Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Quimica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T16:38:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 251405.pdf: 21316064 bytes, checksum: 130814c0fb3f9ea15f7f3333bf640877 (MD5) / No presente trabalho foram estudadas suspensões de gliadina não modificada (ou nativa) e reticuladas na ausência e presença de glicerol como plastificante. Para a reticulação foram utilizados hidrocloreto de 1-(3-dimetilaminopropil-3-etil-carbodiimida) [EDC/NHS] e L-cisteína. A caracterização e comparação dos diferentes sistemas foram realizadas através da técnica de espalhamento de raios X a baixos ângulos (SAXS) a qual possibilitou a obtenção dos raios de giro (Rg) e raio da secção transversal (Rc) através da análise de Guinier. De maneira complementar, a análise de Kratky também foi empregada para a investigação das mudanças conformacionais da proteína. A fim de prosseguir a análise do comportamento em suspensão foram estudadas as propriedades viscoelásticas de suspensões de gliadina reticuladas e não reticuladas em presença e ausência de glicerol. Nos experimentos em domínio linear, foram obtidas curvas de viscosidade para os sistemas nativos e reticulados em função da concentração de glicerol como plastificante. Os experimentos oscilatórios permitiram a obtenção dos parâmetros G' (módulo de estocagem ou módulo elástico), G" (módulo de perda) e tan (G"/G'). A variação de concentração tanto de L-cisteína quanto EDC/NHS , perante ausência e presença de glicerol, permitiu considerar a influência do plastificante na velocidade de reticulação e a dependência do tempo para que a mesma ocorra. Para os filmes formados foram realizadas análises de caracterização por calorimetria diferencial exploratória (DSC), análise termogravimétrica (TG ou TGA) e espectroscopia na região do infravermelho (FTIR). Numa segunda etapa foram realizados ensaios mecânicos a diferentes umidades relativas para obtenção dos parâmetros: tensão máxima, deformação na ruptura e módulo elástico ou de Young serão analisados. Com o intuito de se observar mais criteriosamente como a água é absorvida nos filmes, isotermas de adsorção de umidade foram obtidas e, parâmetros matemáticos de ajuste tais como Oswin e BET foram empregados para comparação e adaptação aos dados experimentais obtidos. O presente estudo permitiu considerar as mudanças promovidas pelos agentes de reticulação, EDC/NHS, cisteína e ainda considerar a adição do plastificante no processo de aceleração de reticulação, o qual proporcionou mudanças não somente em suspensão, como também nos biofilmes de gliadina formados. A análise de espalhamento de raio X possibilitou o entendimento das prováveis conformações da gliadina mediante a adição de diferentes agentes de reticulação enquanto que experimentos reológicos viabilizaram o entendimento da proteína em suspensão e de que forma as estruturas previamente discutidas por SAXS puderam contribuir para o comportamento mais ou menos elástico e/ou viscoso. Os biofilmes formados e caracterizados apresentaram diferenças em suas propriedades no que se refere aos diferentes reticulantes, e ainda, quanto a presença e ausência de glicerol como plastificante.

