A Proteína Dissulfeto Isomerase (PDI, E.C. 5.3.4.1), pertencente à superfamília das tiorredoxinas, é uma tiol oxidorredutase que catalisa a oxidação e redução de tióis e a isomerização de dissulfetos intramoleculares. Essa chaperona tem atividade dependente de cisteínas presentes nos sítios ativos, e está presente no retículo endoplasmático (RE) e/ou na membrana plasmática de células eucarióticas. Estudos anteriores da atividade catalítica de PDI foram realizados utilizando-se como pseudo-substratos, entre eles, a di-eosinaglutationa oxidada (Di-E-GSSG), que se mostrou ótima ferramenta para o monitoramento da atividade de dissulfeto redutase da PDI. Nesse trabalho, a síntese e purificação cromatográfica de Di-E-GSSG foram realizadas e a pureza da sonda foi verificada através de cromatografia líquida de alta performance (CLAE). A cinética enzimática da atividade redutase de PDI isolada recombinante sobre Di-E-GSSG foi estudada, caracterizando-se os principais parâmetros físico-químicos da enzima através da formação do monômero fluorescente (λexc=521nm; λemi=542 nm) eosina-glutationa reduzida (E-GSH). O valor da constante de Michaelis-Menten (Km) encontrado foi de 520,5±129,8 nM, a velocidade máxima de catálise (Vmáx) foi determinada como 1,637±0,1526 nM.min-¹ e a constante catalítica (Kcat) encontrada foi 1,364 . 10-³.s-³. São relatados na literatura poucos compostos químicos capazes de inibir a atividade catalítica da PDI. Assim, para verificar se compostos radicalares estáveis desempenham essa atividade, foram testados nitróxidos piperidínicos como possíveis inibidores de PDI. Esses compostos, que possuem propriedades antioxidantes, antiinflamatórias e radioprotetoras, apresentam efeito “scavenger” sobre diferentes espécies radicalares, dentre as quais, radicais tiila. O nitróxido 4-hidroxi-2,2,6,6- tetrametilpiperidina-1-oxil (Tempol) mostrou-se um inibidor pouco potente da atividade redutase da enzima. Entretanto, três outros nitróxidos, sintetizados especificamente para este trabalho, demonstraram maior poder de inibição, com uma correlação direta com o aumento de hidrofobicidade das estruturas químicas dos mesmos. Essa capacidade de inibição foi confirmada sobre a atividade de PDI presente em plaquetas humanas, corroborando a hipótese de que os nitróxidos são candidatos a novos fármacos moduladores de funções celulares onde esteja envolvida a atividade de PDI. / Protein disulfide isomerase (PDI, EC 5.3.4.1) belonging to the thioredoxin superfamily, is a thiol oxidoreductase that catalyzes the oxidation and reduction of thiols and intramolecular disulfide isomerization. This chaperone, such activity is dependent of cysteine located on the active sites, is present in the endoplasmic reticulum (ER) and / or plasma membrane of eukaryotic cells. Previous studies of the catalytic activity of PDI were performed using different pseudo-substrates, among them, the di-eosin-glutathione disulfide (Di-E-GSSG), described as a usefull tool for monitoring the disulfide reductase activity of PDI . In this work, the synthesis and chromatographic purification of Di-E-GSSG were performed and the purity of the probe was verified by high performance liquid chromatography (HPLC). The enzyme kinetics of the reductase activity of recombinant PDI isolated over Di-E-GSSG was studied, characterizing the main physicochemical parameters of the enzyme through the formation of the fluorescent monomer (λexc=521nm; λemi=542nm) eosin-reduced glutathione (E-GSH). The value of the Michaelis-Menten constant (Km) was found to be 520.5 ± 129.8 nM, the maximum velocity of catalysis (Vmáx) was determined as 1,637 ± 0.1526 nM.min-¹ and the catalytic constant (Kcat) found was 1.364 . 10-³.s-¹. Few chemical compounds able to inhibit catalytic activity of PDI were reported. Thus, to verify if stable free radical compounds display this activity were tested piperidine nitroxides as potential inhibitors of PDI. These compounds, which have antioxidant, anti-inflammatory and radioprotective properties are “scavengers” of different radical species, among them, thyil radicals. The nitroxide 4-hydroxy-2,2,6,6-tetrametilpiperidine-1-oxyl (Tempol) was a weak inhibitor of PDI reductase activity. However, three other nitroxides specifically synthesized for this study showed higher inhibition power, with a direct correlation between increasing the hydrophobicity of the chemical structures and inhibitory action. This ability was confirmed by assays with PDI found in human platelets, confirming the hypothesis that the nitroxides are candidates for new drugs to modulate cellular functions involving the PDI activity.

