O papel das micorrizas arbusculares (MAs) no metabolismo de nitrogênio nos vegetais é pouco conhecido. Pouco se sabe também sobre os mecanismos que regulam a absorção, assimilação de nitrogênio em MAs. Recentemente, um gene altamente induzido em raízes de tabaco micorrizadas foi clonado e caracterizado. Esse gene codifica uma proteína acessória da urease (UreG). Sua regulação diferencial em MAs sugere que fungos micorrízicos arbusculares podem induzir alterações no metabolismo de nitrogênio nos vegetais, e/ou que ureases podem ser importantes no controle do desenvolvimento da simbiose. O objetivo deste trabalho foi verificar se ocorrem ou não alterações nas atividades de ureases em raízes de tabaco micorrizadas, e se essas alterações estão relacionadas com alterações do perfil de aminoácidos solúveis e com o crescimento fingico intrarradicular. Para isso, plântulas de tabaco foram inoculadas com Glomus clarum ou Glomus intraradices, e cultivadas em substrato esterilizado contendo 50, 100 ou 150 mg kg-1 de Nitrogênio, na forma de uréia ou sulfato de amônio. Oito semanas após a inoculação, foram avaliados: matéria seca da parte aérea e sistema radicular, colonização micorrízica intraradicular, atividades de ureases nas raízes, e concentração e perfil de aminoácidos solúveis na parte aérea. A colonização intraradicular por G. clarum teve aumento induzido pelo aumento das doses de nitrogênio. As atividades de ureases de plantas não-inoculadas aumentaram com o aumento da dose de N-uréia aplicada ao substrato. Quando cultivadas com 50 mg kg-1 de N-sulfato de amônio, as raízes de plantas inoculadas com G. clarum apresentaram atividades de ureases mais elevadas do que nos controles não-inoculados. Já, as raízes de plantas inoculadas com G. intraradices apresentaram maiores atividades de ureases, em relação aos controles não-inoculados, quando cultivadas com 100 mg kg-1 de N-sulfato de amônio. Com 150 mg kg-1 N-uréia, as atividades de ureases foram 3 vezes menores nas raízes micorrizadas do que nas não-micorrizadas. As atividades de ureases apresentaram correlação positiva e significativa com a colonização intrarradicular nos tratamentos com N-sulfato de amônio. A inoculação de plântulas com G. intraradices ou G. clarum resultou em diminuição da concentração de aminoácidos livres, em substrato com 50 mg kg-1 N-sulfato de amônio, em relação aos controles não inoculados. Em substrato 150 mg kg-1 N-uréia a concentração de aminoácidos solúveis aumentou aproximadamente 10 vezes, em relação aos controles não-inoculados. O aminoácido encontrado em maior quantidade na parte aérea de tabaco foi a glutamina. Alterações nos perfis de aminoácidos na parte aérea de plantas micorrizadas, em relação aos controles não micorrizados, foram observadas. Correlação significativa entre atividades de ureases nas raízes e concentração de aminoácidos solúveis na parte aérea não foi observada. Os dados obtidos neste trabalho sugerem que as atividades de ureases nas raízes, em condições de baixo N, podem estar relacionadas com a capacidade de colonização intrarradicular dos fungos, e que fungos micorrízicos arbusculares podem alterar o metabolismo de N nas plantas / The role of arbuscular mycorrhizae (AM) in the nitrogen (N) metabolism of host plants is not understood, and the mechanisms regulating N uptake and assimilation in AM are not known. Recently, a gene highly induced in mycorrhizal tobacco roots was cloned and characterized. Its deduced amino acid sequence showed a high degree of homology to urease accessory proteins (UreG). The differential regulation of ureG in AM suggests that arbuscular mycorrhizal fungi may alter N metabolism in the host plants, and/or that ureases may be important in controlling symbiosis development. The aim of this work was to determine whether urease activities are altered in mycorrhizal roots, and whether these alterations are related to changes in the relative abundance of free amino acids in shoots, and/or intraradical fungaI growth. Tobacco seedlings were inoculated with Glomus clarum or Glomus intraradices, and grown in sterilized substrate containing 50, 100 or 150 mg N kg-1, as urea or ammonium sulphate. Eight weeks after inoculation, the following parameters were evaIuated: shoot and root dry weight, intraradical fungaI growth, urease activities in roots, and free amino acid concentration in shoots. IntraradicaI colonization by G. clarum was higher than by G. intraradices, at the different experimental conditions. Root coIonization by G. clarum and G. intraradices was induced in substrate with 50 and 100 mg N-urea kg-1. Urease activities in non-mycorrhizaI roots were higher at the highest N-urea concentration. When grown in 50 mg N-urea kg-1, urease activities in roots coIonized by G. clarum were higher than in non-mycorrhizaI controIs. In contrast, roots coIonized by G. intraradices showed higher urease activities than non-mycorrhizaI controIs when grown in 100 mg N-ammonium sulphate kg-1. Urease activities in mycorrhiza I roots grown in substrate containing 150 mg N-urea kg-1 were 3-fold Iower than in non-mycorrhizal controIs. A significant positive correlation between urease activities and intraradical fungaI growth was observed in roots grown with N-ammonium suIphate. InocuIation of tobacco seedlings with G. intraradices or G. clarum resuIted in decreased free amino acid concentration in the shoots, when grown with 50 mg N-ammonium suIphate kg-1, as compared to the not- inoculated controls. In mycorrhizaI roots grown in substrate with 150 mg N-urea kg<sup-1, free amino acid concentration was approximateIy 10-fold higher than in non- mycorrhizaI controIs. Glutamine was the most abundant amino acid in tobacco shoots. Changes in the reIative abundance of free amino acids in the shoots of mycorrhizal plants, as compared to non-mycorrhizaI controIs, were observed. The data suggest that urease activities in roots, at Iow N concentration, might be involved in the controI of intraradicaI fungaI growth, and that arbuscular mycorrhizaI fungi may induce changes in the amino acid metaboIism in tobacco

