system, resulting in changes of dominance and abundance of cyanobacterial populations. Monthly samples were taken from April 2012 to May 2013, in order to assess the temporal dynamics of limnological variables and phytoplankton community. Previous data (July 2009 to March 2012) were obtained from previous studies. The results showed strong relation between rainfall and water level in the system. Despite showing predominant conditions of vertical mixing, the decrease of water level in response to the rainfall reduction in 2012 resulted in increased thermal stability of the water column. Monospecific dominance of the cyanobacterium Cylindrospermopsis raciborskii was observed over the first three years of study, with decreasing total biomass in colder periods. This pattern was modified and the monodominance of this species was interrupted during the period of lower water level. The results suggest the intensification of wind and solar irradiation influence on the processes of sediment resuspension and daytime stratification of water column during this period, probably in response to lower average depth in the system. These changes promoted increased availability of dissolved inorganic phosphorus, increased total biomass, and increased biomass and dominance of the benthic cyanobacterium Pseudanabaena catenata. This study highlights the importance of interannual variability of rainfall on the phytoplankton ecology of Peri Lake. Besides contributing to a better understanding of the limnological functioning of this complex environment of high economic and social importance, this study is justified given the current scenario of climate change where changes are expected in regional rainfall patterns.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The microalgae are a source of potential commercial interest biomolecules due to its diverse metabolic profile able to synthesize different classes of organic compounds. The Phormidium gender is a cyanobacterium with growth ability in heterotrophic cultures by the addition of an exogenous source of carbon. Aiming at the possibility of recovery of byproducts generated in heterotrophic microalgal bioreactors, this study aimed to identify and quantify the volatile organic compounds in Phormidium autumnale crops. In the first stage we evaluated the qualitative profile of volatile organic compounds formed in heterotrophic cultures supported with glucose at 72 h experiment. We identified 54 compounds classified as alcohols (27%), ketones (23%), aldehyde (19%), ester (14%), acid (3.5%) and hydrocarbons (2.6%). In the second study we determined the qualitative and quantitative profile of volatile compounds formed in heterotrophic cultivation of 144h. In total 68 compounds were identified and quantified in cultures supported by glucose or fructose. The 3-methyl-butanol compounds was identified between the main 141.5μg.mg-1 in the culture of glucose and in the culture of fructose 69.5μg.mg-1. Many compounds identified during heterotrophic culture derived from metabolic pathways such as the terpene (β-ionone, β-cyclocitral and 5,6-epoxy-β-ionone), of the fatty acids (hexanol, hexanal) or the 2-keto acids (3-methyl-butanol, propanol, butanol). The results helped to elucidate a fraction of biocompounds microalgal with great potential for commercial exploitation. / As microalgas são uma potencial fonte de biomoléculas de interesse comercial devido ao seu perfil metabólico diversificado capaz de sintetizar diferentes classes de compostos orgânicos. O gênero Phormidium é uma cianobactéria com habilidade de crescimento em cultivos heterotróficos mediante a adição de uma fonte de carbono exógena. Visando a possibilidade de valorização dos bioprodutos gerados nos biorreatores heterotróficos microalgais, este trabalho teve como objetivo a identificação e quantificação dos compostos orgânicos voláteis nos cultivos de Phormidium autumnale. Na primeira etapa foi avaliado o perfil qualitativo dos compostos orgânicos voláteis formados em cultivos heterotróficos suportados com glicose em 72h de experimento. Foram identificados 54 compostos classificados como álcoois (27%), cetonas (23%), aldeídos (19%), ésteres (14%), ácidos (3,5%) e hidrocarbonetos (2,6%). No segundo trabalho foi determinado o perfil qualitativo e quantitativo dos compostos voláteis formados em cultivos heterotróficos de 144h. No total 68 compostos foram identificados e quantificados nos cultivos suportados por glicose ou frutose. O composto 3-metil-butanol foi identificado entre os majoritários 141,5 g.mg-1 no cultivo da glicose e 69,5 g.mg-1 no cultivo com frutose. Muitos compostos identificados durante o cultivo heterotrófico derivam de rotas metabólicas como a dos terpeno (-ionona, -ciclocitral e 5,6-epoxi--ionona), a dos ácidos graxos (hexanol, hexanal) ou a dos 2-cetoácidos (3-metil-butanol, propanol, butanol). Os resultados obtidos colaboraram para elucidação de uma fração de biocompostos microalgais com grande potencial de exploração comercial.