ARAGÃO, Janisi Sales. Aspectos ecotoxicológicos relacionados à carcinicultura marinha. 2012. 138 f. : Tese (doutorado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências Agrárias, Departamento de Engenharia de Pesca, Fortaleza-CE, 2012 / Submitted by Nádja Goes (nmoraissoares@gmail.com) on 2016-07-26T15:05:27Z No. of bitstreams: 1 2012_tese_jsaragão.pdf: 1589132 bytes, checksum: a1ac0fd409cb94137f61baa73b6571b7 (MD5) / Approved for entry into archive by Nádja Goes (nmoraissoares@gmail.com) on 2016-07-26T15:05:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_tese_jsaragão.pdf: 1589132 bytes, checksum: a1ac0fd409cb94137f61baa73b6571b7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-26T15:05:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_tese_jsaragão.pdf: 1589132 bytes, checksum: a1ac0fd409cb94137f61baa73b6571b7 (MD5) Previous issue date: 2012 / Farming of shrimp is an important economic activity; however, its exponential growth has attracted attention to the potential impacts brought over the environment. Wastewater generated by this activity can contribute to the eutrophication of waters receiving these effluents, as those may bear a variety of contaminants, such as sodium metabisulfite, a sulphitant agent that removes the oxygen from water and food. Additionally, this effluent carries the phytoplankton community that proliferates in these systems, which may include toxic cyanobacteria. Therefore, the aim of the present study was to perform an ecotoxicological assessment using biological test models and biological responses to evaluate potential impacts caused by use of sodium metabisulfite and by the proliferation of cyanobacteria in shrimp farming. Phytoplankton samples were collected in three shrimp farms from the state of Ceará for quantitative and qualitative analysis and for the isolation of cyanobacteria. The microorganisms, which were identified by morphological and molecular techniques, were grown in laboratory to o btain organic extracts on which were conducted toxicity tests with mice and mysids. Sodium metabisulfite was evaluated through acutetoxicity tests using organisms at different trophic levels (microalgae, cladocerans, shrimps and fish) and by the rate of oxygen consumption and enzymatic activities (CAT,AChE and GST) in shrimps. On fish, tests evaluating the embriolarval development and enzymatic activities (AChE and GST) were performed. Qualitative and quantitative analysis of phytoplankton community showed a large number of species from nearly all classes of phytoplankton, including cyanobacteria. From this latter group, Synechococcus sp. was isolated and cultivated, and the extract generated from the living cells showed toxicity in mice, as evidenced by damage to the liver and kidneys of animals. For acute toxicity tests sodium metabisulphite showed an EC 50 of 24.29 mg/L for the microalgae and LC 50 of 34.90 mg/L and 69.65 mg/L for cladocer ans and shrimp, respectively. Regarding the consumption of oxygen and enzymatic activities, these did not show significant differences when compared to their respective controls, except for the AChE in shrimp and GST in fish. On embriolarval developing of fish, sodium metabisulfite caused different types of effects, from destruction of eggs to deformities in larvae. Thus, these results show that sodium metabisulphite and the cyanobacteria Synechococcus sp. are toxic to other organisms, evidenced by both, acute and chronic toxicity / Apesar do cultivo de camarão ser uma importante atividade econômica, o seu crescimento tem atraído a atenção para os possíveis impactos ao meio ambiente. As águas residuais geradas pelos cultivos podem contribuir para a eutrofização das águas receptoras desses efluentes, já que possuem uma ampla variedade de substâncias consideradas contaminantes potenciais, como o metabissulfito de sódio, um agente sulfitante que retira o oxigênio da água e de alimentos. Além disso, os efluentes carreiam a comunidade fitoplanctônica que prolifera nos sistemas de cultivo, incluindo cianobactérias produtoras de toxinas. Com isso o objetivo desse estudo foi uma avaliação ecotoxicológica utilizando diferentes organismos testes e respostas biológicas dos possíveis impactos causados pelo uso do metabissulfito de sódio ou pela proliferação de cianobactérias coletadas nos próprios cultivos. Amostras