Ciclodextrina glicosiltransferase (CGTase, EC 2.4.1.19) é a enzima capaz de converter o amido e seus açúcares relacionados em ciclodextrinas (CDs) através da reação de ciclização. As CDs têm inúmeras aplicações na indústria farmacêutica, cosmética e de alimentos, devido à sua capacidade de encapsular moléculas hidrofóbicas dentro de sua cavidade. A CGTase de Thermoanaerobacter sp. é capaz de converter o amido em CDs sob condições de processo industrial, em temperaturas elevadas. A produção de CDs em escala industrial é feita, geralmente, em processos de batelada, nos quais é utilizada a enzima livre diretamente. No entanto, a imobilização da CGTase tem sido testada, com o propósito de permitir seu uso contínua e repetidamente, de modo a prevenir sua solubilização e promover uma forma molecular mais estável. Neste trabalho, buscouse imobilizá-la em microesferas de sílica-polietilenoglicol (sílica-PEG). O suporte foi silanizado com 3- aminopropiltrimetoxisilano (APTMS) e ativado com glutaraldeído para gerar condições de imobilização de enzimas, que foi realizada a 6ºC e pH 6, durante 15h. O rendimento de imobilização e a atividade recuperada foram 83% e 73%, respectivamente. Os resultados foram comparados com estudos anteriores sobre a imobilização covalente de CGTase. As propriedades enzimáticas da CGTase imobilizada foram investigadas e comparadas com as da enzima solúvel. CGTases solúveis e imobilizadas apresentaram valores similares de pH ótimo. Por outro lado, a temperatura ótima foi de 100ºC e 80ºC para as formas solúvel e imobilizada da enzima, respectivamente. Em comparação com a CGTase solúvel, a forma imobilizada apresentou maior Km (constante de Michaelis), menor Vmax (velocidade máxima de reação), a estabilidade de armazenamento diminuiu cerca de 15% e apenas um ligeiro decréscimo foi observado quando a estabilidade térmica estava sob avaliação. A estabilidade operacional foi medida em repetidos processos de batelada e a enzima imobilizada reteve cerca de 60% da atividade catalítica inicial, após 15 ciclos. / Cyclodextrin glicosyltransferase (CGTase, EC 2.4.1.19) is the enzyme able to convert starch and related sugars into cyclodextrins (CDs) via cyclization reaction. Cyclodextrins have numerous applications in the pharmaceutical, cosmetics, and food industry, because of their capacity to encapsulate hydrophobic molecules within their cavity. The CGTase from the Thermoanaerobacter sp. is able to degrade starch into CDs under industrial conditions (high temperature). For the industrial scale production of CDs, conventional batch production methods, which utilize soluble CGTase directly, have been mainly adopted. However the immobilization of CGTase has been pursued with the purpose of allow its reuse continuously and repeatedly by avoiding enzyme solubilization and promoting a more stable molecule form. In this research, Thermoanaerobacter CGTase was immobilized on silica-polyethyleneglycol (silica-PEG) microspheres. The support was silanized with 3- aminopropyltrimethoxysilane (APTMS) and activated with glutaraldehyde to generate conditions for enzyme immobilization, which was carried out at 6ºC and pH 6, during 15h. The immobilization yield and recovery activity was around 83% and 73%, respectively. Results were compared with previous studies on covalent immobilization of CGTase. The enzymatic properties of immobilized CGTase were investigated and compared with those of the soluble enzyme. Soluble and immobilized CGTases showed similar values for optimum pH. On the other hand, the optimum temperature was 100ºC and 80ºC for the soluble and immobilized forms, respectively. In comparison with the soluble CGTase, the immobilized form exhibited higher Km (Michaelis constant), lower Vmax (maximal reaction rate), the storage stability was decreased about 15% and just a slight decrease was observed when thermal stability was under evaluation. The operational stability was evaluated in repeated batch process and the immobilized enzyme retained about 60% of the initial catalytic activity after 15 cycles.

