Submitted by Alberto Vieira (martins_vieira@ibest.com.br) on 2017-10-18T20:57:33Z No. of bitstreams: 1 617855.pdf: 14573898 bytes, checksum: 5660dd6fdeb59ed8aa7bec482b675b4b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-18T20:57:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 617855.pdf: 14573898 bytes, checksum: 5660dd6fdeb59ed8aa7bec482b675b4b (MD5) Previous issue date: 2003-10 / CAPES / FAPERJ / FUJB / São descritas e ilustradas as esponjas da subclasse Tetractinomorpha do Arquipélago de Abrolhos, Bahia, que integra a maior e mais complexa região recifal do Atlântico Sul. Uma chave para a identificação das espécies de Tetractinomorpha do arquipélago também é fornecida. Foram identificadas 17 espécies de Tetractinomorpha para o arquipélago. Cinco espécies representam novas ocorrências para a costa da Bahia. Cliona delitrix Pang, 1973, Terpios fugax Duch. & Mich., 1864 e Timea stenosclera Hechtel, 1969 são novas ocorrências para a costa brasileira. Duas espécies são novas para a ciência: Stelletta anasteria sp. nov. e Terpios ignis sp. nov. Quatro espécies do gênero Tethya Lamarck, 1814 coletadas no arquipélago foram bem caracterizadas em outro trabalho, e por isto não são redescritas no presente estudo. O Arquipélago de Abrolhos apresenta uma rica fauna de Tetractinomorpha em relação às demais regiões recifais da costa brasileira, o que pode estar relacionado com a pequena exposição do local às águas costeiras ricas em sedimento em suspensão. A fauna de Tetractinomorpha do Arquipélago de Abrolhos apresenta grande afinidade com a caribenha, mas é apresentada por 35,2% de espécies endêmicas do local. A grande riqueza de espécies, o endemismo e a heterogeneidade da distribuição das espécies de Tetractinomorpha no Arquipélago de Abrolhos reforçam a necessidade de se proteger os recifes do local. / ln the present study are described and illustrated the sponges of the Subclass Tetractinomorpha from Abrolhos Archipelago, which integrates the largest and most complex reefal region of the South Atlantic. A key to the identification of the Tetractinomorph species from archipelago is also given. Seventeen species of Tetractinomorpha were identified for the archipelago. Five species are new records for the coast of Bahia. Cliona delitrix Pang, 1973, Terpios fugax Duch. & Mich., 1864 and Timea stenosclera Hechtel, 1969 are new occurrences for the Brazilian coast. Two species are new to science: Stelletta anasteria sp. nov. and Terpios ignis sp. nov. Four species of the genus Tethya Lamarck, 1814 collected on the archipelago are well characterized in another work and are not redescribed here. The Abrolhos Archipelago presents a rich Tetractinomorph fauna in relation to the remaining reefal regions of the Brazilian coast. The Tetractinomorph fauna from Abrolhos Archipelago presents a great affinity to the Caribbean one, but is represented by 35,2% of species that are endemic to the local. The great richness, the endemicity and the heterogeneous distribution of the Tetractinomorph species on the Abrolhos Archipelago reinforce the necessity to protect the local reefs.

A partir de extratos aquosos da esponja marinha Axinella corrugata, coletada na costa sul do Brasil (Santa Catarina), foram purificadas duas lectinas, ACL-I e ACL-II, por cromatografia em coluna de afinidade de matriz de estroma de coelhopoliacrilamida, seguida por gel filtração em Ultrogel AcA 44. Os trabalhos se concentraram, especialmente, no estudo da lectina com maior atividade hemaglutinante, ACL-I. Dentre os eritrócitos testados, ACL-I aglutinou, fortemente, eritrócitos de coelho, além de eritrócitos caprinos e caninos. A atividade hemaglutinante foi inibida por N-acetil-D-glicosamina, N-acetil-D-galactosamina e Nacetil- D-manosamina com igual intensidade, além de N, N’, N”-triacetilquitotriose, o melhor inibidor. Por outro lado, ACL-II aglutinou, preferencialmente, eritrócitos de coelho e caninos, tendo sua atividade hemaglutinante inibida por N-acetil-Dglicosamina, N-acetil-D-manosamina, quitina, N, N’, N”-triacetilquitotriose e fetuína, além de D-galactose, mas não por N-acetil-D-galactosamina. Ambas lectinas foram fracamente inibidas por N-acetil-D-lactosamina. A atividade hemaglutinante mostrouse independente de cátions divalentes e foi estável a uma ampla faixa de temperatura e de pH para ACL-I e para ACL-II. ACL-I foi estável frente à ação de enzimas proteolíticas, mas perdeu 50 % de sua atividade na presença de agentes redutores e desnaturantes. ACL-I é uma glicoproteína e sua massa molecular relativa foi estimada em 82.300 por SDS-PAGE em condições redutoras e não redutoras, e sem desnaturação pelo calor. Ainda, mostrou ser constituída por 6 subunidades monoméricas de 13.900, apresentando pontes de dissulfeto entre as mesmas. Por FPLC, a massa molecular estimada foi de 78.500. Da mesma forma como para ACL-I, ACL-II apresentou apenas uma banda em sistema SDS-PAGE, na ausência de agente redutor e sem desnaturação pelo calor, cuja massa molecular relativa foi estimada em 80.000, enquanto que por FPLC foi estimada em 78.000. O pI de ACL-I foi de 6,3, avaliado por focalização isoelétrica, e a sua composição centesimal de aminoácidos exibiu uma prevalência de glicina, seguida de ácido aspártico/asparagina, ácido glutâmico/glutamina e alanina. Dentre as atividades biológicas testadas, a ACL-I demonstrou atividade quimiotáxica, mitogênica e citotóxica, mas não antioxidante. Os ensaios imuno-histoquímicos mostraram que ACL-I se encontra intracelularmente em grânulos celulares, provavelmente no interior de células esferulosas da esponja marinha. A lectina também mostrou ser uma ferramenta útil na marcação de células transformadas de mama, cólon, pulmão, ovário e bexiga. / Two lectins, ACL-I and ACL-II, were purified from aqueous extracts of marine sponge Axinella corrugata, collected at Atlantic coastline of southern Brazil (Santa Catarina) by rabbit stroma-polyacrylamide gel affinity column, followed by size-exclusion chromatography on Ultrogel AcA 44. The