O microrreator faz parte de conjunto de dispositivos de uma nova e promissora tecnologia, que podem ser chamados de micro fabricados, atuante em campos como a da química, biológica, farmacêutica, engenharia química e biotecnologia. Trata-se de um dispositivo que possibilita reação química, tais como os reatores convencionais, mas com dimensões menores, com canais na escala micrométrica. A tecnologia de miniaturização de dispositivos para reações químicas vem se expandindo promovendo uma importante evolução, com microssistemas que abrange dispositivos mais eficazes, com configuração e geometrias específicas e menor consumo de energia, onde reações com elevadas taxas de transporte podem ser usadas para muitas finalidades diferentes, tais como, reações rápidas, mistura, reações sensíveis à temperatura, temperatura de homogeneização, ou até mesmo precipitação de nano partículas. Devido sua escala ser extremamente reduzida em relação à escala macro, oferecem um sistema que permite uma investigação do processo em um curto espaço de tempo, sendo muito útil para o rastreio de substratos, enzimas, condições de reação, bem como a determinação de parâmetros cinéticos. O presente trabalho teve por objetivo estudar a biodegradação enzimática de 2,4,6-Triclorofenol, com a utilização das enzimas Lacase e Soybean Peroxidase em microrreator da Syrris com volume de 250 ?l, que permite o estudo de cinéticas muito rápidas. Para as análises de degradação utilizou-se duas enzimas, a Lacase em concentrações de 0,05; 0,1 e 0,2 mg/ml; e a Soybean Peroxidase em concentrações de 0,0005; 0,001 e 0,002 mg/ml com a adição de Peróxido de Hidrogênio. Através dos ensaios realizados obteve-se dados experimentais da reação enzimática, possibilitando a verificação da taxa inicial de reação e sua cinética. Posteriormente, realizou-se as análises em simulação utilizando os dados experimentais, que através de um sistema de EDOs estimando inicialmente as constantes cinéticas k1, k2 e k3 usando a ferramenta ESTIMA, onde apresentaram duas respostas, uma resposta típica de mínimos quadrados, e a outra resposta que a velocidade inicial, que foi melhor representada pelos parâmetros obtidos. O método empregado na degradação do substrato, o microrreator mostrou-se eficiente, permitindo a detecção de baixo consumo de substrato para a determinação da taxa inicial, em curto tempo de residência. Perante os ensaios realizados com Lacase e Soybean Peroxidase, o microrreator é também um equipamento eficaz na repetitividade e na reprodutibilidade dos dados obtidos em diferentes concentrações. / The microreactor is part of a set of devices in a new and promising technology, which can be called micro manufactured, active in fields such as chemical, biological, pharmaceutical, chemical engineering and biotechnology. It is a device that enables chemical reactions, such as conventional reactors, but with smaller dimensions, in the micrometer scale channels. Miniaturization technology devices for chemical reactions is expanding promoting an important development, with microsystems covering most effective devices, configuration and specific geometries and lower power consumption, where reactions with high transportation fees can be used for many different purposes such as fast reactions, mixing, temperature sensitive reactions, homogenization temperature or even precipitation of nanoparticles. Because of its scale is greatly reduced compared to the macro scale, provide a system which allows an investigation of the process in a short time, being very useful for screening for substrates, enzymes, reaction conditions, and the determination of kinetic parameters. One of the advantages of using microreactors is that this equipment requires small amounts of reagents for performing a catalytic reaction of action, and is very important when dealing with enzyme as a catalyst. This study aimed to study the enzymatic biodegradation of 2,4,6-Trichlorophenol with the use of laccase and Soybean Peroxidase enzymes in microreactor Syrris with volume of 250 ?l, which allows the study of very fast kinetics. For degradation analyzes were used two enzymes, laccase concentrations of 0.05; 0.1 and 0.2 mg / ml; and Soybean peroxidase at concentrations of 0.0005; 0.001 and 0.002 mg / ml with the addition of Hydrogen Peroxide. Through trials was obtained experimental data from enzyme reaction, allowing the verification of the initial reaction rate and its kinetics. Later, there was the analysis simulation using the experimental data, which through a system of ODEs initially estimating the rate constants k1, k2 and k3 using the ESTIMA tool, which had two answers, a typical response of least squares, and another answer to the initial rate, which was best represented by the parameters obtained. The method used in substrate degradation, the microreactor was efficient, allowing low substrate consumption detection for determining the initial rate in the short residence time. Before the tests with Laccase and Soybean Peroxidase, the microreactor is also an effective equipment in the repeatability and reproducibility of the data obtained at different concentrations.