A hialuronidase é uma enzima que vem sendo utilizada como adjuvante anestésico na oftalmologia há décadas para melhorar a eficácia anestésica, por aumentar a difusão do anestésico para o nervo. Na odontologia, quando foi injetada concomitantemente ao anestésico local em bloqueio pterigomandibular, reduziu a duração da anestesia e causou trismo, pois no momento inicial da anestesia ainda havia provavelmente muito anestésico no sítio da injeção, dispersando-o para tecidos adjacentes. Entretanto, em outro protocolo, a enzima foi injetada em outro momento, antes do término do efeito anestésico e, não induziu efeitos adversos e ainda aumentou a duração de ação, provavelmente, por difundir apenas o anestésico remanescente para o nervo. A fim de evitar uma nova puntura para injetar a hialuronidase, a enzima poderia ser incorporada a um carreador, que modularia a sua liberação tardiamente, simulando o protocolo anterior. O desenvolvimento desse sistema de liberação controlada da enzima, a ser futuramente associada aos anestésicos locais visa ainda diminuir a dose necessária para o bloqueio completo, diminuindo assim o risco de toxicidade sistêmica. Este estudo laboratorial teve por objetivo desenvolver o complexo de inclusão utilizando a como carreador da hialuronidase, uma ciclodextrina, a hidroxipropil--xtrina, formando o complexo de inclusão hialuronidase:hidroxipropil--ciclodextrina, em duas proporções molares, 1:1 e 2:1. Neste estudo ainda foram avaliadas as características físico-químicas dos componentes a fim de verificar se havia interação entre as moléculas. Após o preparo, a análise físico-química das substâncias foi realizada utilizando os seguintes métodos: espectroscopia na região do Infravermelho com transformada de Fourier, análise térmica, ressonância magnética nuclear, além da análise morfológica (por MEV). Mudanças observadas na espectroscopia na região do infravermelho e na calorimetria diferencial exploratória indicam interação molecular entre a hialuronidase e a hidroxipropil --ciclodextrina, em ambas razões molares, como sugerem o aspecto morfológico do complexo. / Hyaluronidase is an enzyme that has been used as an adjuvant anesthetic in ophthalmology for decades to improve the effectiveness of anesthesia by increasing the diffusion of the anesthetic to the nerve. In dentistry, when it was injected concomitantly with local anesthetic in inferior alveolar nerve blockade, reduced the duration of anesthesia and caused trismus, because in the initial moment of anesthesia there was probably a lot of anesthetic in the injection site, spreading it to adjacent tissues. However, in another protocol, the enzyme was injected later, before the regression of the anesthetic effect and did not induce adverse effects, and also increased the duration of action, probably by spreading only the remaining anesthetic to the nerve. In order to avoid another puncture to inject hyaluronidase, the enzyme could be incorporated into a carrier, which modulates its release later, simulating the previous protocol, while maintaining its benefits. The development of such controlled release system of the enzyme, to be in the future associated to local anesthetics, also designed to decrease the dose required to obtain the complete block, thus reducing the risk of systemic toxicity. This laboratory study aimed to develop the inclusion complex using as carrier to hyaluronidase, a cyclodextrin, the hydroxypropyl--cyclodextrin forming hyaluronidase : hydroxypropyl--cyclodextrin inclusion complex, in both molar ratios 1:1 and 2:1. This study also evaluated the physico-chemical characteristics in order to ascertain whether there was interaction between the molecules. After being prepared, the physical-chemical analysis of the substances was performed using the following methods: Fourier transform infrared spectroscopy, thermal analysis, nuclear magnetic resonance (RMR), besides the morphological analysis by scanning electronic microscopy (SEM). Changes observed in infrared spectroscopy and differential scanning calorimetry indicate molecular interaction between hyaluronidase and hydroxypropyl-beta-cyclodextrin, in both molar ratios, as suggested by the morphological aspect of the complex.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-07-28Bitstream added on 2014-06-13T20:50:19Z : No. of bitstreams: 1 carneiro_aaj_me_sjrp.pdf: 580507 bytes, checksum: 4c1dad8d17aa4960b07b2f4da681cd4c (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A ciclodextrina glicosiltransferase (CGTase) é uma enzima microbiana que converte o amido em ciclodextrinas (CDs). Estes compostos são moléculas cíclicas, formadas por monômeros de D-glicoses unidas por ligações glicosídicas do tipo a-1,4. As CDs podem ser uma alternativa para controlar o escurecimento de batatas e frutas devido a sua capacidade de formar complexo de inclusão com substratos da reação de escurecimento. Alimentos contendo amido, quando adicionados da CGTase são também, potencialmente capazes de sofrer a ação da enzima formando CD localmente. Esse trabalho teve por finalidade estudar a aplicação direta da enzima CGTase em batatas e a aplicação de ciclodextrina comercial em batatas, maçãs, bananas e pêras visando controlar as reações de escurecimento enzimático ou não enzimático, destes alimentos. A formação de complexos com ciclodextrina foi determinada por calorimetria diferencial de varredura (DSC). Este trabalho mostrou pela primeira vez que tanto a CGTase produzida por Bacillus clausii E16 quanto a CGTase comercial (Toruzyme., Novozymes), foram capazes de controlar o escurecimento químico de batata e enzimático de batata e maçã. A utilização da CD mostrou efeito similar a ação das CGTases para batata e maçã, reduzindo dessa forma o escurecimento enzimático causado pela enzima polifenoloxidase. Pode-se inferir que ocorreu a produção da CD pela ação da CGTase em presença do substrato natural (amido de batata e maçã) e por conseqüência sua ação complexante junto aos agentes responsáveis pelo escurecimento, inibindo assim a efetivação das reações. Essa possível encapsulação foi demonstrada pela análise de DSC referente à diminuição do pico da amostra de batata tratada com CGTase. / The cyclodextrin glycosyltransferase (CGTase) is a microbial enzyme that converts starch to cyclodextrins (CDs). These compounds are cyclical molecules, formed by D-glucose monomers linked by a-1,4-glycosidic linkages type. The CDs can be an alternative to control the potato and fruits browning due its capacity to form complexes of inclusion with substrate of the browning reaction. Foods containing starch, when added of the CGTase are also potentially able to the action from the enzyme, then forming CD. This work had the purpose to study the direct application of the CGTase enzyme in potatoes and the commercial cyclodextrin application in potatoes, apples, bananas and pears aiming to control the browning enzymatic or no enzymatic reactions of these foods. The cyclodextrin complexes formation was determined by differential scanning calorimetry (DSC). This work showed for the first time that as the CGTase produced for Bacillus clausii E16 as the commercial CGTase (Toruzyme., Novozymes), were capable to control the chemical browning of potato and enzymatic browning of potato and apple. The use of the CD showed to similar effect to the action of CGTases for potato and apple, reducing in both the enzymatic browning caused by polyphenoloxidase enzyme. It can be concluded that the production of CD occurred by CGTase action in presence of the natural substrate (starch of potato and apple) and for consequence it s action to form complexes next to the responsible agents for the browning, thus inhibiting effectively the reactions. This possible encapsulation was demonstrated by analysis of DSC referring to the reduction of the peak of the potato sample treated with CGTase.