do fitoplâncton foram coletadas em três fazendas do estado do Ceará para análise qualitativa, quantitativa e para o isolamento das cianobactérias. Estes organismos foram identificados através de técnicas morfológicas e de biologia molecular, cultivados no laboratório para obtenção dos extratos e realizados ensaios com camundongos e misidáceos. O metabissulfito de sódio teve sua toxicidade avaliada por meio de ensaios agudos em diferentes níveis tróficos (microalgas, cladóceros, camarões e peixes), mas também pela taxa do consumo de oxigênio e das atividades enzimáticas (CAT; AChE e GST) em camarões. Para os peixes, foram realizados ainda ensaios com o desenvolvimento embriolarval e das atividades enzimáticas (AChE e GST). A análise qualitativa e quantitativa da comunidade fitoplanctônica mostrou um grande número de espécies de quase todas as classes do fitoplâncton, inclusive cianobactérias. Deste último grupo foi isolada e cultivada Synechococcus sp., para a qual o extrato e as células vivas mostraram toxicidade em camundongos evidenciada por danos observados no fígado e rins dos animais. Já na avaliação da toxicidade do metabissulfito de sódio, este apresentou toxicidade aguda para os organismos testes, apresentando uma EC50 de 24,29 mg/L para as microalgas, CL50 de 34,90 mg/L e 69,65 mg/L para cladóceros e camarões, respectivamente. Em relação ao consumo de oxigênio e atividades enzimáticas, estes não apresentaram diferenças significativas quando comparados aos controles, com exceção para a AChE nos camarões e GST nos peixes. No desenvolvimento embriolarval dos peixes, o metabissulfito de sódio causou diferentes tipos de efeitos desde a destruição dos ovos à deformidades nas larvas. Sendo assim, esses resultados mostram que o metabissulfito de sódio e a cianobactéria Synechococcus sp. são tóxicos para diferentes organismos, evidenciados tanto pela toxicidade aguda quanto pela crônica.

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-11-28T13:09:20Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Madson S. Nascimento.pdf: 4077795 bytes, checksum: 135529b568a9d27139f560fa3b93646b (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-11-28T13:09:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Madson S. Nascimento.pdf: 4077795 bytes, checksum: 135529b568a9d27139f560fa3b93646b (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-11-28T13:09:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Madson S. Nascimento.pdf: 4077795 bytes, checksum: 135529b568a9d27139f560fa3b93646b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-28T13:09:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Madson S. Nascimento.pdf: 4077795 bytes, checksum: 135529b568a9d27139f560fa3b93646b (MD5) Previous issue date: 2014-04-18 / Não informada / Tuberculosis is an ancient infectious disease caused by Mycobacterium tuberculosis. With 9.2 million cases worldwide each year by 2008, According to WHO and the gradual loss of effectiveness of existing drugs through the resistance of microorganisms, deserves special attention from our country's authorities and encourages research in discovering new drugs that may be successful in treating this disease. For this, a widely used approach is to search for the pathogens metabolism inhibitors. The shikimic acid pathway is a biosynthetic pathway critical to maintaining the bacteria, and thus the enzymes belonging to the shikimate pathway are a prime target in the design of new antibacterial agents. The enzyme chorismate synthase catalyzes the seventh and final step of this route, converting the 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate (EPSP) in chorismate, this is an important precursor in other metabolic pathways, such as aromatic amino acids, folate, ubiquinone, vitamin K and other products. Understanding the chorismate synthesis reaction is controversial because there is no unanimity regarding the mechanism or the role of amino acids involved. The elucidation of it will bring a significant scientific advance, helping to understand the complexity involved in this biochemical step, and also contribute to the development of new enzyme inhibitors. The study of the synthesis reaction in question was developed employing the use of quantum chemistry computational in DFT level using the functional B3LYP and 6-31 + G (d, p) basis set. From the