analysis were performed, especially, on the study of lectin with greater hemagglutinating activity, ACL-I. Among the erythrocytes tested, ACL-I agglutinated, strongly, native rabbit, goat and dog erythrocytes, whose hemagglutinating activity was inhibited by N-acetyl-D-glucosamine, N-acetyl-Dmannosamine, N-acetyl-D-galactosamine and N, N’, N”- triacetylchitotriose. On the other hand, ACL-II agglutinated, preferentially, rabbit and dog erythrocytes, with its hemagglutinating activity inhibited by D-galactose, N-acetyl-D-glucosamine, N-acetyl- D-mannosamine, chitin, N, N’, N”- triacetylchitotriose and fetuin, but not by N-acetyl- D-galactosamine. Both lectins were weakly inhibited by N-acetyl-D-lactosamine. The hemagglutinating activity was independent of divalent cations and it was stable at large range of temperature and pH to ACL-I and ACL-II. ACL-I was resistent to enzymatic proteolysis, but lost 50 % of its activity in the presence of reducing or denaturant agents. This lectin presented a relative molecular mass of 82,300 estimated by SDS-PAGE in the presence or absence of 2-mercaptoethanol, without pre-heating, and it is constituted by six monomeric subunits of 13,900, showing disulphide bridges among them. By FPLC the relative molecular mass was 78,500. Similar to ACL-I, ACL-II showed one unique protein band by SDS-PAGE, in the absence of 2-mercaptoethanol and without pre-heating, whose relative molecular mass was estimated as 80,000 and by gel filtration as 78,000. The isoelectric focusing of ACL-I revealed the presence of one unique protein band with pI of 6.3 and the amino acid composition showed a prevalence of glycine, followed by aspartic acid/asparagine, glutamic acid/glutamine and alanine. Among the biological activities analysed, the ACL-I demonstrated chemotactic, mitogenic and cytotoxic activities, but not antioxidant. The immunohistochemical assays revealed that ACL-I is stored in vesicles, probably inside of spherulous cells of the marine sponge. The lectin showed to be a useful tool in the labelling of transformed cells of breast, colon, lung, ovary and bladder.

Orientador: Lara Durães Sette / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-21T06:41:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Passarini_MichelRodrigoZambrano_D.pdf: 6997453 bytes, checksum: 0a905c32bd8d912eb875c88cff54de8e (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O oceano representa um habitat promissor na busca por novos micro-organismos, os quais podem apresentar capacidade de produzir enzimas de interesse industrial diferentes das produzidas por seus parceiros terrestres. Neste contexto, duas amostras da esponja marinha Dragmacidon reticulatum foram coletadas no litoral Norte do Estado de São Paulo, objetivando a caracterização da diversidade fúngica por métodos dependentes e independentes de cultivo, bem como a avaliação da produção, expressão da enzima e caracterização do gene da lacase. Com relação à parcela cultivada das amostras, 108 fungos filamentosos foram isolados. Destes, 64 ribotipos distintos foram submetidos aos experimentos de taxonomia polifásica e aos relacionados com a lacase. Análises macro- e microscópicas, moleculares (genes ribossomais ITS/28S) e pela técnica de MALDI TOF ICMS, resultaram na caracterização de 38 isolados distribuídos em 23 gêneros pertencentes ao Filo Ascomycota e um ao Filo Zygomycota. Este foram posteriormente depositados na Coleção Brasileira de Micro-organismos de Ambiente e Indústria (CBMAI). Dentre os isolados obtidos, uma potencial espécie nova de Penicillium foi identificada. Os resultados da triagem enzimática permitiram a seleção de dois isolados identificados como Nigrospora sp. CBMAI 1328 (0,30 U L-1) e Arthorpyrenia sp. CBMAI 1330 (0,40 U L-1), os quais foram submetidos à uma nova avaliação da atividade e expressão (RT-PCR) com indução de íons cobre e caracterização do genes da lacase. A adição de íons cobre na concentração de 5 mM, proporcionou aumento das atividades enzimáticas dos isolados CBMAI 1328 e CBMAI 1330 em 3,9X (25,2 U L-1) e 1,2X (9,0 U L-1) após 120 h, respectivamente. Os resultados da expressão dos genes da lacase para o isolado CBMAI 1328 foram os mesmos encontrados pela indução com cobre (maior expressão em 5 mM após 120 h), entretanto para o isolado CBMAI 1330, a maior expressão foi após 96 h sem adição de cobre. Os resultados da caracterização dos genes da lacase revelaram a possivel existência de 3 novos putativos genes de lacases marinhas. Com relação à parcela não cultivada, foi possível a identificação de 7 gêneros e de um fungo não cultivado (uncultured fungi) do Filo Ascomycota bem como 3 gêneros e um fungo não cultivado (uncultured fungi) do Filo Basidiomycota a partir da técnica de DGGE e do sequenciamento direto do gene RNAr ITS e do gene 18S. Em ambas as abordagens utilizadas, a maior diversidade foi encontrada na amostra DR9. Os dados derivados do presente trabalho, ressaltam a importância em se utilizar a taxonomia polifásica, bem como empregar metodologias dependente e independente de cultivo (em paralelo) para um melhor e maior conhecimento da real diversidade em amostras ambientais. Estes resultados ampliam o conhecimento dos fungos filamentosos recuperados de esponjas marinhas e demonstram o potencial biotecnológico destes micro-organismos / Abstract: The ocean represents a promissing habitat in the search for new microorganisms, which may have the ability to produce enzymes of industrial interests different from that produced by their terrestrial counterparts. In this context, two samples of the marine sponge Dragmacidon reticulatum were collected on northern coast of São Paulo State, aiming at the characterization of fungal diversity by cultureddependent and -independent approaches as well as the evaluation of the production, characterization and expression of laccase enzyme gene. Regarding the cultivated portion of the samples, around 108 filamentous fungi were isolated, belonging to 64 different taxonomic groups (ribotypes), which were subjected to enzymatic activity assays. Polyphasic taxonomy approaches (macro- and microscopic, molecular - ITS/28S ribosomal genes - and MALDI TOF ICMS analyses) resulted in the characterization of 38 isolates distributed in 23 genera belonging to the phylum Ascomycota and one to the phylum Zygomycota, which were deposited in the Brazilian Collection of Micro-organisms from Environment and Industry (CBMAI). Among the isolates recovered one possible new species of Penicillium was identified. Enzymatic screening allowed the selection of two isolates identified as Nigrospora sp. CBMAI 1328 (0,30 U L-1) and Arthorpyrenia sp. CBMAI 1330 (0,40 U L-1), which were subjected to a new activity evaluation and expression (RT-PCR) with the induction of copper ions and the laccase genes characterization. The addition of copper ions in a concentration of 5 mM resulted in an increase in the enzymatic activities of CBMAI 1328 and CBMAI 1330 strains in 3,9X (25,2 U L-1) and 1,2X (9,0 U L-1) after 120h, respectively. The results of the expression of the laccase genes for CBMAI 1328 strain were the same found by induction with copper (expression increased in 5 mM after 120 h), however for CBMAI 1330 the higher expression was after 96 h without addition of copper. Results of laccase genes characterization revealed the existence of three possible putative new marine laccase genes. Regarding to the uncultured portion of the samples, from the DGGE and direct sequencing of the ITS rRNA gene and 18S gene approaches, was possible to identify seven species of fungi and one uncultured fungus from phylum Ascomycota and three species and one uncultured fungus from phylum Basidiomycota. For both approaches used the greatest diversity was achieved in the DR9 sample. Data derived from the present work highlight the importance of using polyphasic taxonomy as well as applying culturedependent and culture-independent methodologies (in parallel) in order to have a better and greater knowledge of the real diversity in environmental sample. These results expand the knowledge of fungi recovery from marine sponges and demonstrate the biotechnological potential of these micro-organisms / Doutorado / Genetica de Microorganismos / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

There is interest in the pharmaceutical area in the use of sponges, produced with biopolymers, as matrices for the controlled release of drugs. The biopolymers for pharmaceutical applications must have physicochemical and appropriate mechanical and biocompatibility. Alginate is a biopolymer, obtained from the alginic acid, which has been largely studied due to its ability to incorporate and promote the controlled release of drugs. Gelatin is a protein obtained by hydrolysis of collagen and has been used in obtaining produce hydrogels and sponges with therapeutic properties. Usnic acid (UA) is the most abundant metabolite of the lichen Cladonia substellata has proven antimicrobial, anti-inflammatory, analgesic and healing activities. In this context, the aim of this work was to physicochemical characterization and evaluate the effect of alginate-gelatin sponges, containing usnic acid on wound healing in rats. The sponges were prepared from gelatin, alginate and incorporated with usnic acid in concentrations of 1 and 5% (m/v) and freeze dried. For material characterization were used thermogravimetry/derivative thermogravimetry (TG/DTG), differential scanning calorimetry (DSC), infrared absorption spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM) and mechanical properties tests. The biological assay was performed with 36 rats divided into three groups: without treatment (CTR); treated with inert sponge (ALG/GEL); and treated with the sponge containing usnic acid 5% (AU 5%). After 7 and 14 days, six animals from each group were submitted to euthanasia for histological analysis. The average content of usnic acid was 60.03 and 97.38% for sponges in 1 and 5%, respectively. DSC analysis results show the absence of endothermic peak of UA pure, indicating that the drug was incorporated into the polymer system. TG/DTG curves corroborate with the DSC data and showed that the incorporation of usnic acid has not changed the thermal behavior of sponges. The FTIR spectra of sponges showed a sum corresponding to the event of usnic acid, alginate and gelatin bands, indicating the presence of these compounds in the system. The analysis by SEM showed that the incorporation of different concentrations of UA, in sponges promotes changes in microscopic structure, resulting in different mechanical behaviors. The biological assays in 7 days, showed an inflammatory reaction in the marginal and central portions of the wound, but ALG/ GEL and AU 5% groups, promoted an acceleration in the formation of granulation tissue. In 14 days, in the AU 5% group, was a clear reduction of the inflammatory component even in the central portion of the wound. Additionally, there was a marked reduction in vascular component, when compared to the CTR group with a homogeneous pattern of colagenization type III in the entire length of the scar. In conclusion, the incorporation of usnic acid has not changed the thermal stability of sponges and, in addition, the use of alginate-gelatin sponge and promotes the wound healing and the incorporation of the drug eases wound contraction and a homogeneous deposition of collagen, avoiding the formation of hipertrophic scars. / Existe um interesse na área farmacêutica no uso de esponjas, produzidas com biopolímeros, como matrizes para a liberação controlada de fármacos. Os biopolímeros para aplicações farmacêuticas devem possuir propriedades físico-químicas e mecânicas adequadas, além de serem biocompatíveis. O alginato é um biopolímero, obtido a partir do ácido algínico, que tem sido largamente estudado devido a sua capacidade de incorporar compostos e promover a liberação controlada de fármacos. A gelatina é uma proteína obtida pela hidrólise do colágeno e vem sendo empregada na obtenção de hidrogéis e esponjas com propriedades terapêuticas. O ácido úsnico (AU) é o metabólito mais abundante do líquen Cladonia substellata e possui comprovada atividade antimicrobiana, anti-inflamatória, analgésica e cicatrizante. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi caracterizar físico-quimicamente e avaliar o efeito de esponjas de alginato-gelatina, contendo ácido úsnico sob a cicatrização em ratos. As esponjas foram preparadas a partir do alginato e gelatina, incorporadas com ácido úsnico, nas concentrações de 1 e 5% (m/v) e liofilizadas. Para caracterização do material foram utilizadas a análise termogravimétrica/termogravimétrica derivada (TG/DTG), a calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia de absorção na região do infravermelho (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e testes de propriedades mecânicas. O ensaio biológico foi realizado com 36 ratos divididos em três grupos: sem tratamento (CTR); tratados com esponja inerte (ALG/GEL); e tratados com esponja contendo ácido úsnico a 5% (AU 5%). Após 7 e 14 dias, seis animais de cada grupo foram eutanasiados para análise histológica. O teor médio de ácido úsnico foi de 60,03 e 97,38% nas esponjas de 1 e 5%, respectivamente. Os resultados da análise de DSC mostram a ausência do pico endotérmico referente ao AU puro, indicando que o fármaco foi incorporado ao sistema polimérico. As curvas TG/DTG corroboram com os dados do DSC e mostraram que a incorporação do ácido úsnico não alterou o perfil geral da decomposição térmica das esponjas. Os espectros FTIR das esponjas mostraram um somatório de eventos correspondentes às bandas do ácido úsnico, alginato e gelatina, indicando a presença dos referidos compostos no sistema. A análise por MEV mostrou, que a incorporação de diferentes concentrações de AU, nas esponjas promove alterações na estrutura microscópica, resultando em diferentes comportamentos mecânicos. Os ensaios biológicos em 7 dias, mostram uma reação inflamatória nas porções centrais e marginais da ferida, porém os grupos ALG/GEL e AU 5%, promoveram uma aceleração na formação de tecido de granulação mais maduro. Em 14 dias, no grupo AU 5%, foi nítida a redução do componente inflamatório mesmo na porção central da ferida. Adicionalmente, observou-se uma marcante redução na rede vascular, quando comparado ao grupo CTR, acompanhada de um padrão homogêneo de colagenização tipo III em toda a extensão da cicatriz. Em conclusão, a incorporação do ácido úsnico não alterou a estabilidade térmica das esponjas e, além disso, o uso de esponja de alginato e gelatina favorece a cicatrização de feridas e a incorporação do fármaco facilita a contração da ferida e uma deposição homogênea de colágeno, evitando a formação de cicatrizes antiestéticas.

Esta tese está voltada ao estudo da síntese e caracterização de hidro-esponjas de polímeros condutores estruturados sob a ação do agente molde de alaranjado de metila. A síntese destas hidro-esponjas foi realizada tanto quimicamente quanto eletroquimicamente. Na síntese química, destacam-se as hidro-esponjas de polipirrol, onde os estudos de eletrointumescimento realizados em meio aquoso, tanto a nível macroscópico (via variação de volume) quanto a nível molecular (via FTIR-ATR), mostraram que o material se comporta como um hidrogel apresentando alta capacidade de sofrer uma expansão de volume (um aumento de até 40%) e absorver grandes quantidades de água. No que se refere à síntese eletroquímica, destacam-se os filmes finos de hidro-esponja de polipirrol e de polianilina na forma tubular. Diferenças morfológicas foram analisadas de acordo com a mudança de parâmetros de síntese. Para os filmes de polipirrol, foi realizado um estudo sobre o crescimento da estrutura tridimensional de hidro-esponja via imagens AFM, onde foi observado um aumento significativo nas propriedades eletroquímicas com o aumento da estrutura esponjosa do polipirrol, mostrando grande atividade para aplicação em um sistema supercapacitivo (1200 F.g-1). Para os filmes de polianilina, foi realizado um estudo morfológico, eletroquímico e espectroscópico identificando as mudanças de propriedades provocadas pela nanoestruturação do material. Foi observado que a forma tubular da polianilina provoca uma mudança conformacional na cadeia polimérica refletindo nas propriedades eletroquímicas, principalmente devido ao aumento na população de transportadores de cargas. / The present work is focused on the study of the synthesis and characterization of conducting polymeric hydro-sponges structured by using methyl orange template. The syntheses of the hydro-sponges were performed by both chemical and electrochemical methods. Electro-swelling studies performed were with Polypyrrole hydro-sponges chemically synthezised, at macroscopic level (by volume change) and molecular level (by FTIR-ATR analysis) showing that the material behaves as a hydrogel presenting high ability to undergo large volume changes (until 40%) and to absorb high amounts of water. Regarding the electrochemical synthesis, the hydro-sponges thin films of polypyrrole and polyaniline of nanotubular shape were prepared. Morphological differences were analyzed according to the change in the synthesis parameters. For the polypyrrole films, a study of the growth of the three-dimensional structure was performed by using AFM analysis. A significant increase in the electrochemical properties with the increase of the spongy structure of polypyrrole was observed, leading to high electroactivity opening the possibility to be applied in supercapacitors (1220 F g-1). For the polyaniline films, a morphological, electrochemical and spectroscopic study was performed identifying the change of properties caused by the nanostructuring of the material. It was noted that the tubular shape of the polyaniline causes a conformational change in the polymer chain which reflects in the electrochemical properties, mainly due to the increase in the population of the charge carriers.