Os compostos fenólicos, quando em altas concentrações na água, são poluentes de alta periculosidade, difíceis de serem eliminados até mesmo por métodos convencionais, como por exemplo, a biorremediação microbiológica dos lodos ativados e os métodos físico-químicos. Sabendo da presença dos fenóis em muitos efluentes industriais se faz necessário o estudo de novos processos para o tratamento desses efluentes que possuam aplicações eficazes e, sobretudo, ecologicamente corretas. A presente pesquisa visou a degradação de poluentes fenólicos em soluções aquosas através da oxidação enzimática com tirosinase imobilizada em quitosana. A contribuição tecnológica relaciona-se com a possibilidade de aplicação do estudo em escala industrial em processos de tratamento de efluentes industriais que contenham poluentes fenólicos. Fenóis como o 4-clorofenol, 4-cresol, 4-nitrofenol e o próprio fenol, foram utilizados em ensaios de oxidação enzimática em vaso agitado, em regime dinâmico, em processo de batelada, temperatura de 45°C e três faixas de concentração enzimática (40, 60 e 80 U/ml). Além disso, foram testadas três formas de quitosana utilizadas na imobilização enzimática e aplicadas nos processos de oxidação de fenol: esferas, flocos e micro partículas de quitosana. A enzima tirosinase foi eficiente na degradação de fenol, 4-cresol e 4-clorofenol, diminuindo consideravelmente a concentração destes poluentes nas soluções aquosas. Porém, a tirosinase não oxidou significativamente o 4-nitrofenol. Verificou-se que o efeito de alguns substituintes do anel aromático do fenol e a posição desse substituinte no anel aromático, exerce influência direta na atividade da enzima durante as reações oxidativas envolvendo os compostos fenólicos. Embora o presente estudo tenha apresentado bons resultados na remoção de alguns compostos fenólicos em soluções aquosas por meio da oxidação de tais poluentes pela enzima tirosinase imobilizada em quitosana, o complexo enzima-suporte não apresentou a mesma eficiência nos ensaios subseqüentes, nos quais foi estudada a reutilização da enzima imobilizada. / The phenolic compounds when in high concentrations in water are extremely dangerous pollutants and difficult to be eliminated even by conventional methods such as the microbiological bioremediation with activated sludge and physico-chemical methods. Phenols are present in many industrial effluents and is necessary to develop new and effective processes for the treatment of that effluents and, if possible, environmentally friendly. This research aimed the degradation of phenolic pollutants in aqueous solutions by enzymatic oxidation with tyrosinase immobilized in chitosan. Phenols such as 4-chlorophenol, 4-cresol, 4-nitrophenol and phenol, had been used in assays of enzymatic oxidation in an agitated reactor, in dynamic regime, in a batch process, temperature of 45°C and three values of enzymatic concentration ( 40, 60 and 80 U/ml). In addition, three forms of chitosan had been used in enzymatic immobilization and applied in the processes of oxidation of phenol: pellets, flakes and small particles of chitosan. Tyrosinase was efficient in the degradation of phenol, 4-cresol and 4-chlorophenol, reducing significantly the concentration of these pollutants in aqueous solutions. However, tyrosinase did not oxidized 4-nitrophenol. It was verified that the effect of some substitutes and their position in the aromatic ring has a direct influence on the activity of the enzyme during the oxidative reactions involving phenolic compounds. Although this study has shown good results in the removal of some phenolic compounds in aqueous solutions through the oxidation of such pollutants by the tyrosinase immobilized on chitosan, the enzyme-support did not present the same efficiency in subsequent assays, in which we studied the reuse of the immobilized enzyme.