orbital Homo-Lumo orbitals and optimization of transition state between reactant and reaction product (QST2), it was possible to clarify some important points about the reaction . It was possible to propose a reaction mechanism in the light of this theoretical chemical study . / A tuberculose é uma doença infecciosa muito antiga causada pelo Mycobacterium tubrculosis. Com 9,2 milhões de casos no mundo a cada ano até 2008, segundo a OMS e a gradual perda de eficácia dos fármacos existentes frente à resistência dos microorganismos, merece especial atenção das autoridades de nosso país e motiva pesquisas na descoberta de novos fármacos que venham a ser bem-sucedidos no tratamento dessa enfermidade. Para isso, uma abordagem muito usada é a busca de inibidores do metabolismo dos agentes patogênicos. A via do ácido chiquímico é uma rota biossintética fundamental para a manutenção da bactéria e, assim, as enzimas pertencentes à via do chiquimato constituem um excelente alvo no desenho de novos agentes antibacterianos. A enzima corismato sintase catalisa a sétima e última etapa dessa rota, convertendo o 5- enolpiruvilchiquimato-3-fostato(EPSP) em corismato, este é um importante precursor em outras rotas metabólicas, como as de aminoácidos aromáticos, folato, ubiquinona, vitamina K e outros produtos. A compreensão da reação de síntese do corismato é controversa, pois não há unanimidade com relação ao mecanismo nem quanto ao papel dos aminoácidos envolvidos. A elucidação da mesma trará um significativo avanço científico, ajudando a entender toda a complexidade envolvida nessa etapa bioquímica, e também contribuirá para o desenvolvimento de novos inibidores da enzima. O estudo da reação de síntese em questão foi desenvolvido empregando o uso da química quântica computacional em nível DFT utilizando o funcional B3LYP e a base 6-31+G(d,p). A partir dos orbitais Homo-Lumo e da otimização do estado de transição entre reagente e produto da reação (QST2), foi possível esclarecer alguns pontos importantes sobre a reação. Foi possível propor um mecanismo de reação à luz deste estudo químico teórico.

O Trypanosoma cruzi é capaz de matabolizar aminoácidos como fontes de carbono e energia, dentre eles, o aminoácido histidina (His). Canonicamente, a via de degradação de His compreende quatro passos enzimáticos que consistem na oxidação de His a glutamato (Glu). O Glu gerado é convertido em alfa-cetoglutarato (α-KG), que é incorporado ao ciclo de Krebs (TCA), gerando coenzimas reduzidas que irão fornecer elétrons para a cadeia transportadora de elétrons (CTE), produzindo ATP. Nesse trabalho foi possível demonstrar que o substrato da terceira enzima envolvida na degradação de His (imidazolona propionase-TcIP), chamado 4-imidazolona-5-propionato (IPA) é oxidado não enzimáticamente a α-KG, e este é capaz de ser metabolizado diretamente via TCA. Ainda foi possível demonstrar que essa enzima se encontra formando um complexo macromolecular com a segunda enzima da via (urocanato hidratase TcUH). Finalmente, obervou-se que o controle da expressão da TcIP é importante no processo de metaciclogênse de T. cruzi. / Trypanosoma cruzi is able to catabolize amino acids as carbon and energy sources, among them the amino acid histidine (His). Canonically, the His degradation pathway comprises four enzymatic steps consisting of the oxidation of His to glutamate (Glu). The Glu is converted to alpha ketoglutarate (α-KG), which is incorporated into the Krebs cycle (TCA), generating reduced coenzymes that will supply electrons to the electron transport chain (ETC), producing ATP. In this work it was possible to demonstrate that the substrate of the third enzyme involved in the His degradation (imidazolonepropionase - TcIP), called 4-imidazolone-5-propionate (IPA), is non-enzymatically oxidized to α-KG, which is able to be metabolized directly through TCA. It was possible to demonstrate that this enzyme is forming a macromolecular complex with the second enzyme (urocanate hydratase - TcUH). Finally, it was established that the control of TcIP expression is important in the metacyclogenesis process in T. cruzi.