Esta tese está voltada ao estudo da síntese e caracterização de hidro-esponjas de polímeros condutores estruturados sob a ação do agente molde de alaranjado de metila. A síntese destas hidro-esponjas foi realizada tanto quimicamente quanto eletroquimicamente. Na síntese química, destacam-se as hidro-esponjas de polipirrol, onde os estudos de eletrointumescimento realizados em meio aquoso, tanto a nível macroscópico (via variação de volume) quanto a nível molecular (via FTIR-ATR), mostraram que o material se comporta como um hidrogel apresentando alta capacidade de sofrer uma expansão de volume (um aumento de até 40%) e absorver grandes quantidades de água. No que se refere à síntese eletroquímica, destacam-se os filmes finos de hidro-esponja de polipirrol e de polianilina na forma tubular. Diferenças morfológicas foram analisadas de acordo com a mudança de parâmetros de síntese. Para os filmes de polipirrol, foi realizado um estudo sobre o crescimento da estrutura tridimensional de hidro-esponja via imagens AFM, onde foi observado um aumento significativo nas propriedades eletroquímicas com o aumento da estrutura esponjosa do polipirrol, mostrando grande atividade para aplicação em um sistema supercapacitivo (1200 F.g-1). Para os filmes de polianilina, foi realizado um estudo morfológico, eletroquímico e espectroscópico identificando as mudanças de propriedades provocadas pela nanoestruturação do material. Foi observado que a forma tubular da polianilina provoca uma mudança conformacional na cadeia polimérica refletindo nas propriedades eletroquímicas, principalmente devido ao aumento na população de transportadores de cargas. / The present work is focused on the study of the synthesis and characterization of conducting polymeric hydro-sponges structured by using methyl orange template. The syntheses of the hydro-sponges were performed by both chemical and electrochemical methods. Electro-swelling studies performed were with Polypyrrole hydro-sponges chemically synthezised, at macroscopic level (by volume change) and molecular level (by FTIR-ATR analysis) showing that the material behaves as a hydrogel presenting high ability to undergo large volume changes (until 40%) and to absorb high amounts of water. Regarding the electrochemical synthesis, the hydro-sponges thin films of polypyrrole and polyaniline of nanotubular shape were prepared. Morphological differences were analyzed according to the change in the synthesis parameters. For the polypyrrole films, a study of the growth of the three-dimensional structure was performed by using AFM analysis. A significant increase in the electrochemical properties with the increase of the spongy structure of polypyrrole was observed, leading to high electroactivity opening the possibility to be applied in supercapacitors (1220 F g-1). For the polyaniline films, a morphological, electrochemical and spectroscopic study was performed identifying the change of properties caused by the nanostructuring of the material. It was noted that the tubular shape of the polyaniline causes a conformational change in the polymer chain which reflects in the electrochemical properties, mainly due to the increase in the population of the charge carriers.

A descoberta de fármacos a partir de produtos isolados de organismos marinhos tem apresentado um grande crescimento nos últimos anos, principalmente devido aos avanços tecnológicos analíticos, síntese química e biotecnologia. Dentre estes, as esponjas representam uma das principais fontes de metabólitos protótipos para diversas atividades, destacando-se os efeitos antitumorais. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo a investigação química e biológica de três esponjas coletadas na costa sul-brasileira: Haliclona tubifera, Polymastia janeirensis e Scopalina ruetzleri. Considerando a correlação entre câncer, distúrbios da coagulação e desbalanço de espécies reativas de oxigênio (EROs), foram realizados ensaios visando a aquisição destas atividades e a identificação de substâncias bioativas. Para a esponja H. tubifera foram observados interessantes efeitos antitumorais em células de glioma e neuroblastoma humano (IC50 < 20 μg/ml), além das atividades antioxidante e anticoagulante para a fração acetato de etila. O composto majoritário desta fração foi isolado como um derivado N-Boc e sua configuração foi estabelecida utilizando um novo protocolo de dicroísmo circular e semissíntese de derivados. Assim, este esfingosídeo de cadeia longa isolado (2R,3R,6R,7Z)-2-amino-7-octadecene-1,3,6-triol, foi denominado halisphingosine A. Um novo composto minoritário, halisphingosine B foi obtido usando técnicas de isolamento em escala nanomolar. Sua configuração absoluta foi estabelecida por comparação com o composto A. Da mesma forma, para a esponja S. ruetzleri, a fração acetato de etila demonstrou os resultados mais promissores. Um potencial efeito anticâncer e de inibição dos radicais peroxila foi observado. Além disso, um efeito modulador da peroxidação lipídica foi evidenciado em ensaio ex vivo de dienos conjugados. Através da análise por RMN de 1H, verificou-se que a fração era majoritariamente constituída por ácidos graxos, os quais foram derivatizados para caracterização por Cromatografia Gasosa (GC/FID). Foram identificados 32 ácidos graxos principalmente poli-insaturados (53%). Ácidos graxos minoritários não usuais para o ambiente marinho também foram caracterizados. A esponja P. janeirensis apresentou os efeitos citotóxicos mais promissores em células de glioma e neuroblastoma humano, com um IC50 < 1,0 μg/ml para o extrato aquoso (pH 6,8), sendo este efeito pH-dependente, uma vez que o extrato (pH 5,8) não alterou a viabilidade celular. Para P. janeirensis, foi também investigado seu potencial de defesa química em modelo de Zebrafish. Foi observado que o extrato aquoso desencadeia um efeito de fuga, alterando significativamente o comportamento espaço-temporal de peixes Danio rerio. Analisando em conjunto, os dados do presente trabalho representam uma nova contribuição para o estudo químico e biológico de espécies de esponjas marinhas da costa sul-brasileira e apontam as potencialidades destas esponjas na busca de moléculas protótipos para fármacos, especialmente relacionados à terapia do câncer. / Drug discovery from marine natural products has increased in the past few years, mainly due to technological advances in spectroscopy, chemical synthesis and biotechnology. Among all marine animals, sponges represent one of the major sources of