As cascavéis são classificadas como grupo monofilético contendo dois gêneros descritos ao grupo: Crotalus ssp. e Sistrurus ssp., os quais surgiram no México a aproximadamente 20 milhões de anos, colonizando então, praticamente todo o continente americano. Fatores como dieta, dimorfismo sexual, ontogenia, mutações e distribuição geográfica podem influenciar na composição dos venenos e consequentemente no envenenamento. O presente trabalho tem como objetivo caracterizar o perfil proteico, bem como as propriedades enzimáticas e imunológicas dos venenos de algumas espécies e subespécies de Crotalus ssp. (C. atrox, C. scutulatus scutulatus, C. viridis viridis, C. vegrandis, C. durissus cascavella, C. d. collilineatus e C. d. terrificus). Os resultados indicaram pouca variabilidade entre os perfis eletroforéticos dos venenos, contudo as diferenças foram na concentração relativa das proteínas. A análises proteômica identificou alguns componentes dos venenos e serinopeptidases, metalopeptidases e fosfolipases A2 foram as mais abundantes. Além disso, por zimografia, observou-se que todos os venenos analisados apresentaram atividade proteolítica e que os venenos norte-americanos em todos os zimogramas foram mais hidrolíticos. Em caseína, a atividade enzimática dos venenos foi menos intensa comparado aos outros substratos. Em relação às gelatinases das amostras estudadas, pôde ser observado inibição da atividade enzimática induzida por alguns componentes utilizando EDTA, principalmente nos venenos de C. atrox e C. vegrandis. Em relação à inibição das serinopeptidases, foi observado que todas as gelatinases dos venenos crotálicos apresentaram inibição total ou parcial da atividade hidrolítica. Houve variabilidade entre as hialuronidases encontradas dos venenos crotálicos, tanto em relação à massa das enzimas e intensidade da degradação, quanto em diferentes pHs. Nos ensaios enzimáticos quantitativos (azocaseinolítico fosfolipásico e peptidásico) os venenos Norte Americanos demonstraram conter mais proteases em relação aos venenos Sul Americanos. Por Western Blotting, as amostras reagiram com os anticorpos presentes nos soros anti-crotálico e anti-botrópico, apresentando reatividade antigênica cruzada entre as amostras homólogas e heterólogas. Além disso, houve imunoreatividade entre o soro anti-jararagina e alguns componentes de todos os venenos crotálicos norte-americanos. / The rattlesnakes are classified as a monophyletic group containing two genera referring to the group: Crotalus ssp. and Sistrurus ssp., which arose in Mexico 20 millions of years ago, colonizing then, practically all the American continent. Some scientific works indicate that factors such as diet, sexual dimorphism, ontogeny, mutations and distribution may influence the composition of the venoms and consequently the poisoning. The present work aims to characterize the enzymatic and immunological properties of the venoms of some species and subspecies of Crotalus ssp. (C. atrox, C. scutulatus scutulatus, C. viridis viridis, C. vegrandis, C. durissus cascavella, C. collilineatus and C. d. terrificus). The results indicated few variability among the electrophoretic profiles of the venoms, however the differences were in the relative concentration of the proteins. The proteomic analysis identified serinopeptidases, metallopeptidases and phospholipases A2, which were the most abundant components of the venoms. In addition, zymography assays indicate that the all the venoms showed proteolytic activity, furthermore, the North American venoms, presented more hydrolysis in all zimograms. The caseinolytic activity was less intense compared with other substrates. Regarding the gelatinolytic activity of the samples, inhibition of the enzymatic activity of some components could be observed using EDTA, mainly in the C. atrox and C. vegrandis venoms. Partial or total inhibition was observed of the serinopeptidases activity of the crotalic gelatinases. Among the hyaluronidases, variations between crotalic venoms, in relation to the enzymes mass and degradation intensity were identified. In addition, when incubated at different pHs, the hyaluronidase profile presented different patterns in the activity. In the quantitative enzymatic assays (azocaseinolytic phospholipasic, peptidasic) the North American venoms displayed higher activity in relation to the South American venoms. In the Western Blotting assays, the samples reacted with antibodies present in the Brazilian anti-crotalic and bothropic sera, indicating cross-reactive antigenicity between the homologous and heterologous samples. Besides that, there was immunoreactivity between the anti-jararrhagin serum and some components of all North American crotalic venoms.