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Proteases are enzymes widely found in all five life being kingdoms. These proteolytic enzymes have been studied and can be used as therapeutic tools due to their actions on physiopathologic events. Metalloproteinase are hydrolytic zinc-binding dependent enzymes which interfere in physiological processes. Snake venom metalloproteinase are widely studied animal toxins. They are divided into classes (PI, PII and PIII) and PI metalloproteinase are composed of a pro-domain and a catalytic domain in its structure. In the present work, we demonstrated the biochemical and functional characteristics of a PI- metalloproteinase (BpMP-II) isolated from B. pauloensis venom. BpMP-II was purified in three chromatography steps on cation exchange resin CM-Sepharose Fast flow, filtration Sephacryl S-300 and anion exchange Capto-Q. The isolated enzyme was homogeneous on SDS-PAGE under reduction and non-reduction conditions, with a molecular weight of 23kDa determined by MALDI-TOF mass spectrometry. The isoeletric focalization demonstrated a slight acid pI (6,1) of BpMP-II. The partial sequence of protein was determined by MS/MS (MALDI-TOF/TOF) and showed high structural similarity with others SVMPs as well as a significant score match. BpMP-II showed high proteolytic activity upon azocasein and bovine fibrinogen and was inhibited by EDTA, 1,10 phenantroline and β-mercaptoethanol. Moreover, this enzyme showed stability at neutral and alkaline pH and it was inactivated at temperatures higher than 60oC. Concentrations higher than 20μg of BpMP-II was able to decrease tEnd cells viability. A slight increase in creatine kinase (CK) levels was noticed when BpMP-II was administrated an intramuscular route on mice. Therefore, the present work permitted the identification and characterization of a molecule with great therapeutic potential. / Proteases são enzimas abundantemente encontradas em todos os cinco grandes reinos de seres vivos. Essas enzimas proteolíticas provenientes da natureza têm sido alvos de estudos com a finalidade de buscar ferramentas de uso terapêutico por atuarem em diversos processos fisiopatológicos. Metaloproteases são enzimas proteolíticas da classe das hidrolases que dependem da ligação de um metal em seu sítio ativo (geralmente o zinco) para exercer suas atividades. Essas enzimas participam de diversos eventos fisiológicos e patológicos. As metaloproteases de peçonha de serpentes (SVMPs) estão entre as toxinas animais mais estudadas. Elas são divididas em classes (PI, PII e PIII) de acordo com a composição estrutural e a presença de domínios. As metaloproteases da classe PI contêm um pró-domínio e o domínio catalítico em sua estrutura. No presente trabalho, nós descrevemos as características bioquímicas e funcionais de uma metaloprotease da classe PI denominada Bothrops pauloensis Metalloproteinase-II (BpMP-II), isolada da peçonha da serpente Bothrops pauloensis. BpMP-II foi purificada utilizando-se três passos cromatográficos em resinas de troca catiônica CM-Sepharose Fast Flow, coluna de gel filtração Sephacryl S-300 e resina de troca aniônica HisTrap Capto-Q. A enzima isolada apresentou-se homogênea em eletroforese em gel de poliacrilamida SDS-PAGE 12,5% sob condições redutoras e não-redutoras, com uma massa molecular de 23kDa determinada por espectrometria de massas MALDI-TOF. O ensaio de focalização isoelétrica resultou em um pI levemente ácido de 6,1 para a BpMP-II. A sequência parcial da proteína determinada por MS/MS (MALDI TOF/TOF) apresentou alta similaridade estrutural com outras SVMPs com score bastante significativo. BpMP-II mostrou alta atividade proteolítica sobre azocaseína sob diferentes condições experimentais e sobre o fibrinogênio bovino com variação de dose, pH. BpMP-II foi inibida por EDTA, 1,10 fenantrolina (agentes quelantes) e β-mercaptoetanol (agente redutor ligação S-S). Além disso, esta protease apresentou estabilidade em pH neutro ou alcalino e foi inativada em temperaturas elevadas (60ºC). BpMP-II mostrou ser citotóxica para células tEnd em concentrações acima de 20μg/μL. Um leve aumento nos níveis de creatina quinase (CK) foi observado quando injetada intramuscularmente em camundongos. Assim, o presente trabalho permitiu identificar e caracterizar uma molécula com grande potencial de aplicação terapêutica. / Mestre em Genética e Bioquímica