Submitted by MARINA PAIVA ABUCAFY null (marina.abucafy@gmail.com) on 2016-06-28T01:55:31Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_27_06_16_corrigida.pdf: 3474917 bytes, checksum: 405eb7947595098d4116f5f388b038cd (MD5) / Rejected by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo a orientação abaixo: O arquivo submetido está sem a ficha catalográfica. A versão submetida por você é considerada a versão final da dissertação/tese, portanto não poderá ocorrer qualquer alteração em seu conteúdo após a aprovação. Corrija esta informação e realize uma nova submissão contendo o arquivo correto. Agradecemos a compreensão. on 2016-06-29T14:46:10Z (GMT) / Submitted by MARINA PAIVA ABUCAFY null (marina.abucafy@gmail.com) on 2016-07-05T13:34:54Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_marina.pdf: 3546765 bytes, checksum: cbf086b9c8ef98e5961d1869ae54063b (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-07-06T19:42:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 abucafy_mp_me_arafcf.pdf: 3546765 bytes, checksum: cbf086b9c8ef98e5961d1869ae54063b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-06T19:42:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 abucafy_mp_me_arafcf.pdf: 3546765 bytes, checksum: cbf086b9c8ef98e5961d1869ae54063b (MD5) Previous issue date: 2016-05-30 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O avanço no desenvolvimento de novos sistemas carreadores de fármacos tem contribuído na melhoria da qualidade de vida no que diz respeito a diminuir os efeitos colaterais dos fármacos e aumentar a sobrevida dos pacientes. Visando superar as limitações dos carreadores já explorados pela literatura, busca-se desenvolver novos materiais carreadores que apresentem maior capacidade de encapsulamento de fármaco. Entre esses novos materiais existem as redes metalo- orgânicas (MOFs), que são constituídas por ligantes orgânicos e centros metálicos que se unem formando redes cristalinas e altamente porosas. Assim, o foco desse trabalho foi sintetizar e caracterizar as MOFs a base de ciclodextrina, e diferentes metais como potássio (γ-KCD), sódio (γ-NaCD) e ferro (γ-FeCD), além de avaliar a capacidade de liberação de fármaco dessas materiais. As MOFs foram sintetizadas seguindo uma metodologia descrita na literatura, com algumas modificações: a ciclodextrina e o sal de metal foram solubilizados em água e em seguida colocados em difusão em metanol, após a formação dos cristais, os mesmos foram ativados com diclorometano. Os difratogramas de raios- X (DRX) mostraram a cristalinidade do material e a presença de picos característicos das MOFs a base de ciclodextrina, relatado na literatura. As análises térmicas (TG e DSC) confirmam a formação das redes através da ligação entre a ciclodextrina e o metal. As micrografias da microscopia eletrônica de varredura (MEV) mostram que as diferentes geometrias das estruturas formadas, como cúbicas para γ-KCD e γ-NaCD e forma de bastões para γ-FeCD, além de que após a ativação é possível evidenciar a presença de poros. O fármaco modelo, diclofenaco de sódio, foi incorporado nas MOFs, o que foi confirmado através da espectroscopia vibracional no infravermelho (IV), e os resultados mostram que o material apresenta alta eficiência de encapsulação, superior a 60%. Os perfis de liberação obtidos demonstraram um efeito de controle da liberação do fármaco em PBS, sugerindo que a liberação do fármaco ocorre devido à combinação de dois ou mais processos, como a difusão do fármaco e erosão da rede metalo-orgânica. Desta maneira, é possível afirmar que as MOFs desenvolvidas são biocompatíveis, apresentam grande capacidade de encapsular fármaco além de apresentarem comportamento de liberação controlada. / The development of new drug carrier systems has contributed to improving the quality of life with respect to lessen the side effects of drugs and increase patient survival. Aiming to overcome the limitations of carriers already explored in the literature, we seek to develop new carrier materials that have higher drug encapsulation capacity. Among these new materials are the organic metallo networks (MOFs), which are formed by organic ligands and metal centers that combine to form crystalline and highly porous network. Thus, the focus of this work was