Esta tese aborda quatro tópicos fundamentais para o desenvolvimento e aplicação de membranas eletroativas nanoestruturadas (MENs): (i) síntese e caracterização de nanopartículas (Nps) de prata, ouro e platina encapsuladas em moléculas de dendrímero poliamidoamina geração 4 (PAMAM); (ii) preparação de filmes automontados contendo PAMAM e Nps de ouro (PAMAM-Au); (iii) preparação de MENs utilizando sistema core-shell PAMAM-Au@Me, onde Me é um mediador redox; (iv) imobilização enzimática em MENs e estudos biocatalíticos associados a processos eletroquímicos. As Nps foram caracterizadas observando-se a banda plasmônica em espectros na região do UV-Vis. Imagens de microscopia eletrônica de transmissão revelaram que PAMAM-Au e PAMAM-Pt possuem morfologias esféricas, enquanto o PAMAM-Ag forma grandes cristais com estruturas fractais. Estruturas cúbicas de face centrada caracterizaram os cristais formados de Au e Pt, sendo possível estimar os diâmetros (3,0 nm) das Nps pela equação de Scherrer em difratogramas de raios X, confirmados posteriormente por microscopia eletrônica por transmissão (TEM). Um indício de estabilização por encapsulamento do híbrido PAMAM-Au foi obtido de espectros de infravermelho (FTIR), a partir de modificações nas bandas das amidas. A cinética de reação para formação de PAMAM-Au também foi estudada. Filmes de PVS/PAMAM-Au (onde PVS é o poli(ácidovinilssulfônico)) foram preparados com 5 minutos de imersão, com a mesma quantidade de material sendo adsorvida em cada camada, segundo medidas de espectroscopia UV-Vis e voltametria cíclica (CV). No caso do eletrodo ITO-(PVS/PAMAM-Au), saltos de elétrons foram considerados o mecanismo de transporte de carga ao longo do filme. Um novo sistema core-shell Au@PB foi preparado, formando um sistema ITO-(PVS/PAMAM-Au)6@PB, em que a eletrodeposição de PB (azul da Prússia) foi monitorada medindo-se as correntes faradaicas durante os ciclos potenciodinâmicos. Outros mediadores de hexacianoferratos de metais de transição (Fe, Ni, Co e Cu) foram obtidos sobre eletrodos de ITO-(PVS/PAMAM-Au). De resultados de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS), verificou-se que a resistência de transporte de carga decresce na sequência CuHCF > FeHCF > NiHCF > CoHCF e todos os eletrodos apresentaram atividade catalítica para o peróxido de hidrogênio. Uma nova configuração de eletrodo, ITO-(PVS/PAMAM-Au)3@CoHCF-GOx, pôde ser aplicada como dispositivo enzimático, com a glicose oxidase (GOx) sendo imobilizada por drop-coating na superfície do eletrodo e aplicada em experimentos de biocatálise. A glicose pôde ser detectada a 0,0 V (Ag/AgCl), com resposta linear até 100 µmol L-1 de glicose, sensibilidade de 115 nA mmol L-1, limite de detecção de 5,5 µmol L-1 e KMapp de 0,24 mmol L-1, mostrando que o sistema aqui proposto cria um ambiente propício para a enzima operar com alta atividade catalítica. / This thesis addresses four fundamental topics for producing and applying electroactive nanostructured membranes (ENMs): (i) synthesis of Au, Pt and Ag nanoparticles (Nps) using polyamidoamine (PAMAM generation 4) dendrimers as template/stabilizers; (ii) fabrication of layer-by-layer (LbL) films comprising PAMAM with AuNps (PAMAM-Au) and poly(vinylsulfonic acid) (PVS); (iii) preparation of a new core-shell system with Prussian blue (PB) around the Au nanoparticles (PAMAM-Au@PB); (iv) enzyme immobilization on ENMs and bioelectrochemistry studies. The formation of the Nps inside PAMAM was monitored by measuring the plasmonic band of NPs via UV-Vis spectroscopy. Images from transmission electron microscopy (TEM) showed well-organized Au and Pt spherical particles, with average diameter of 3 nm and narrow size distribution. In addition, X-ray diffraction of Nps enabled easy identification of the Nps atomic planes (face-centered cubic arrangements). However, PAMAMAg growth showed fractals structures. In order to confirm Au NPs encapsulation inside the PAMAM dendrimer, FTIR spectra in the transmission mode for neat PAMAM and PAMAM-Au were compared. The kinetics of formation of PAMAM-Au was studied by UV-Vis spectroscopy. The deposition of individual PAMAM-Au layers was examined in detail: the adsorption kinetics was determined by CV to be first-order and that 5 min of adsorption was sufficient for maximum coverage. Formation of PVS/PAMAM-Au multilayers showed a linear increase in anodic and cathodic peak currents, indicating that the same amount of material was adsorbed in each deposition step. Electron-hopping was inferred as the charge transport mechanism between PAMAM-Au layers. Using hexacyanoferrate (III) to probe the electrochemical reaction at the electrode surface, the charge transport in the PAMAM-Au layers was shown to be faster than for non-modified electrodes. A new system based on PAMAM-Au@PB was prepared by simple potential cycling electrodeposition after ITO-PVS/PAMAM-Au LbL film preparation. New systems are described based on ENM membranes of ITOPVS/ PAMAM-Au LbL electrodes, with a redox mediator (Me) electrodeposited around Au nanoparticles. The resulting ITO-PVS/PAMAM-Au@Me system was then characterised electrochemically using cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy. We demonstrated that the concept of ENM can be generalized to a wider variety of redox mediators. All electrodes modified with hexacyanoferrates showed electrocatalytic activity towards hydrogen peroxide, which is promising for the preparation of nanodevices requiring redox mediators. An electrochemical enzyme device with glucose oxidase (GOx) immobilized at ITO-(PVS/PAMAM-Au)3@CoHCF ENM was developed. Using CoHCF as redox mediator, hydrogen peroxide (the enzymatic reaction product) was determined at 0.0 V (vs. SCE), with linear range up to 100 Zmol L-1 of glucose, sensitivity of 115 nA mmol L-1, detection limit of 5.5 Zmol L-1 and KM app of 0.24 mmol L-1. Such a performance indicates that this system promotes a friendly environment for enzyme immobilization.