The present thesis aims to evaluate the use of antioxidant enzyme activities (AEA) of biofilm communities as biomarkers of metal pollution (mainly Zn) in fluvial ecosystems. In order to test AEA as biomarkers of metal pollution as well as their responses to environmental variables, several ecotoxicological experiments have been performed. A zoom from field studies (with high ecological realism) to microcosm experiments (under controlled conditions) has been done to fill the gap between both approaches and understand AEA responses under a multiple-stress (environmental and metallic) scenario. The field studies were carried out in the Riera d’Osor, a tributary of the Ter, located in the region of La Selva (Girona province) / L’objectiu d’aquesta tesi és avaluar l’ús de les activitats enzimàtiques antioxidants (AEA) dels biofilms com a biomarcadors de contaminació metàl·lica (principalment per zinc (Zn)) en els ecosistemes fluvials. Per tal d’estudiar la resposta de les AEA a la contaminació metàl•lica, així com també la resposta a altres canvis ambientals (situacions d’estrès múltiple), s’han realitzat diversos experiments ecotoxicològics fent un zoom des d’estudis de camp (amb un elevat realisme ecològic) fins a un estudi de laboratori utilitzant microcosmos (amb condicions controlades). Els estudis de camp s’han dut a terme a la riera d’Osor, afluent del Ter, situada a la comarca de la Selva (província de Girona)

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

El reg amb aigües residuals tractades s'ha convertit avui en dia en una necessitat, ja que permet preservar els recursos hídrics de més qualitat i constitueix una alternativa necessària per al manteniment de regadius tradicionals. En aquesta tesi s'avaluen els efectes del reg amb aigües residuals tractades d'origen domèstic sobre les característiques químiques i biològiques de diferents tipologies de sòls a l'illa de Mallorca, així com sobre el creixement dels cultius i la seva composició mineral mitjançant diferents estudis de camp i en cultius en contenidors. En general no s'han apreciat efectes negatius importants causats pel reg amb aquestes aigües excepte alguns valors puntualment més elevats de crom i plom que es relacionen amb aportacions d'aigües poc depurades realitzades en el passat. Segons els resultats obtinguts amb el reg amb aigües residuals tractades d'origen domèstic es contribueix a millorar la qualitat del sòl i s'aporten part dels nutrients que requereixen els cultius per al seu creixement. / El riego con aguas residuales tratadas se ha convertido hoy en día en una necesidad, ya que permite preservar los recursos hídricos de más calidad y constituye una alternativa necesaria para el mantenimiento de regadíos tradicionales. En esta tesis se evalúan los efectos del riego con aguas residuales tratadas de origen doméstico sobre las características químicas i biológicas de diferentes tipologías de suelos en la isla de Mallorca, así como sobre el crecimiento de los cultivos y su composición mineral mediante diferentes estudios de campo i en cultivos en contenedores. En general no se han apreciado efectos negativos importantes causados por el riego con estas aguas, excepto algunos valores puntualmente más elevados de cromo y plomo que se relaciona con aportaciones de aguas poco depuradas realizadas en el pasado. Según los resultados obtenidos con el riego con aguas residuales tratadas de origen doméstico se contribuye a mejorar la calidad del suelo y se aportan parte de los nutrientes que requieren los cultivos para su crecimiento. / Nowadays the irrigation with treated waste water has become a necessity, not only, because it allows preserving fresh water but it also constitutes an important alternative to the maintenance of traditional irrigating lands. Considering different chemical and biological characteristics of soil samples of Mallorca island (Spain), this thesis investigates the effect of irrigation with treated domestic waste water on soil properties. In addition, several studies were conducted in a series of pot experiments and land conditions to monitor the crops growth and evaluate their mineral compositions. In general, no negative effects caused by this type of irrigation have been observed, except of some high values of chromium and lead which were related to past irrigation realized with untreated effluents. According to our results, the irrigation with treated domestic wastewater contributes to improve soil quality and supplies part of the nutrient requirements of the crops.