to synthesize and characterize MOFs cyclodextrin basis, different metals such as potassium (γ-KCD), sodium (γ-NACD) and iron (γ-FECD), and to evaluate the release capacity of these drug materials. The MOFs were synthesized following a method described in the literature with some modifications: the cyclodextrin and the metal salt were solubilized in water and then placed in methanol diffusion after formation of the crystals, they were activated with dichloromethane. The -ray diffraction (XRD) showed the crystallinity and the presence of characteristic peaks of MOFs cyclodextrin base, reported in the literature. The thermal analysis (TG and DSC) confirmed the formation of networks by linking the cyclodextrin and the metal. The micrographs of scanning electron microscopy (SEM) show that different geometries of structures formed as cubical for γ-KCD and γ-NACD and form of sticks for γ-FECD, and that after activation is possible to demonstrate the presence of pores. The model drug, sodium diclofenac, was incorporated in MOFs, which was confirmed by vibrational infrared spectroscopy (IR), and the results show that the material has a high encapsulation efficiency greater than 60%. The obtained release profiles showed a drug release control effect in PBS, suggesting that drug release occurs due to the combination of two or more processes, such as diffusion of the drug and erosion of the metal-organic framework. In this way, we can say that the developed MOFs are biocompatible, have great ability to encapsulate the drug in addition to having controlled release behavior. / FAPESP: 2014/10888-1

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-06-02T21:45:30Z No. of bitstreams: 1 JairoSoteroNogueiraDeSouza_DISSERT.pdf: 2124011 bytes, checksum: 0d7ba6395004ada41813188b5d73116b (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-06-07T19:30:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 JairoSoteroNogueiraDeSouza_DISSERT.pdf: 2124011 bytes, checksum: 0d7ba6395004ada41813188b5d73116b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-07T19:30:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JairoSoteroNogueiraDeSouza_DISSERT.pdf: 2124011 bytes, checksum: 0d7ba6395004ada41813188b5d73116b (MD5) Previous issue date: 2016-11-28 / A utiliza??o de ciclodextrinas para aumentar a solubilidade de f?rmacos em solu??o aquosa tem sido bastante estudada. No presente estudo, o mecanismo de intera??o do praziquantel (PZQ) com a beta-ciclodextrina e com a hidroxipropil-beta-ciclodextrina na presen?a dos co-solventes trietanolamina (TEA) e a N-metilpirrolidona (NMP) foi realizado com o objetivo do aumento da solubilidade do praziquantel. Atrav?s dos diagramas de solubilidade e dos diagramas de Job?s Plot foi poss?vel observar a forma??o de complexos sol?veis com estequiometria 1:1. A presen?a dos co-solventes TEA e NMP diminuiu a estabilidade e solubilidade dos complexos formados, no entanto atrav?s dos estudos de modelagem molecular foi mostrado que este efeito pode facilitar a sa?da do f?rmaco da cavidade e, consequentemente, beneficiar a absor??o do f?rmaco. Os resultados mostraram-se elucidativos e bastantes promissores na obten??o futura de complexos que possam ser utilizados para melhor biodisponibilidade do praziquantel. / The use of cyclodextrin (CD) to enhace the praziquantel (PZQ) water solubility has been widely studied in the literature. In this present paper, the interaction has not yet studied between the PZQ and both the beta-cyclodextrin (?-CD) and hydroxyl-propyl-cyclodextrin (HP-?-CD) or its association with the solvents triethanolamine (TEA) and N-methyl-pyrrolidone (NMP) was carefully conducted with the purpose to enhance the water solubility of the PZQ. The solubility diagrams and job?s plot diagrams showed that water soluble complexes were formed with 1:1 stoichiometry. The association of the complexes with the TEA and NMP diminished considerably the complex stability and its solubility. However, throught the molecular modeling study it was showed that this effect may be beneficial for the output of the drug from the CD cavity, and consequently to benefit the drug absorption. The results showed up adequately enlightening to propose that these systems can be investigated to enhance the PZQ bioavailability.