A leishmaniose é uma doença parasitária de ampla distribuição e de difícil tratamento. Recentemente foi identificada a atividade leishmanicida de tamoxifeno, levando à proposta de sua utilização como alternativa para o tratamento de leishmaniose. Neste trabalho, propusemo-nos a caracterizar a atividade de ceramida sintase (CerS) em L. amazonensis e testar a interferência do tamoxifeno nesta enzima. Identificamos, no genoma de L. amazonensis, uma ORF que codifica uma proteína similar à CerS de Saccharomyces cerevisiae, com seis domínios transmembrana e um motivo Lag1 característico. A caracterização da atividade enzimática in vitro mostrou que a enzima reconhece esfingosina/esfinganina e palmitoil/miristoil CoA como precursores. A enzima não é sensível à fumonisina B2 ou a tamoxifeno. Isto indica que esta droga não atua através da inibição da CerS. A caracterização completa desta enzima fornecerá dados valiosos sobre o metabolismo de esfingolipídeos nestes protozoários. / Leishmaniasis is a widely distributed parasitic disease with difficult treatment. The leishmanicidal activity of tamoxifen was recently identified, leading to its proposal as an alternative treatment for leishmaniasis. In this work, we aimed at characterizing the activity of ceramide synthase (CerS) in L. amazonensis and testing whether this enzymatic activity in inhibited by tamoxifen. We have identified, in the L. amazonensis genome, an ORF which encodes a protein similar to the Saccharomyces cerevisiae CerS, with six transmembrane domains and a characteristic Lag1 motif. The characterization of the in vitro enzymatic activity showed that the enzyme recognizes sphingosine/sphinganine as well as palmitoyl/miristoyl CoA as precursors. This enzyme is not sensitive to fumonisin B2 or tamoxifen. This indicates that this drug does not act through the inibition of CerS. The complete characterization of this enzyme will provide valuable information about the sphingolipid methabolism of these protozoa.

Orientador: Lorena Benathar Ballod Tavares. / Co-orientador: Cristiane Vieira Helm. / Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Centro de Ciências Tecnológicas.

Como continuamente se vê aumentada a demanda por energia, principalmente em face do rápido crescimento da população e do desenvolvimento industrial, faz-se necessário incrementar fontes de energia alternativas. Com esse intuito, desenvolveu-se um processo de produção de etanol utilizando conjuntamente, e em várias combinações, a batata-doce, o milho e a mandioca, otimizando-se esse processo em três ensaios. O primeiro ensaio foi realizado para se avaliar o efeito das concentrações das enzimas α-amilase (Liquozyme® SC) e glicoamilase (Spirizyme® Fuel), no processo de hidrólise do amido sobre o teor de glicose. O segundo ensaio avaliou o efeito do tempo de fermentação e da concentração da levedura Sacharomyces cerevisiae, sobre o teor de etanol. Na última etapa explorou-se a fermentação das três matérias-primas (batata-doce industrial, mandioca e milho) em diferentes combinações, utilizando-se as melhores condições encontradas nos 1° e 2° ensaios. As matérias-primas batata-doce, mandioca e milho apresentaram teores médios de umidade iguais a 66,77%, 66,52% e 13,77%, respectivamente. O teor de açucares solúveis foi de 3,41% na Batata-doce industrial (BDI), 1,73% na Mandioca (Ma) e de 1,65% no Milho (Mi). Quanto ao teor de amido, a matéria-prima in natura apresentou 22,11% e 20,22% para a batata-doce industrial e mandioca, respectivamente. Os grãos de milho, triturados, possuíam 41,72%. Os resultados dos ensaios mostraram que a faixa ótima para máximo rendimento de açucares redutores ocorreu quando 0,36 ml (0,45 g/Kgamido) de α-amilase (Liquizyme® SC) e 10,18 ml (11,71 g/Kgamido) de glicoamilase (Spirizyme® Fuel) foram utilizados por kg de amido (base seca), e que a condição otimizada para fermentação da mistura (BDI, Ma e Mi) foi de 2,25 % de levedura e 24 horas de fermentação, sob a qual obteve-se o maior rendimento de etanol. Quando se compararam as diferentes combinações das matérias-primas, verificou-se que a mistura das amiláceas (BDI, Ma e Mi), com teor de amido proporcional, produziu o maior volume de etanol, com valor médio igual a 13301,62 L/ha. / How continually see increased demand for energy, especially in the face of rapid population growth and industrial development, it is necessary to increase alternative energy sources. To that end, it has developed a process for producing ethanol using at the same time and in various combinations, sweet potatoe, corn and cassava, optimizing this process is in three trials. The first trial was conducted to evaluate the effect of the concentrations of the enzymes α-amylase (Liquozyme ® SC) and glucoamylase (Spirizyme Fuel ®) in the process of hydrolysis of starch on glucose level. The second trial evaluated the effect of fermentation time and the concentration of the yeast Saccharomyces cerevisiae on the concentration of ethanol. In the last step was explored the fermentation of the three raw materials (industrial sweet potato, cassava and maize) in different combinations, using the best conditions found in the 1st and 2nd tests. The raw sweet potato, cassava and corn had average moisture equal to 66.77%, 66.52% and 13.77%, respectively. The soluble sugar content was 3.41% in sweet potato industry (BDI), 1.73% in cassava (Ma) and 1.65% in corn (Mi). As the starch content, the raw material in nature showed 22.11% and 20.22% for industrial sweet potato and cassava, respectively. Corn kernels, crushed, possessed 41.72%. The test results showed that the optimum range for maximum yield of reducing sugars occurred when 0.36 ml (0.45 g/Kgstarch) of α-amylase (Liquizyme ® SC) and 10.18 ml (11.71 g/Kgstarch) of glucoamylase (Spirizyme Fuel ®) were used per kg of starch (dry basis), and that the optimal condition for fermentation of the mixture (BDI Ma and Mi) was 2.25% yeast and 24 hours of fermentation, in which gave the highest yield of ethanol. When comparing different combinations of raw materials, it was found that the mixture of starch (BDI Ma and Mi), with proportional starch produced the largest amount of ethanol, with an average value of 13,301.62 L/h.