Les glicosidases que hidrolitzen els substrats amb retenció de configuració segueixen un mecanisme general en què després d'una primera etapa d'associació enzim-lligand s'encadenen dues etapes catalítiques que porten a la hidròlisi del substrat conservant la configuració del carboni anomèric en el nou extrem generat. En el present treball es comprova a través d'estudis mecanístics, principalment estudis en estat preestacionari i anàlisis de Hammett, que amb aquest mecanisme tan senzill no es pot descriure correctament l'activitat catalítica de la 1,3-1,4-β-glucanasa de Bacillus licheniformis, i es proposa el mecanisme que es mostra a continuació: on els complexos enzim-substrat adopten dues conformacions productives (SES* i SES**) i on el balanç entre aquestes dues conformacions en funció del substrat explica els diferents comportaments cinètics en estat estacionari i preestacionari.Un estudi en profunditat sobre la importància que exerceix la interacció entre l'enzim i l'hidroxil a C2 de la unitat de glucopiranosa que ocupa el subseti -1 demostra que en el cas de la 1,3-1,4-β-glucanasa de Bacillus licheniformis aquesta interacció no juga el paper rellevant que s'ha observat en altres β-glicosidases que actuen amb retenció de configuració.L'estudi de la reacció d'hidratació del glical G4G3G' catalitzada per la 1,3-1,4-β-glucanasa de Bacillus licheniformis permet proposar que hi ha un canvi en el residu que fa el paper d'àcid general. De manera que es proposa que l'Asp136 que en la reacció d'hidròlisi de substrats ajuda al posicionament dels residus catalítics i juga un paper en la regulació dels seus pKa, és el residu que fa d'àcid general en la reacció d'hidratació de glicals. / Las glicosidasas que hidrolizan substratos con retención de configuración siguen un mecanismo general en que después de una primera etapa de asociación enzima-ligando se encadenan dos etapas catalíticas que llevan a la hidrólisis del substrato conservando la configuración del carbono anomérico en el nuevo extremo generado. En el presente trabajo se comprueba a través de estudios mecanísticos, principalmente estudios en estado pre-estacionario y análisis de Hammett, que con este mecanismo tan sencillo no se puede describir correctamente la actividad catalítica de la 1,3-1,4-β-glucanasa de Bacillus licheniformis, y se propone el mecanismo que se muestra a continuación: donde los complejos enzima-substrato adoptan dos conformaciones productivas (SES* y SES**) y donde el balance entre estas dos conformaciones en función del substrato explica los diferentes comportamientos cinéticos en estado estacionario y pre-estacionario.Un estudio en profundidad sobre la importancia que ejerce la interacción entre el enzima y el hidroxilo en C2 de la unidad de glucopiranosa que ocupa el subsitio -1 demuestra que en el caso de la 1,3-1,4-β-glucanasa de Bacillus licheniformis esta interacción no juega el papel relevante que se ha observado en otras β-glicosidasas que actuan con retención de configuración.El estudio de la reacción de hidratación del glical G4G3G' catalizada por la 1,3-1,4-β-glucanasa de Bacillus licheniformis permite proponer que hay un cambio en el residu que ejerce el papel de ácido general. De manera que se propone que el Asp136 que en la reacción de hidrólisis de substratos ayuda en el posicionamiento de los resíduos catalíticos y juega un papel en la regulación de sus pKa, es el resíduo que actúa de ácido general en la reacción de hidratación de glicales. / Retaining glycosidases follow a general mechanism in which the first enzime-ligand association is followed by two catalytic steps that render the product of hydrolysis with the same anomeric configuration as the starting material. In the present work we demonstrate using mechanistic studies, basically pre-steady state kinetics and Hammett analysis, that this mechanism is too simple to properly describe the catalytic activity of Bacillus licheniformis 1,3-1,4-β-glucanase, and the following mechanism is proposed: In this mechanism, the enzim-substrate complexes adopt two productive conformations (SES* and SES**) and the balance between these two conformations depending on the nature of the substrate explains the diferent behaviours observed in pre-steady and steady state kinetics.A deep study on the importance of the interaction between the enzyme and the hydroxyl group at C2 of the glucopyranose residue that occupies the -1 subsite demonstrates that in Bacillus licheniformis 1,3-1,4-β-glucanase this interaction is not the key interaction observed in other retaining β-glycosidases.The study of the G4G3G' glical hydration catalysed by the Bacillus licheniformis 1,3-1,4-β-glucanase let us propose that there is a change in the residue that acts as a general acid. We propose that Asp136, that plays a role positioning the catalytic residues and modulating their pKa in the hydrolysis reaction, acts as the general acid in the hydration of glycals.