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de São Paulo / Cyanobacteria are prokaryote microorganisms that gather interesting features for the biotechnological use in biorefinery systems. Phormidium sp. is a cyanobacterium that has metabolic versatility, grown in both photosynthetic and heterotrophic conditions, from industrial residues, generating a chemically attractive biomass. On face of it, the work aimed to evaluate the production of high added value chemicals by Phormidium sp. from agro-industrial residues. It focuses on (i) identification and quantification of carotenoids from heterotrophically grown biomass in agro-industrial wastewater (ii) identification and quantification of carotenoids from photoautotrophically grown biomass and evaluation of the antioxidant capacity of the extract (iii) quantification of phycobiliproteins from photoautotrophically grown biomass and evaluation of the antioxidant capacity of the extract (iv) quantification of chlorophyll from photoautotrophically grown biomass and the evaluation of the antioxidant capacity of the extract. The results showed that the microalgal biomass from heterotrophic growth had 183.03 ± 0.9 g.g-1 of total carotenoids while in the biomass from photosynthetic growth this value was 714.3 ± 0.9 g.g-1. The major carotenoids in both extracts were all-trans--carotene, all-trans-lutein and all-trans-zeaxanthin. The carotenoid extract was able to scavenge the peroxyl radical 28 times more than the -tocopherol standard. The content of phycocyanin found was 20.05 ± 1.1 g.100g-1 and after fractionation achieved a purity ratio of 4.8 as well as antioxidant capacity of 237.4 ± 0.7 mol trolox equivalents.g-1. In terms of chlorophyll, the biomass showed the content of 3400 g.g-1 and the capacity to scavenge the peroxyl radical 84.9 in relation to -tocopherol standard. The results show that Phormidium sp. microalgal biomass has potential for biotechnological exploitation as a renewable and low cost source of bioactive compounds of high added value. / Cianobactérias são seres de estrutura procarionte que reúnem interessantes características para a utilização biotecnológica em sistemas de biorrefinaria. A Phormidium sp. é uma cianobactéria que possui uma versatilidade metabólica que a permite crescer em condições fotossintéticas e heterotróficas, partir de resíduos industriais, gerando uma biomassa quimicamente atrativa. Em face disto, o trabalho teve por objetivos avaliar a produção de químicos de alto valor por Phormidium sp. a partir de resíduos agroindustriais. O foco foi direcionado a (i) identificação e quantificação de carotenoides da biomassa obtida heterotroficamente a partir de efluente agroindustrial (ii) a identificação e quantificação de carotenoides da biomassa cultivada fotoautotroficamente e a avaliação da capacidade antioxidante do extrato (iii) quantificação das ficobiliproteínas da biomassa cultivada fotoautotroficamente a avaliação da capacidade antioxidante do extrato e (iv) quantificação das clorofilas da biomassa cultivada fotoautotroficamente a avaliação da capacidade antioxidante do extrato. Os resultados indicaram que a biomassa microalgal obtida do cultivo heterotrófico apresentou um teor de carotenoides de 183,03 ± 0,9 g.g-1 enquanto que na cultivada em condições fotossintéticas o teor foi de 714,3 ± 0,9 g.g-1. Os carotenoides majoritários em ambos os extratos foram all-trans--caroteno, all-trans-luteína e all-trans-zeaxantina. O extrato de carotenoides foi capaz de desativar o radical peroxila 28 vezes mais eficientemente que o padrão de -tocoferol. O conteúdo de ficocianina encontrado foi 20,05 ± 1.1 g.100g-1 biomassa e após o fracionamento apresentou uma pureza de 4,8 e atividade antioxidante de 237,4 ± 0.7 mol trolox.g-1 biomassa. Em termos de clorofila, foram encontradas concentrações de 3400 g.g-1 e capacidade de desativar o radical peroxila relativa ao -tocoferol de 84,9. Os resultados encontrados demonstram que a biomassa microalgal de Phormidium sp. possui potencial para exploração biotecnológica como uma fonte renovável e de baixo custo de compostos bioativos de alto valor agregado.