O microrreator faz parte de conjunto de dispositivos de uma nova e promissora tecnologia, que podem ser chamados de micro fabricados, atuante em campos como a da química, biológica, farmacêutica, engenharia química e biotecnologia. Trata-se de um dispositivo que possibilita reação química, tais como os reatores convencionais, mas com dimensões menores, com canais na escala micrométrica. A tecnologia de miniaturização de dispositivos para reações químicas vem se expandindo promovendo uma importante evolução, com microssistemas que abrange dispositivos mais eficazes, com configuração e geometrias específicas e menor consumo de energia, onde reações com elevadas taxas de transporte podem ser usadas para muitas finalidades diferentes, tais como, reações rápidas, mistura, reações sensíveis à temperatura, temperatura de homogeneização, ou até mesmo precipitação de nano partículas. Devido sua escala ser extremamente reduzida em relação à escala macro, oferecem um sistema que permite uma investigação do processo em um curto espaço de tempo, sendo muito útil para o rastreio de substratos, enzimas, condições de reação, bem como a determinação de parâmetros cinéticos. O presente trabalho teve por objetivo estudar a biodegradação enzimática de 2,4,6-Triclorofenol, com a utilização das enzimas Lacase e Soybean Peroxidase em microrreator da Syrris com volume de 250 ?l, que permite o estudo de cinéticas muito rápidas. Para as análises de degradação utilizou-se duas enzimas, a Lacase em concentrações de 0,05; 0,1 e 0,2 mg/ml; e a Soybean Peroxidase em concentrações de 0,0005; 0,001 e 0,002 mg/ml com a adição de Peróxido de Hidrogênio. Através dos ensaios realizados obteve-se dados experimentais da reação enzimática, possibilitando a verificação da taxa inicial de reação e sua cinética. Posteriormente, realizou-se as análises em simulação utilizando os dados experimentais, que através de um sistema de EDOs estimando inicialmente as constantes cinéticas k1, k2 e k3 usando a ferramenta ESTIMA, onde apresentaram duas respostas, uma resposta típica de mínimos quadrados, e a outra resposta que a velocidade inicial, que foi melhor representada pelos parâmetros obtidos. O método empregado na degradação do substrato, o microrreator mostrou-se eficiente, permitindo a detecção de baixo consumo de substrato para a determinação da taxa inicial, em curto tempo de residência. Perante os ensaios realizados com Lacase e Soybean Peroxidase, o microrreator é também um equipamento eficaz na repetitividade e na reprodutibilidade dos dados obtidos em diferentes concentrações. / The microreactor is part of a set of devices in a new and promising technology, which can be called micro manufactured, active in fields such as chemical, biological, pharmaceutical, chemical engineering and biotechnology. It is a device that enables chemical reactions, such as conventional reactors, but with smaller dimensions, in the micrometer scale channels. Miniaturization technology devices for chemical reactions is expanding promoting an important development, with microsystems covering most effective devices, configuration and specific geometries and lower power consumption, where reactions with high transportation fees can be used for many different purposes such as fast reactions, mixing, temperature sensitive reactions, homogenization temperature or even precipitation of nanoparticles. Because of its scale is greatly reduced compared to the macro scale, provide a system which allows an investigation of the process in a short time, being very useful for screening for substrates, enzymes, reaction conditions, and the determination of kinetic parameters. One of the advantages of using microreactors is that this equipment requires small amounts of reagents for performing a catalytic reaction of action, and is very important when dealing with enzyme as a catalyst. This study aimed to study the enzymatic biodegradation of 2,4,6-Trichlorophenol with the use of laccase and Soybean Peroxidase enzymes in microreactor Syrris with volume of 250 ?l, which allows the study of very fast kinetics. For degradation analyzes were used two enzymes, laccase concentrations of 0.05; 0.1 and 0.2 mg / ml; and Soybean peroxidase at concentrations of 0.0005; 0.001 and 0.002 mg / ml with the addition of Hydrogen Peroxide. Through trials was obtained experimental data from enzyme reaction, allowing the verification of the initial reaction rate and its kinetics. Later, there was the analysis simulation using the experimental data, which through a system of ODEs initially estimating the rate constants k1, k2 and k3 using the ESTIMA tool, which had two answers, a typical response of least squares, and another answer to the initial rate, which was best represented by the parameters obtained. The method used in substrate degradation, the microreactor was efficient, allowing low substrate consumption detection for determining the initial rate in the short residence time. Before the tests with Laccase and Soybean Peroxidase, the microreactor is also an effective equipment in the repeatability and reproducibility of the data obtained at different concentrations.