A ciclodextrina glucosiltransferase (CGTase) é uma enzima industrialmente muito importante, capaz de converter o amido em ciclodextrinas (CDs). As CDs são capazes de formar complexos de inclusão com uma grande gama de compostos orgânicos e inorgânicos, podendo mudar suas propriedades químicas e físicas, propriedades estas que lhes confere extensiva aplicabilidade na indústria de alimentos, farmacêutica, química, cosmética e agrícola. Atualmente, diversas CGTases já foram isoladas e caracterizadas a partir de vários microrganismos, principalmente Bacillus, Paenibacillus, Pseudomonas, Klebsiella, Xanthomonas, Thermococcus, Vibrio, Geobacillus e Thermoanaerobacterium. Neste trabalho, demonstramos o primeiro relato envolvendo a clonagem e expressão heteróloga da CGTase de Stenotrophomonas maltophilia, microrganismo isolado do solo brasileiro. O gene codificador da CGTase de S. maltophilia, foi amplificado com êxito através da técnica de PCR, clonado no vetor pET-23a(+) e expresso em Escherichia coli BL21(DE3). As células recombinantes necessitaram de aproximadamente 4 horas de cultivo em meio Luria Bertani (LB) após a adição de 0,1 mM de IPTG para a expressão elevada da proteína alvo. Porém, a CGTase recombinante foi expressa sob forma de corpos de inclusão permanecendo na fração insolúvel, sendo necessário utilizar protocolos para solubilização, incluindo diferentes concentrações de uréia, mas a precipitação não foi eficaz. Embora tenha sido observada uma expressão elevada da proteína com cerca de 60 kDa em SDS-PAGE 12%, que correspondeu ao tamanho esperado da proteína, a forma ativa da enzima não foi obtida. Uma análise bioinformática foi realizada, onde foi observou-se uma proteína conhecida como uma importante possível facilitadora transmembrana (PMFTP – putative Major Facilitator Transmembrane Protein) que ancora o gene cgt. Proteína esta que pode ser utilizada em novos estudos a fim de desenvolver um novo e mais eficaz sistema para expressão da CGTase, podendo facilitar a sua expressão extracelular. Assim, mais estudos são necessários para desenvolver um sistema de co-expressão de rCGTase::PMFTP em E. coli e obter mais informações desta proteína de Stenotrophomonas maltophilia. / Cyclodextrin glucosyltransferase (CGTase) is an industrially important enzyme, capable to convert starch into cyclodextrins (CDs). The CDs are able to form inclusion complexes with a wide range of organic and inorganic compounds, which can change their chemical and physical properties, that gives them extensive applicability in the food, pharmaceutical, chemical, cosmetics and agricultural. Currently, many CGTases have been isolated and characterized from various microorganisms, particularly Bacillus, Paenibacillus, Pseudomonas, Klebsiella, Xanthomonas, Thermococcus, Vibrio, Geobacillus and Thermoanaerobacterium. This work demonstrates the first report involving cloning and expression of heterologous CGTase from Stenotrophomonas maltophilia, microorganism isolated from Brazilian soil. The gene encoding the S. maltophilia CGTase, was successfully amplified by PCR, cloned into the vector pET-23a (+) and expressed in Escherichia coli BL21(DE3). Recombinant cells required about 4 h of cultivation in Luria Bertani (LB) after addition of 0.1 mM IPTG for high expression of the target protein. However, the CGTase was expressed recombinant form of inclusion bodies remaining in the insoluble fraction, being necessary use protocols for solubilization, including different concentrations of urea, but the precipitation was not effective. Although it was observed a high expression of the protein about 60 kDa on SDS-PAGE 12%, corresponding to the expected size of the protein, but the active form of the enzyme was not obtained. Bioinformatic analysis was performed and observed a Putative Major Facilitator Transmembrane Protein (PMFTP) harboring the cgt gene. This protein can be used in further studies to develop a new and more effective system for expression of the CGTase, which may facilitate its extracellular expression. Thus, more studies are needed to develop a system of co-expression of rCGTase::PMFTP in E. coli and acquire more information about this protein of Stenotrophomonas maltophilia.