prototype metabolites for several biological activities, highlighting the antitumor effects. In this context, this study carried out chemical and biological investigation of three sponges collected on the South Brazilian coastline: Haliclona tubifera, Polymastia janeirensis and Scopalina ruetzleri. Considering the correlation between cancer, clotting disorders and imbalance of reactive oxygen species (ROS), experiments were conducted for acquisition of these activities and identification of bioactive compounds. H. tubifera showed an interesting cytotoxic effect in human neuroblastoma and glioma cell lines (IC50 <20 μg/ml), antioxidant and anticoagulant effect for ethyl acetate (EtOAc) fraction. The major compound of EtOAc fraction was isolated as an N-Boc derivative and its configuration was established using a new circular dichroism protocol with the production of semi-synthetic derivatives. This long chain sphingoid base (2R,3R,6R,Z)-2-aminooctadec-7-ene-1,3,6-triol was named as halisphingosine A. A new minor compound, halisphingosine B was obtained using nanomol scale techniques and their absolute configuration was established by comparison with compound A. Likewise, for the sponge S. ruetzleri, the EtOAc fraction showed the most promising results. A potential anticancer effect, inhibition of peroxyl radicals and modulation effect of lipid peroxidation was observed. Fingerprint 1H NMR analysis showed that this fraction is mainly constituted of fatty acids. Through Fatty Acid Methyl Ester (FAMEs) analysis by GC/FID, it was possible to identify 32 fatty acids, of which around 50% were Polyunsaturated Fatty Acids (PUFAs). In addition, some minor unusual fatty acids for the marine biosphere were identified. It was observed for P. janeirensis the most promising cytotoxic effects on human glioma and neuroblastoma cells, with an IC50 <1.0 μg/ml to aqueous extract (pH 6.8), being this effect pH-dependent, since the extract (pH 5.8) did not affect the cell viability. Moreover, P. janeirensis was investigated along their potential chemical defense in Zebrafish model. Aqueous extract trigged an escape effect, significantly altering the spatio-temporal swimming activity of animals. Taken together, the data presented from this study represent a new contribution to chemical and biological research of marine sponge species from South Brazilian coastline, and point the potentialities of sponges to search chemical prototypes for drugs, especially related to cancer therapy.

A descoberta de fármacos a partir de produtos isolados de organismos marinhos tem apresentado um grande crescimento nos últimos anos, principalmente devido aos avanços tecnológicos analíticos, síntese química e biotecnologia. Dentre estes, as esponjas representam uma das principais fontes de metabólitos protótipos para diversas atividades, destacando-se os efeitos antitumorais. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo a investigação química e biológica de três esponjas coletadas na costa sul-brasileira: Haliclona tubifera, Polymastia janeirensis e Scopalina ruetzleri. Considerando a correlação entre câncer, distúrbios da coagulação e desbalanço de espécies reativas de oxigênio (EROs), foram realizados ensaios visando a aquisição destas atividades e a identificação de substâncias bioativas. Para a esponja H. tubifera foram observados interessantes efeitos antitumorais em células de glioma e neuroblastoma humano (IC50 < 20 μg/ml), além das atividades antioxidante e anticoagulante para a fração acetato de etila. O composto majoritário desta fração foi isolado como um derivado N-Boc e sua configuração foi estabelecida utilizando um novo protocolo de dicroísmo circular e semissíntese de derivados. Assim, este esfingosídeo de cadeia longa isolado (2R,3R,6R,7Z)-2-amino-7-octadecene-1,3,6-triol, foi denominado halisphingosine A. Um novo composto minoritário, halisphingosine B foi obtido usando técnicas de isolamento em escala nanomolar. Sua configuração absoluta foi estabelecida por comparação com o composto A. Da mesma forma, para a esponja S. ruetzleri, a fração acetato de etila demonstrou os resultados mais promissores. Um potencial efeito anticâncer e de inibição dos radicais peroxila foi observado. Além disso, um efeito modulador da peroxidação lipídica foi evidenciado em ensaio ex vivo de dienos conjugados. Através da análise por RMN de 1H, verificou-se que a fração era majoritariamente constituída por ácidos graxos, os quais foram derivatizados para caracterização por Cromatografia Gasosa (GC/FID). Foram identificados 32 ácidos graxos principalmente poli-insaturados (53%). Ácidos graxos minoritários não usuais para o ambiente marinho também foram caracterizados. A esponja P. janeirensis apresentou os efeitos citotóxicos mais promissores em células de glioma e neuroblastoma humano, com um IC50 < 1,0 μg/ml para o extrato aquoso (pH 6,8), sendo este efeito pH-dependente, uma vez que o extrato (pH 5,8) não alterou a viabilidade celular. Para P. janeirensis, foi também investigado seu potencial de defesa química em modelo de Zebrafish. Foi observado que o extrato aquoso desencadeia um efeito de fuga, alterando significativamente o comportamento espaço-temporal de peixes Danio rerio. Analisando em conjunto, os dados do presente trabalho representam uma nova contribuição para o estudo químico e biológico de espécies de esponjas marinhas da costa sul-brasileira e apontam as potencialidades destas esponjas na busca de moléculas protótipos para fármacos, especialmente relacionados à terapia do câncer. / Drug discovery from marine natural products has increased in the past few years, mainly due to technological advances in spectroscopy, chemical synthesis and biotechnology. Among all marine animals, sponges represent one of the major sources of prototype metabolites for several biological activities, highlighting the antitumor effects. In this context, this study carried out chemical and biological investigation of three sponges collected on the South Brazilian coastline: Haliclona tubifera, Polymastia janeirensis and Scopalina ruetzleri. Considering the correlation between cancer, clotting disorders and imbalance of reactive oxygen species (ROS), experiments were conducted for acquisition of these activities and identification of bioactive compounds. H. tubifera showed an interesting cytotoxic effect in human neuroblastoma and glioma cell lines (IC50 <20 μg/ml), antioxidant and anticoagulant effect for ethyl acetate (EtOAc) fraction. The major compound of EtOAc