A esporotricose é uma micose causada pela inoculação traumática na pele com material contaminado com o fungo dimórfico Sporothrix schenckii. As formas clínicas mais comuns são a linfocutânea e a cutânea fixa. A prevalência é maior em área tropical e em zona temperada. No entanto, a prevalência real da esporotricose em áreas urbanas e rurais é desconhecida, pois não há notificação compulsória. O aumento do número de casos, nos últimos anos, está relacionado à transmissão feita por animais de estimação. Os métodos de diagnóstico diretos disponíveis demoram dias para serem concluídos. Por sua vez, métodos sorológicos podem gerar resultados falsos positivos ou negativos devido a reações cruzadas entre antígenos do S. schenckii com de outros fungos. Por esse motivo, é necessário o desenvolvimento de testes sorológicos, com alta sensibilidade e especificidade, que garantam um diagnóstico confiável. Este estudo teve por objetivo padronizar um ensaio imunoenzimático (ELISA), com maior sensibilidade e especificidade, para diagnóstico sorológico da esporotricose. Nesse trabalho, placas de poliestireno foram sensibilizadas com exoantígenos de cultura da forma leveduriforme de S. schenckii e testadas utilizando soros de pacientes com esporotricose, soros de pacientes com paracoccidioidomicose (PCM), assim como de indivíduos esporotriquina negativos. Duas estratégias foram utilizadas, uma tratando o antígeno com metaperiodato de sódio e outra tratando os soros com uréia 6M em diferentes tempos de incubação. Os resultados mostraram que a estratégia utilizando metaperiodato de sódio não melhorou o poder do ensaio em discriminar os soros dos pacientes com esporotricose daqueles sem esporotricose ou com PCM. No entanto, a estratégia utilizando uréia 6M melhorou significativamente o poder de discriminação do método. As melhores condições do teste foram tratamento com uréia por 5, 10 e 20 minutos e diluição dos soros a 1\800 e 1\1600. / Sporotrichosis is a fungal infection caused by traumatic inoculation in the skin with contaminated material with the dimorphic fungus Sporothrix schenckii. The most common clinical forms are fixed cutaneous and lymphocutaneous. Its prevalence is higher in the tropical and temperate zone. However, the actual prevalence of sporotrichosis in urban and rural areas is unknown because there is no mandatory reporting. The number of cases is increasing in the last years mainly due to transmission made by pets. The results of direct diagnostic methods take days to be released. In turn, serological methods may lead to false positive or negative results due to cross-reactions between antigens from S. schenckii with others fungi. Therefore, it is necessary to develop serological tests with high sensitivity and specificity to ensure a reliable diagnosis. This study aimed to standardize an enzyme immunoassay (ELISA) with higher sensitivity and specificity for serological diagnosis of sporotrichosis. In this work, polystyrene plates were sensitized with exoantigens obtained from yeast form of S. schenckii and tested using sera from patients with sporotrichosis, sera from patients with paracoccidioidomycosis (PCM), as well as individuals with sporotrichinin negative tests. Two strategies were used, one treating the antigen with sodium metaperiodate and another treating the serum with 6M urea at different incubation times. The results showed that the strategy using sodium metaperiodate not improved the discriminating power of the test sera from patients with sporotrichosis from those without sporotrichosis or with PCM. However, the strategy using 6M urea significantly improved discrimination power of the method. The best conditions of the test were the dilution of the sera to 1\800 and 1\1600 and treatment with urea for 5, 10 and 20 minutes.