Ciclodextrina glicosiltransferase (CGTase, EC 2.4.1.19) é a enzima capaz de converter o amido e seus açúcares relacionados em ciclodextrinas (CDs) através da reação de ciclização. As CDs têm inúmeras aplicações na indústria farmacêutica, cosmética e de alimentos, devido à sua capacidade de encapsular moléculas hidrofóbicas dentro de sua cavidade. A CGTase de Thermoanaerobacter sp. é capaz de converter o amido em CDs sob condições de processo industrial, em temperaturas elevadas. A produção de CDs em escala industrial é feita, geralmente, em processos de batelada, nos quais é utilizada a enzima livre diretamente. No entanto, a imobilização da CGTase tem sido testada, com o propósito de permitir seu uso contínua e repetidamente, de modo a prevenir sua solubilização e promover uma forma molecular mais estável. Neste trabalho, buscouse imobilizá-la em microesferas de sílica-polietilenoglicol (sílica-PEG). O suporte foi silanizado com 3- aminopropiltrimetoxisilano (APTMS) e ativado com glutaraldeído para gerar condições de imobilização de enzimas, que foi realizada a 6ºC e pH 6, durante 15h. O rendimento de imobilização e a atividade recuperada foram 83% e 73%, respectivamente. Os resultados foram comparados com estudos anteriores sobre a imobilização covalente de CGTase. As propriedades enzimáticas da CGTase imobilizada foram investigadas e comparadas com as da enzima solúvel. CGTases solúveis e imobilizadas apresentaram valores similares de pH ótimo. Por outro lado, a temperatura ótima foi de 100ºC e 80ºC para as formas solúvel e imobilizada da enzima, respectivamente. Em comparação com a CGTase solúvel, a forma imobilizada apresentou maior Km (constante de Michaelis), menor Vmax (velocidade máxima de reação), a estabilidade de armazenamento diminuiu cerca de 15% e apenas um ligeiro decréscimo foi observado quando a estabilidade térmica estava sob avaliação. A estabilidade operacional foi medida em repetidos processos de batelada e a enzima imobilizada reteve cerca de 60% da atividade catalítica inicial, após 15 ciclos. / Cyclodextrin glicosyltransferase (CGTase, EC 2.4.1.19) is the enzyme able to convert starch and related sugars into cyclodextrins (CDs) via cyclization reaction. Cyclodextrins have numerous applications in the pharmaceutical, cosmetics, and food industry, because of their capacity to encapsulate hydrophobic molecules within their cavity. The CGTase from the Thermoanaerobacter sp. is able to degrade starch into CDs under industrial conditions (high temperature). For the industrial scale production of CDs, conventional batch production methods, which utilize soluble CGTase directly, have been mainly adopted. However the immobilization of CGTase has been pursued with the purpose of allow its reuse continuously and repeatedly by avoiding enzyme solubilization and promoting a more stable molecule form. In this research, Thermoanaerobacter CGTase was immobilized on silica-polyethyleneglycol (silica-PEG) microspheres. The support was silanized with 3- aminopropyltrimethoxysilane (APTMS) and activated with glutaraldehyde to generate conditions for enzyme immobilization, which was carried out at 6ºC and pH 6, during 15h. The immobilization yield and recovery activity was around 83% and 73%, respectively. Results were compared with previous studies on covalent immobilization of CGTase. The enzymatic properties of immobilized CGTase were investigated and compared with those of the soluble enzyme. Soluble and immobilized CGTases showed similar values for optimum pH. On the other hand, the optimum temperature was 100ºC and 80ºC for the soluble and immobilized forms, respectively. In comparison with the soluble CGTase, the immobilized form exhibited higher Km (Michaelis constant), lower Vmax (maximal reaction rate), the storage stability was decreased about 15% and just a slight decrease was observed when thermal stability was under evaluation. The operational stability was evaluated in repeated batch process and the immobilized enzyme retained about 60% of the initial catalytic activity after 15 cycles.

A ciclodextrina glucosiltransferase (CGTase) é uma enzima industrialmente muito importante, capaz de converter o amido em ciclodextrinas (CDs). As CDs são capazes de formar complexos de inclusão com uma grande gama de compostos orgânicos e inorgânicos, podendo mudar suas propriedades químicas e físicas, propriedades estas que lhes confere extensiva aplicabilidade na indústria de alimentos, farmacêutica, química, cosmética e agrícola. Atualmente, diversas CGTases já foram isoladas e caracterizadas a partir de vários microrganismos, principalmente Bacillus, Paenibacillus, Pseudomonas, Klebsiella, Xanthomonas, Thermococcus, Vibrio, Geobacillus e Thermoanaerobacterium. Neste trabalho, demonstramos o primeiro relato envolvendo a clonagem e expressão heteróloga da CGTase de Stenotrophomonas maltophilia, microrganismo isolado do solo brasileiro. O gene codificador da CGTase de S. maltophilia, foi amplificado com êxito através da técnica de PCR, clonado no vetor pET-23a(+) e expresso em Escherichia coli BL21(DE3). As células recombinantes necessitaram de aproximadamente 4 horas de cultivo em meio Luria Bertani (LB) após a adição de 0,1 mM de IPTG para a expressão elevada da proteína alvo. Porém, a CGTase recombinante