fraction was isolated as an N-Boc derivative and its configuration was established using a new circular dichroism protocol with the production of semi-synthetic derivatives. This long chain sphingoid base (2R,3R,6R,Z)-2-aminooctadec-7-ene-1,3,6-triol was named as halisphingosine A. A new minor compound, halisphingosine B was obtained using nanomol scale techniques and their absolute configuration was established by comparison with compound A. Likewise, for the sponge S. ruetzleri, the EtOAc fraction showed the most promising results. A potential anticancer effect, inhibition of peroxyl radicals and modulation effect of lipid peroxidation was observed. Fingerprint 1H NMR analysis showed that this fraction is mainly constituted of fatty acids. Through Fatty Acid Methyl Ester (FAMEs) analysis by GC/FID, it was possible to identify 32 fatty acids, of which around 50% were Polyunsaturated Fatty Acids (PUFAs). In addition, some minor unusual fatty acids for the marine biosphere were identified. It was observed for P. janeirensis the most promising cytotoxic effects on human glioma and neuroblastoma cells, with an IC50 <1.0 μg/ml to aqueous extract (pH 6.8), being this effect pH-dependent, since the extract (pH 5.8) did not affect the cell viability. Moreover, P. janeirensis was investigated along their potential chemical defense in Zebrafish model. Aqueous extract trigged an escape effect, significantly altering the spatio-temporal swimming activity of animals. Taken together, the data presented from this study represent a new contribution to chemical and biological research of marine sponge species from South Brazilian coastline, and point the potentialities of sponges to search chemical prototypes for drugs, especially related to cancer therapy.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Estudos de comunidades de esponjas marinhas são escassos no Brasil, sendo este trabalho pioneiro nessa abordagem para a Ilha Grande - RJ, um local de alta diversidade biológica. A estrutura das assembleias de esponjas marinhas e da comunidade bentônica marinha séssil foi avaliada, a partir de índices descritores de diversidade, em seis pontos da Ilha Grande e ilhas próximas, sendo três do lado continental e três do lado oceânico. As assembleias foram comparadas entre os diferentes lado e profundidade, através da contagem do número de indivíduos e área de cobertura por foto-quadrados. Paralelamente, as esponjas foram coletadas, fixadas e posteriormente identificadas através de metodologia e literatura especializada. Foi encontrado um total de 5.457 indivíduos, representando as Classes Demospongiae e Calcarea, distribuídos em 41 espécies e nove morfotipos, indicando maior diversidade para Lagoa Azul e menor para Parnaióca, sendo o local com maior riqueza a Ilha do Abraão. Dentre as espécies identificadas, quatro dominaram mais de 50% do total e 26 não alcançaram nem 5% da abundância absoluta. Análises de variância por GLM só evidenciaram diferença significativa para profundidade com substratos diferentes (F= 2,79; p<0,04), enquanto o fator lado (F= 2,23; p>0,16) e a interação entre os fatores (F= 1,17; p>0,38) não tiveram diferença estatística. As análises multivariadas de ordenação Cluster e MDS indicaram a formação de quatro assembleias de esponjas: 1) quatro locais com substrato não consolidado; 2) Lagoa Azul com substrato não consolidado; 3) locais oceânicos de substrato rochoso; e 4) locais continentais de substrato consolidado. Já para a comunidade geral, 49 espécies foram encontradas, sendo o Filo Porifera o de maior representatividade específica, apesar das macroalgas terem formado o grupo mais abundante. A comunidade bentônica foi dominada por quatro espécies, que juntas alcançaram média de 50% da cobertura bentônica: alga calcária incrustante, algas formadoras de tapete de turf, a esponja Iotrochota arenosa e o zoantídeo Palythoacaribaeorum. Estatisticamente, o lado continental se mostrou diferente do oceânico, o qual possui maior riqueza, diversidade e uniformidade de espécies, muito provavelmente pelo menor número de espécies dominantes e aliado a isso maior heterogeneidade de habitats, o que promove o aumento da diversidade. Quinze novas espécies estão sendo registradas para a Baía da Ilha Grande, sendo três novas espécies, as quais estão sendo descritas por especialistas, e 12 são novos registros de espécies ou gêneros para a região, evidenciando que a diversidade de esponjas marinhas na BIG é alta e ainda pouco conhecida e que a formação de assembleias pode ser devida a singularidade de cada local, implicando na necessidade de conservação dos costões rochosos da Ilha Grande e cercanias, a qual pode ser manejada através da realização de rápidos levantamentos sobre a riqueza e o número de indivíduos da espécie na região / Marine sponge community studies are scarce in Brazil and this is a pioneering study in this approach on Ilha Grande RJ, a high diversity region. The structure of marine sponges assemblages and sessile marine benthic organisms was evaluated from diversity descriptors index in six sites of Ilha Grande and nearby islands, three in continental side and three on oceanic side. Assemblages were compared between sides and depths counting number of individuals and its coverage area by photo-quadrats method. At the same time, the sponges were collected, fixed and, in lab, identified through specialized methodology and literature. There was a total of 5.457, representing Class Demospongiae and Calcarea, distributed in 41 species and nine morphotypes (50 possible species) with greater diversity to Lagoa Azul on the inside and lower for Parnaióca, outside, while Ilha do Abraão had the greatest richness. Among the identified species, four dominated more than 50% of the total and 26 did not reach even 5% of total abundance. General linear model (GLM) on ANOVA highlighted significant difference only between depths with different substrates (F=2.79; p<0.04), while side (F=2.23; p>0.16) and the interaction between factors did not have differences (F=117; p>0.38). Ordination multivariate analyses, Cluster and MDS, distinguished four sponge assemblages: 1) four sites with unconsolidated substrate; 2) Lagoa Azul with unconsolidated substrate; 3) oceanic sites with hard substratum; 4) continental sites with hard substrate. For the community, 49 species were found and Phylum Porifera was the highest specific representation, despite macroalgae have formed the most abundant group. Encrusting calcareous algae, turf algae, sponge Iotrochotaarenosa, exclusive of the continental side and zoanthid Palythoacaribaeorum added approximately 50% of the benthic cover in all sites. The sides were significantly different with highest richness, diversity and evenness for oceanic side while continental had more abundance of species, most probably due to fewer dominant species. Moreover, greater heterogeneity of habitats may promote increased diversity. The 15 new species now recorded which three are new for science and 12 represent new species or genus records for Ilha Grande Bay revealing this area as one of the highest diverse area in marine sponges from Brazil, despite the low knowlegment. Furthermore, this result implies the need to increase the preservation of the rocky shores of the region and shows that a quick survey of the number of species and their abundance is sufficient to manage a conservation area