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Microbiana, 2016. / Submitted by Camila Duarte (camiladias@bce.unb.br) on 2017-01-17T13:16:28Z No. of bitstreams: 1 2016_MayaraOliveiraSousa.pdf: 1539457 bytes, checksum: 4b4e467f17e767ba5aef90063cd747b4 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-02-15T18:40:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_MayaraOliveiraSousa.pdf: 1539457 bytes, checksum: 4b4e467f17e767ba5aef90063cd747b4 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-15T18:40:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_MayaraOliveiraSousa.pdf: 1539457 bytes, checksum: 4b4e467f17e767ba5aef90063cd747b4 (MD5) / A proposta do presente trabalho foi entender a dinâmica da ocorrência de cianobactérias no lago Paranoá, pelo uso de ferramentas moleculares desenvolvidas para a identificação de cianobactérias potencialmente produtoras de toxinas, uma vez que, o Lago é um reservatório urbano, que será utilizado como fonte de abastecimento público. Dessa forma, é necessário monitorar a presença das cianobactérias potencialmente tóxicas, a fim de avaliar a qualidade da água do Lago. Para isso, foram coletadas amostras de água no período de 2012 a 2014. As amostras foram usadas em ensaios de PCR, com o emprego de oligonucleotídeos do gene 16 S DNAr, do operon da ficocinina e dos genes de síntese das microcistinas (mcyB e mcyD). Alguns dos resultados positivos das reações de PCR foram sequenciados para a identificação das cianobactérias presentes na área de estudo, e a quantificação das microcistinas foi realizada por meio do teste de ELISA. Foi detectada a presença de cianobactérias (avaliação qualitativa), por meio das reações de PCR convencional, em 97% das amostras de água avaliadas com os iniciadores do 16S DNAr. Os iniciadores referentes à porção da ficocianina (PCβF/PCαR) amplificaram somente 13,8% das amostras avaliadas. Com relação aos oligonucleotídeos dos genes de síntese das microcistinas (mcyB e mcyD), apenas um deles – mcyD – amplificou fragmento em uma única amostra. Isso provavelmente ocorreu devido à baixa concentração do DNA alvo no DNA genômico extraído do fitoplâncton e à presença de interferentes da PCR em amostras ambientais. É necessário o desenho de iniciadores específicos para as sequências de cianobactérias brasileiras. O resultado do sequenciamento revelou 100% de similaridade com a sequência de Radiocystis sp. JJ30-12. A presença de microcistinas foi constatada em todas as amostras avaliadas. Por fim, pode-se afirmar que as reações de PCR, utilizando iniciadores específicos relacionados com a síntese de cianotoxinas, como por exemplo, as microcistinas, podem ser úteis para a otimização das metodologias analíticas usadas para o monitoramento de reservatórios, e precisam de estudos mais aprofundados com o intuito de aprimorar os protocolos atualmente utilizados para a amplificação de fragmentos de interesse. Dessa forma, elas poderiam ser incluídas nas análises de rotina, em programas de monitoramento da qualidade da água, sendo úteis para identificação de cianobactérias. / The purpose of this work was to understand the dynamics of the occurence of cyanobacteria in lake Paranoa through of molecular tools developed for identifying of potentially cyanobacteria producing toxins, since the lake is an urban wealth that will be used as a source of public supply. Thus, it is necessary to monitor the presence of potentially toxic cyanobacteria, in order to evaluate the quality of the reservoir water. For this, water samples were collected in the period of 2012-2014. The samples were filtered and used in PCR assay, with the use of oligonucleotides 16 S rDNA gene, the ficocian operon and microcystins synthesis genes (mcyB and mcyD). Positive results of PCR reactions were sequenced to identifying the cyanobacteria present in the area of study and the quantification of microcystins was performed by ELISA kit. The cyanobacteria