foi expressa sob forma de corpos de inclusão permanecendo na fração insolúvel, sendo necessário utilizar protocolos para solubilização, incluindo diferentes concentrações de uréia, mas a precipitação não foi eficaz. Embora tenha sido observada uma expressão elevada da proteína com cerca de 60 kDa em SDS-PAGE 12%, que correspondeu ao tamanho esperado da proteína, a forma ativa da enzima não foi obtida. Uma análise bioinformática foi realizada, onde foi observou-se uma proteína conhecida como uma importante possível facilitadora transmembrana (PMFTP – putative Major Facilitator Transmembrane Protein) que ancora o gene cgt. Proteína esta que pode ser utilizada em novos estudos a fim de desenvolver um novo e mais eficaz sistema para expressão da CGTase, podendo facilitar a sua expressão extracelular. Assim, mais estudos são necessários para desenvolver um sistema de co-expressão de rCGTase::PMFTP em E. coli e obter mais informações desta proteína de Stenotrophomonas maltophilia. / Cyclodextrin glucosyltransferase (CGTase) is an industrially important enzyme, capable to convert starch into cyclodextrins (CDs). The CDs are able to form inclusion complexes with a wide range of organic and inorganic compounds, which can change their chemical and physical properties, that gives them extensive applicability in the food, pharmaceutical, chemical, cosmetics and agricultural. Currently, many CGTases have been isolated and characterized from various microorganisms, particularly Bacillus, Paenibacillus, Pseudomonas, Klebsiella, Xanthomonas, Thermococcus, Vibrio, Geobacillus and Thermoanaerobacterium. This work demonstrates the first report involving cloning and expression of heterologous CGTase from Stenotrophomonas maltophilia, microorganism isolated from Brazilian soil. The gene encoding the S. maltophilia CGTase, was successfully amplified by PCR, cloned into the vector pET-23a (+) and expressed in Escherichia coli BL21(DE3). Recombinant cells required about 4 h of cultivation in Luria Bertani (LB) after addition of 0.1 mM IPTG for high expression of the target protein. However, the CGTase was expressed recombinant form of inclusion bodies remaining in the insoluble fraction, being necessary use protocols for solubilization, including different concentrations of urea, but the precipitation was not effective. Although it was observed a high expression of the protein about 60 kDa on SDS-PAGE 12%, corresponding to the expected size of the protein, but the active form of the enzyme was not obtained. Bioinformatic analysis was performed and observed a Putative Major Facilitator Transmembrane Protein (PMFTP) harboring the cgt gene. This protein can be used in further studies to develop a new and more effective system for expression of the CGTase, which may facilitate its extracellular expression. Thus, more studies are needed to develop a system of co-expression of rCGTase::PMFTP in E. coli and acquire more information about this protein of Stenotrophomonas maltophilia.

Made available in DSpace on 2014-06-12T16:25:25Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo1213_1.pdf: 2248543 bytes, checksum: c61e827a8a080d6c71a5bbbe926970ef (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Microesferas são sistemas poliméricos de liberação controlada capazes de aumentar a biodisponibilidade e diminuir a toxicidade de uma variedade de fármacos. Complexos de inclusão de fármacos com ciclodextrinas podem modificar as características físico-químicas e de cinética de liberação de microesferas. A trans-desidrocrotonina (t-DCTN) é um princípio ativo extraído do Croton cajucara Benth com várias atividades farmacológicas, tais como a hipoglicemiante. Entretanto, a sua baixa solubilidade em água e hepatotoxicidade restrigem a sua aplicação terapêutica. O objetivo deste estudo foi avaliar a influência da presença de t-DCTN e complexo de inclusão de t-DCTN com hidroxipropil-β-ciclodetrina (t-DCTN:HPβCD) em microesferas de policaprolactona (PCL) e poliácido láctico e glicólico (PLGA) em suas propriedades físico-químicas e de cinética de liberação. Três diferentes sistemas de microesferas contendo t-DCTN, t-DCTN:HPβCD ou de t-DCTN:HPβCD e t-DCTN coencapsuladas foram preparados pelo método de emulsão múltipla (a/o/a) segido de evaporação do solvente. O polietilenoglicol (PEG) e o álcool polivinilico (PVA) foram usados como estabilizantes das emulsões simples e múltipla, respectivamente. Inicialmente, foram realizados estudos de pré-formulação com microesferas de PCL (sem fármaco) utilisando análise fatorial fracionária 24−1, variando-se as concentrações de PEG e PVA, e os volumes das fases aquosas interna e externa. Com isso, foi investigada a influência dos parâmetros no tamanho de partículas (dv) e polidispersão (span) das microesferas de PCL. A análise fatorial mostrou ser uma excelente ferramenta para a otimização de micropartículas de PCL. A variação dos volumes das fases aquosas interna e externa das emulsões afetaram consideravelmente o dv e o span dos sistemas. O dv das micropartículas de PCL variou de 6,68 to 28,41 μm e o span de 1,16 to 4,76 com a variação dos fatores. Considerando as formulações mais estáveis, microesferas de PCL e PLGA contendo t-DCTN ou t-DCTN:HPβCD foram preparadas para avaliar a influência da natureza do polímero. A