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Estudos de comunidades de esponjas marinhas são escassos no Brasil, sendo este trabalho pioneiro nessa abordagem para a Ilha Grande - RJ, um local de alta diversidade biológica. A estrutura das assembleias de esponjas marinhas e da comunidade bentônica marinha séssil foi avaliada, a partir de índices descritores de diversidade, em seis pontos da Ilha Grande e ilhas próximas, sendo três do lado continental e três do lado oceânico. As assembleias foram comparadas entre os diferentes lado e profundidade, através da contagem do número de indivíduos e área de cobertura por foto-quadrados. Paralelamente, as esponjas foram coletadas, fixadas e posteriormente identificadas através de metodologia e literatura especializada. Foi encontrado um total de 5.457 indivíduos, representando as Classes Demospongiae e Calcarea, distribuídos em 41 espécies e nove morfotipos, indicando maior diversidade para Lagoa Azul e menor para Parnaióca, sendo o local com maior riqueza a Ilha do Abraão. Dentre as espécies identificadas, quatro dominaram mais de 50% do total e 26 não alcançaram nem 5% da abundância absoluta. Análises de variância por GLM só evidenciaram diferença significativa para profundidade com substratos diferentes (F= 2,79; p<0,04), enquanto o fator lado (F= 2,23; p>0,16) e a interação entre os fatores (F= 1,17; p>0,38) não tiveram diferença estatística. As análises multivariadas de ordenação Cluster e MDS indicaram a formação de quatro assembleias de esponjas: 1) quatro locais com substrato não consolidado; 2) Lagoa Azul com substrato não consolidado; 3) locais oceânicos de substrato rochoso; e 4) locais continentais de substrato consolidado. Já para a comunidade geral, 49 espécies foram encontradas, sendo o Filo Porifera o de maior representatividade específica, apesar das macroalgas terem formado o grupo mais abundante. A comunidade bentônica foi dominada por quatro espécies, que juntas alcançaram média de 50% da cobertura bentônica: alga calcária incrustante, algas formadoras de tapete de turf, a esponja Iotrochota arenosa e o zoantídeo Palythoacaribaeorum. Estatisticamente, o lado continental se mostrou diferente do oceânico, o qual possui maior riqueza, diversidade e uniformidade de espécies, muito provavelmente pelo menor número de espécies dominantes e aliado a isso maior heterogeneidade de habitats, o que promove o aumento da diversidade. Quinze novas espécies estão sendo registradas para a Baía da Ilha Grande, sendo três novas espécies, as quais estão sendo descritas por especialistas, e 12 são novos registros de espécies ou gêneros para a região, evidenciando que a diversidade de esponjas marinhas na BIG é alta e ainda pouco conhecida e que a formação de assembleias pode ser devida a singularidade de cada local, implicando na necessidade de conservação dos costões rochosos da Ilha Grande e cercanias, a qual pode ser manejada através da realização de rápidos levantamentos sobre a riqueza e o número de indivíduos da espécie na região / Marine sponge community studies are scarce in Brazil and this is a pioneering study in this approach on Ilha Grande RJ, a high diversity region. The structure of marine sponges assemblages and sessile marine benthic organisms was evaluated from diversity descriptors index in six sites of Ilha Grande and nearby islands, three in continental side and three on oceanic side. Assemblages were compared between sides and depths counting number of individuals and its coverage area by photo-quadrats method. At the same time, the sponges were collected, fixed and, in lab, identified through specialized methodology and literature. There was a total of 5.457, representing Class Demospongiae and Calcarea, distributed in 41 species and nine morphotypes (50 possible species) with greater diversity to Lagoa Azul on the inside and lower for Parnaióca, outside, while Ilha do Abraão had the greatest richness. Among the identified species, four dominated more than 50% of the total and 26 did not reach even 5% of total abundance. General linear model (GLM) on ANOVA highlighted significant difference only between depths with different substrates (F=2.79; p<0.04), while side (F=2.23; p>0.16) and the interaction between factors did not have differences (F=117; p>0.38). Ordination multivariate analyses, Cluster and MDS, distinguished four sponge assemblages: 1) four sites with unconsolidated substrate; 2) Lagoa Azul with unconsolidated substrate; 3) oceanic sites with hard substratum; 4) continental sites with hard substrate. For the community, 49 species were found and Phylum Porifera was the highest specific representation, despite macroalgae have formed the most abundant group. Encrusting calcareous algae, turf algae, sponge Iotrochotaarenosa, exclusive of the continental side and zoanthid Palythoacaribaeorum added approximately 50% of the benthic cover in all sites. The sides were significantly different with highest richness, diversity and evenness for oceanic side while continental had more abundance of species, most probably due to fewer dominant species. Moreover, greater heterogeneity of habitats may promote increased diversity. The 15 new species now recorded which three are new for science and 12 represent new species or genus records for Ilha Grande Bay revealing this area as one of the highest diverse area in marine sponges from Brazil, despite the low knowlegment. Furthermore, this result implies the need to increase the preservation of the rocky shores of the region and shows that a quick survey of the number of species and their abundance is sufficient to manage a conservation area