were detected (qualitative assessment) for conventional PCR reactions in 97% of water samples evaluated with the primers 16S rDNA. Primers related to phycocyanin (PCβF / PCαR) amplified only 13.8% of the samples. Regarding to oligonucleotide of gene synthesis of microcystins (mcyB and mcyD) only one of them - mcyD - amplified fragment in a single sample. This was probably due to low concentration of template DNA within genomic DNA extracted from phytoplankton and the presence of interfering PCR in environmental samples. It is necessary to design specific primers for sequences of Brazilian cyanobacteria. The result of sequencing showed 100% similarity with the sequence of Radiocystis sp. JJ30-12. The presence of microcystins was found in all samples. Finally, we can affirm that the PCR reactions using specific primers related to cyanotoxins synthesis, for example, microcystins can be useful for optimization of analytical methods used for the monitoring of reservoirs, and it need more studies in order to improve the protocols currently used for the amplification of fragments of interest. Thus, they could be included in routine analyzes, monitoring programs of water quality, and useful for cyanobacteria identification.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-15T14:31:09Z No. of bitstreams: 1 TeseMGP.pdf: 6082207 bytes, checksum: 573b75094c040d929b1f8f03f927018e (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-16T19:25:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseMGP.pdf: 6082207 bytes, checksum: 573b75094c040d929b1f8f03f927018e (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-16T19:25:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseMGP.pdf: 6082207 bytes, checksum: 573b75094c040d929b1f8f03f927018e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-16T19:25:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseMGP.pdf: 6082207 bytes, checksum: 573b75094c040d929b1f8f03f927018e (MD5) Previous issue date: 2015-05-29 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Eutrophication of the aquatic environment favors cyanobacteria blooms and affects the biota due to organoleptic water changing and the release of toxins. The objective of this study was to evaluate the effect of microcystin contained in the crude extract of the cyanobacteria Radiocystis fernandoi (R28 strain) in the fish Hoplias malabaricus assessing the degree of structural and functional impairment of the liver, the accumulation potential in muscle and risk to human health. Traíras were injected intraperitoneally with 100 μg MC-LReq kg-1 following two experimental protocols: (i) acute exposure with the application of a single dose of the crude extract and evaluation after 12 and 96 hours and (II) chronic exposure in which a dose was injected every 72 hours during 30 days. Genotoxic, biochemical, physiological and morphological biomarkers were used to evaluate the action of toxins, structural and ultrastructural damage in the liver, the detoxification mechanisms and changes in energy metabolism. The R28 strain produced mainly the MC-RR and MC-YR showing hepatotoxic potential. In the liver there was accumulation of MC-YR after acute and chronic exposure and MC-RR and MC-RR only after chronic exposure. There was not MC accumulation in muscle. The accumulation of the variants (MC-RR and MC-YR) depends on the concentration and the body's defense system for depuration and biomagnification. Acute and chronic exposure caused inhibition of the serine protein phosphatase / threonine type of PP2A activity, increased alanine aminotransferase and aspartate activity and direct bilirubin in plasma indicating liver damage. Macroscopically occurred changes in the color, texture and liver mass; microscopically the morphology of hepatocytes and intracellular organelles were altered and there were dilated sinusoids and hyperemia. After 30 days, the frequency of changes increase, and fibrous tissue disrupted the architecture of hepatic tissue. Changes in intermediary metabolism as glucose, liver glycogen, pyruvate and lactate showed increased energy demand and physiological stress. Moreover, there was activation of phase I of the biotransformation system and alterations in cellular antioxidant systems. Morphological signs of recovery in the liver were observed after 96 hours (single dose) to MC, but not after 30 days and no signs of cell regeneration. DNA damage were observed as well. The biochemical changes and liver structure showed functional impairment of the liver. In conclusion, the microcystin present in the crude extract of cyanobacteria R. fernandoi (R28 strain) combined with other substances in the extract may compromise the health and survival of the animal. / A eutrofização do ambiente aquático favorece as florações de cianobactérias e afeta a biota devido à alteração organoléptica da água e a liberação de toxinas. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito de microcistinas contidas no extrato bruto da cianobactéria Radiocystis fernandoi (cepa R28) no peixe Hoplias malabaricus quanto ao grau de comprometimento estrutural e funcional do fígado, o potencial de acumulação no músculo e possível risco para a saúde humana. Traíras foram injetadas intraperitonealmente com 100 μg MC-LReq kg-1 seguindo 2 protocolos experimentais: (i) exposição aguda com a aplicação de uma única dose do extrato bruto e avaliação após 12 e 96h e (II) exposição crônica com dose injetada a cada 72h durante 30 dias. Biomarcadores genotóxicos, bioquímicos, fisiológicos e morfológicos foram utilizados para avaliar a ação das toxinas, danos estruturais e ultraestruturais, mecanismos de desintoxicação no fígado e alterações no metabolismo energético. A cepa R28 produziu majoritariamente as variantes MCRR e MC-YR evidenciando potencial hepatotóxico. A MC-YR acumulou no fígado após exposição aguda e crônica e a MC-RR apenas após exposição crônica. Não ocorreu acúmulo de MC no músculo. O potencial de acumulação das variantes (MC-RR e MC-YR) depende da sua concentração, sistema de defesa do organismo para sua depuração e da biomagnificação. A exposição aguda e crônica causou inibição da atividade da proteína fosfatase de serina/treonina do tipo PP2A, aumento da atividade da alanina e aspartato aminotransferases e bilirrubina direta no plasma evidenciando danos hepáticos. Macroscopicamente ocorreu alteração da massa, cor e textura do fígado; microscopicamente a morfologia dos hepatócitos e as organelas intracelulares foram alteradas e ocorreu dilatação dos sinusóides e hiperemia. Após 30 dias, a frequência de alterações aumentou e o fígado apresentou tecido fibroso descaracterizando a arquitetura do parênquima hepático. As alterações no metabolismo intermediário como glicose, glicogênio hepático, piruvato e lactato em fígado, músculo e plasma evidenciaram aumento da demanda energética e estresse fisiológico. Além disso, ocorreu ativação do sistema de biotransformação de fase I e alterações no sistema antioxidante celular. Sinais de recuperação morfofuncional do fígado foram observados após 96 horas de exposição (dose única) a MC, mas não após 30 dias e não houve sinais de regeneração celular. Danos no DNA também foram observados em células hepáticas. As alterações bioquímicas e estrutura do fígado evidenciaram comprometimento funcional do órgão. Em conclusão, as microcistinas presentes no extrato bruto da cianobactéria R. fernandoi (cepa R28) associadas a outras substâncias presentes no extrato podem comprometer a saúde e sobrevicência do animal.

Submitted by Caroline Periotto (carol@ufscar.br) on 2016-09-26T13:02:22Z No. of bitstreams: 1 DissJCF.pdf: 2193556 bytes, checksum: 67658416b8d80c61ed4a7d39c48b586a (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-26T20:47:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissJCF.pdf: 2193556 bytes, checksum: 67658416b8d80c61ed4a7d39c48b586a (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-26T20:47:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissJCF.pdf: 2193556 bytes, checksum: 67658416b8d80c61ed4a7d39c48b586a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-26T20:48:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissJCF.pdf: 2193556 bytes, checksum: 67658416b8d80c61ed4a7d39c48b586a (MD5) Previous issue date: 2016-03-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Several researches suggests heterotrophic metabolism in some strains of cyanobacteria, allowing its application in the development and consumption of organic molecules and nutrients in wastewater. Vinasse is the main wastewater from sugarcane processing, both in terms of composition and volume, and this presents a considerable variation in chemical composition, directly affecting