t-DCTN foi encapsulada com êxito nas microesferas de PCL e PLGA com uma quantidade de fármaco encapsulada de 4% e 6% na razão de 1:10 de fármaco:polímero, respectivamente. As microesferas contendo t-DCTN:HPβCD apresentaram uma superfície lisa, e uma diminuição da quantidade de fármaco encapsulada, do tamanho de partícula e dos parâmetros de porosidade, em relação àquelas contendo somente t-DCTN. A coencapsulação de t-DCTN:HPβCD com t-DCTN na razão 1:5 de fármaco:polímero aumentou a quantidade de fármaco encapsulada para 14% em microesferas de PLGA, com tamanho de partículas (dv=9,59 μm) e polidispersão (span=1,57) satisfatórios. No que se refere a cinética de liberação in vitro, os perfis apresentaram uma boa correlação com o modelo fickiano, indicando que a difusão está envolvida no mecanismo de liberação. O complexo de inclusão t-DCTN:HPβCD modificou as propriedades de liberação das microesferas, produzindo menores velocidades de difusão k2 de 0,105 (PCL) e k2 de 0,107 (PLGA), quando comparadas aos sistemas contendo t-DCTN, k2 de 0,289 (PCL) e k2 de 0,395 (PLGA), respectivamente. A coencapsulação também reduziu o efeito burst (1,5%) e a velocidade de difusão (k2=0,079). Os resultados sugerem uma menor afinidade da t-DCTN pela matriz de PCL em relação ao PLGA, devido à menor quantidade de fármaco encapsulada, maior modificação do potencial zeta, bem como, maior efeito burst e cinética de liberação mais rápida. Portanto, a microencapsulação de t- DCTN e complexo de inclusão t-DCTN:HPβCD em polímeros biodegradáveis pode ser uma alternativa terapêutica inovadora na avaliação da atividade hipoglicemiante da t-DCTN

Made available in DSpace on 2014-06-12T16:27:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo1188_1.pdf: 3055696 bytes, checksum: 10e51846026e49abc9ed0c8b74439ed5 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Fundação de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco / A trans-desidrocrotonina (t-DCTN), um diterpeno do tipo 19-nor-clerodano, é o componente majoritário isolado da espécie Croton cajucara. A literatura relata várias atividades farmacológicas para a t-DCTN , dentre as quais a atividade antitumoral merece destaque. Entretanto, a sua baixa solubilidade em água e hepatotoxicidade restrigem a sua aplicação terapêutica. Uma alternativa bastante promissora para diminuir o efeito tóxico e otimizar a ação antitiumoral da t-DCTN é a encapsulação deste bioativo em lipossomas. No presente estudo, um método espectrofotométrico UV foi desenvolvido e validado de acordo com os parâmetros do ICH para determinação da t-DCTN em complexos de inclusão com hidroxipropil-β-ciclodextrina (t-DCTN:HPβCD). Lipossomas contendo a t-DCTN (LD) e o seu complexo de inclusão t-DCTN:HPβCD (LC) foram obtidos pelo método de formação do filme lipídico seguido de sonicação e submetidos a avaliações de estabilidade a curto e a longo prazo e estudos de cinética de liberação in vitro. A atividade antitumoral das duas formas lipossomais também foi avaliada contra o tumor ascítico Sarcoma 180 em camundongos Swiss. Além disso, análises histopatológicas e hematológicas foram efutuadas. A t-DCTN em acetonitrila exibiu um pico máximo de absorção (max) em 234 nm. A faixa de linearidade foi de 1 20 μg mL-1 e a equação de regressão da curva padrão foi A = -0.00147 + 0.04214C, com coeficiente de correlação ≥ 0.99987 (n = 6). O método foi robusto, preciso e exato. Após o processo de fabricação, todas as formulações lipossomais apresentaram-se homogêneas, esbranquiçadas, translúcidas com reflexo azulado. O tamanho médio das vesículas de LD e LC foi respectivamente 78,67 ± 6,51nm e 77,33 ± 3,00 nm. O índice de polidispersão de LD e LC foi de 0,30 e 0,33 respectivamente. Os potenciais zeta de LD e LC foram, na correspondente ordem, +39,94 ± 2,62 mV e +36,27 ± 1,98 mV. As quantidades t-DCTN e do complexo de inclusão t-DCTN:HPβCD encapsuladas foram equivalentes a 1 mg/mL do fármaco, a eficiência de encapsulação de LD foi de 95,0 ± 3,8 %, enquanto que a de LC foi de 91,1 ± 5,6%. Observou-se que as formulações LD e LC mantiveram-se estáveis após 120 dias e após serem submetidas aos testes de agitação mecânica e de centrifugação. No que se refere a cinética de liberação in vitro, os perfis apresentaram uma boa correlação com o modelo fickiano, indicando que a difusão está envolvida no mecanismo de liberação. Um efeito burst (25%), tanto para LD quanto para LC, ocorreu nas primeiras 2 h de liberação, seguida de uma liberação gradual constante nas primeiras 8 h, atingindo um máximo de fármaco liberado para t-DCTN de 95% e para t-DCTN:HPβCD de 98% dentro de 96 h. Em relação a inibição tumoral, LD e LC apresentaram as respectivas inibições tumorais de 79,4 ± 9,6% e 63,5 ± 5,5%. Na análise histopatológica, observou-se poucas alterações no fígado dos animais tratados com LD e com LC. Os achados hematológicos, por sua vez, não mostram qualquer efeito relacionado ao tratamento e não há diferença significativa em relação ao grupo controle. Os resultados mostram que o desenvolvimento das formulações lipossomais contendo a t-DCTN e o seu complexo de inclusão t-DCTN:HPβCD consiste num importante avanço na terapêutica deste fármaco, repercutindo em um impulso técnico-científico, podendo ser uma alternativa em potencial no combate ao câncer