their relationship carbon:nitrogen (C/N). Aphanocapsa holsatica is a unicellular cyanobacterium with proven foto-heterotrophic growth. Geitlerinema sp it is a filamentous cyanobacterium that has the ability to form aggregates, sedimenting in culture medium. In this context, the study aimed to evaluate the cultivation of cyanobacteria in sugarcane vinasse adjusted with different initial C/N ratio. The experiments were firstly set up in shake flasks for screening of the C/N ratio that allowed the largest biomass production and/or carbon and nitrogen uptakes. In the C/N ratio selected, experiments were set up in a bench bioreactor, with aeration and mixing, in addition to online monitoring of pH and gases. Results showed growth of both microorganisms to the C/N ratio range tested, with high productivities in 5 and 40 and larger carbon and nitrogen removal by Geitlerinema. In the bench bioreactor, Aphanocapsa presents low oxygen demand, carbon and nitrogen removal about 25 and 18%, respectively, and a maximum specific growth rate about five times higher (0.5 h-1) obtained in the shake flasks. For Geitlerinema sp, in C/N ratio 5 presents carbon consumer first-order kinetics, enabled high removals around 85%. Experimental data indicate the feasibility of growing in both cyanobacteria vinasse in the C N ratio range from 5 to 40, with high conversion of biomass to unicellular cyanobacterium and high carbon removal for filamentous cyanobacterium. / Diversas pesquisas indicam metabolismo heterotrófico em algumas linhagens de cianobactérias, possibilitando sua aplicação na incorporação e consumo de moléculas orgânicas e nutrientes em águas residuárias. A vinhaça constitui a principal água residuária do setor sucroenergético, tanto em termos de composição quanto de geração, sendo que esta apresenta uma considerável variação em termos de composição química, afetando diretamente a sua relação carbono:nitrogênio. Aphanocapsa holsatica é uma cianobactéria unicelular com comprovado crescimento fotoheterotrófico. Geitlerinema sp é uma cianobactéria filamentosa que apresenta a capacidade de formar agregados, sedimentando naturalmente em meios de cultivo. Neste contexto, o trabalho teve como objetivo avaliar o cultivo das cianobactérias em vinhaça de cana-de-açúcar ajustada com diferentes razões C/N iniciais. Os experimentos foram conduzidos primeiramente em sistema de frascos agitados para seleção da razão C/N que possibilitava a maior produção de biomassa e/ou consumo de carbono e nitrogênio do meio. Na razão C/N selecionada, foram conduzidos ensaios em biorreator de bancada, com ajuste de aeração e agitação, além do monitoramento em linha de pH e gases. Os resultados indicaram crescimento de ambos micro-organismos para a faixa de razão C/N testada, com elevadas produtividades na razão C/N 5 e 40 e maiores remoções de carbono e nitrogênio para Geitlerinema. O ensaio em biorreator de bancada com Aphanocapsa indicou baixa demanda de oxigênio, remoções de carbono e nitrogênio em biorreator da ordem de 25 e 18%, respectivamente, além de uma velocidade específica de crescimento máximo cerca de cinco vezes superior (0,5 h-1) ao obtido em frascos agitados. Para Geitlerinema sp. na razão C/N 5, cinética de consumo de carbono de primeira ordem possibilitou elevadas remoções em torno 85% em biorreator de bancada. Os dados experimentais indicam a viabilidade do cultivo de ambas cianobactérias em vinhaça na faixa de razão C/N de 5 a 40, com elevada conversão em biomassa para a cianobactéria unicelular e elevada remoção de carbono para a cianobactéria filamentosa.

Orientador: Telma Teixeira Franco / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-09T23:18:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopes_EduardoJacob_D.pdf: 2856802 bytes, checksum: 99aa69511cd3a23d2bb08b6d88de2a71 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A conversão fotossintética de dióxido de carbono em fotobiorreatores foi investigada com o propósito do desenvolvimento de um sistema biológico para o seqüestro de carbono. O processo utilizado consiste na transferência de dióxido de carbono gasoso para a fase líquida de um reator, no qual este composto é convertido em produtos do metabolismo fotossintético pela atividade de microalgas. Em face disto, o trabalho teve por objetivos: (1) avaliar o cultivo fotossintético da microalga $SKDQRWKHFH_ PLFURVFRSLFD_ 1lJHOL em diferentes condições de temperatura, intensidade luminosa e concentração de dióxido de carbono; (2) avaliar a cinética de absorção/dessorção de dióxido de carbono em fotobiorreatores; (3) definir as condições operacionais apropriadas para a remoção biológica de carbono; (4) avaliar os efeitos dos ciclos de luminosidade na fixação de dióxido de carbono e (5) estudar diferentes configurações e modos de operação de fotobiorreatores para remoção de CO2. A capacidade de seqüestro de carbono do sistema foi considerada através de análises dos perfis de CO2 livre na fase líquida do sistema, medidas das concentrações da fase gasosa e conversão estequiométrica em biomassa. Os resultados obtidos demonstraram a importância dos parâmetros operacionais avaliados na fixação de carbono em biomassa, bem como na remoção de global de CO2. O uso da metodologia de superfície de resposta foi adequada na otimização do processo, a qual resultou em um acréscimo superior a 58% nas densidades celulares máximas. O efeito da duração do ciclo de luz foi determinante no desempenho do processo, resultando em reduções de eficiências máximas de até 99,69%. As configurações de reatores estudadas demonstraram o melhor desempenho dos sistemas air-lift, quando comparados aos reatores de coluna de bolhas. Quanto ao modo de operação, os sistemas com recirculação do ar contaminado demonstraram-se eficientes para o abatimento de reduzidas quantidades de dióxido de carbono, embora as séries de dois reatores ligados em série tenham maior eficiência e capacidade de eliminação de dióxido de carbono. O atual estágio de desenvolvimento deste trabalho evidenciou o potencial da aplicação deste tipo de reator em processos de seqüestro de carbono, devido às elevadas taxas de eliminação obtidas. Entretanto, apenas a caracterização parcial das rotas de conversão fotossintética de CO2 foi considerada / Abstract: The photosynthetic conversion of carbon dioxide in photobioreactors was investigated with the objective of developing a biological carbon sequestering system. The process used consisted of transferring gaseous carbon dioxide to the liquid phase of a reactor, in which this compound was converted into photosynthetic metabolism products by the activity of microalgae. Considering this, the objectives of the present work were: (1) evaluate the photosynthetic culture of the microalgae $SKDQRWKHFH_PLFURVFRSLFD_1lJHOL under different conditions of temperature, light intensity and carbon dioxide concentration; (2) evaluate the absorption/desorption kinetics of carbon dioxide in photobioreactors; (3) define the appropriate operational conditions for the biological removal of carbon; (4) evaluate the effects of light cycles on the fixation of carbon dioxide and (5) study different configurations and operational modes of photobioreactors for the removal of CO2. The carbon sequestering capacity of the system was considered from an analysis of the free CO2 profiles in the liquid phase of the system, measurements of the gas phase concentration and the stoichiometric conversion into biomass. The results obtained demonstrated the importance of the operational parameters evaluated in the fixation of carbon in biomass, as also in the overall removal of CO2. The use of response surface methodology was adequate to optimise the process, and resulted in an increase greater than 58% in the maximum cell density. The effect of the duration of the light cycle was determinant in process performance, resulting in reductions in maximum efficiency of up to 99.69%. The configurations of the reactors studied demonstrated the superior performance of airlift systems, as compared to bubble-column reactors. With respect to operational mode, the systems involving the recirculation of contaminated air were shown to be efficient in decreasing reduced amounts of carbon dioxide, although two reactors connected in series were more efficient and showed greater capacity in eliminating carbon dioxide. The current stage of development of this work is evidence of the potential for the application of this type of reactor in carbon sequestering processes, due to the elevated elimination rates. However, only the partial characterisation of the photosynthetic CO2 conversion routes was considered. / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química