La Enfermedad Celíaca (EC) es una enteropatía crónica de base inmune desencadenada por la ingestión de gluten en pacientes con predisposición genética. Se caracteriza por cambios histológicos severos en la mucosa duodenal definidos por atrofia vellositaria, infiltrado linfocitario e hiperplasia de criptas. Es una patología de alta prevalencia (estimada en un 1% de la población) con una sintomatología variada que puede estar asociada a complicaciones severas. Esta enfermedad ha sido extensamente estudiada utilizando muestras biológicas de pacientes. A pesar de los esfuerzos para desarrollar un modelo animal que reproduzca esta enteropatía, aún no se ha logrado. Usando distintos y complejos esquemas experimentales se han evaluado algunas etapas de la patogenia. Sin embargo, todos los modelos animales desarrollados han logrado replicar sólo algunas etapas del proceso inflamatorio o describir alguno de los mediadores involucrados en la patología, pero ninguno ha logrado modelar la enteropatía en forma plena. En especial, no se han logrado replicar los cambios histológicos característicos observados en el intestino delgado de pacientes con enfermedad celíaca activa. Si bien se conoce con detalle gran parte del mecanismo de patogenia de EC, se ignoran cuáles son las etapas iniciales y en especial, qué factores determinan el inicio de la enteropatía. Por este motivo, el objetivo de este trabajo fue obtener un modelo de inflamación intestinal generada por inductores de la respuesta inmune innata en ratones normales, como posible paso inicial para el desarrollo de una enteropatía más severa y a largo plazo en ratones genéticamente predispuestos. Para ello se optimizó un procedimiento de microcirugía que nos permitió inyectar los mediadores de interés directamente en la luz del intestino delgado. Encontramos que es posible generar enteropatía a las 12 horas en ratones C57BL/6 tanto con la administración de poly (I:C) como con un péptido derivado de gliadina, p31-43. Encontramos que ambos mediadores generan enteropatía por mecanismos diferentes. Por su parte, ambos inductores fueron capaces de generar una enteropatía a largo plazo cuando se emplearon ratones NOD-DQ8, conocidos por presentar sensibilidad al gluten ante ciertas circunstancias. De este modo, con el tratamiento previo de estos ratones con los inductores poly (I:C) o p31-43 y la posterior administración por vía oral de gliadina, obtuvimos dos modelos de enteropatía a largo plazo con características distintivas. En este trabajo mostramos que estos modelos constituyen herramientas muy útiles para el estudio de los mecanismos innatos, tanto moleculares como celulares, que pueden llevar a la generación de procesos crónicos en la mucosa del intestino delgado y conducir al desencadenamiento de EC.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias. Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos / Made available in DSpace on 2012-10-23T05:08:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 241238.pdf: 3838795 bytes, checksum: e5ed94c5cd7958ee65c7906e37405b23 (MD5) / O pão está entre os alimentos mais consumidos mundialmente e a panificação provavelmente é uma das técnicas mais antigas conhecidas. A farinha é um dos ingredientes principais para a formulação do pão de trigo e são as proteínas presentes neste cereal, a gliadina e a glutenina, as responsáveis pelas propriedades de viscoelasticidade da massa através da formação do glúten, dando ao produto final as características de volume e textura desejadas. Uma farinha que não apresenta bons resultados no produto final pode ser suplementada com aditivos capazes de corrigir suas características. Em panificação, quando se pretende enfraquecer a massa, pode-se fazer uso dos agentes redutores, como a L-cisteína, que, através de modificações nas ligações químicas das proteínas, altera o resultado do produto final. As características reológicas da massa assim como as propriedades térmicas e a estrutura podem ser influenciadas pelo uso de aditivos. O objetivo deste trabalho foi avaliar as alterações causadas pela adição de L-cisteína sobre o comportamento das proteínas do trigo, gliadina e glutenina, de forma isolada. O trabalho foi dividido em três capítulos: no primeiro está a revisão da bibliografia e nos capítulos seguintes a parte experimental. No capítulo dois, constam os experimentos que relacionam os efeitos da adição de L-cisteína (100, 200 e 250 ppm) com as propriedades reológicas (reologia dinâmica em função da freqüência de oscilação) e com a formação de ligações dissulfeto (SS) na gliadina e na glutenina. O capítulo três trata das análises térmica (DSC) e microscópica (MEV) verificando as modificações ocasionadas pela L-cisteína (100 e 250 ppm).

O objetivo deste trabalho visou realizar o estudo físico-químico da gliadina em solução, em diferentes solventes e sob variação de pH. Os solventes usados foram H2O deionizada, H2O/EtOH 40/60% v/v e dimetilsulfóxido (DMSO). As técnicas utilizadas foram Espalhamento de Luz (LS), Potencial Zeta (PZ) e Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR). LS revelou a presença de um sistema polidisperso para todas as amostras, com a presença de moléculas pequenas coexistindo com moléculas maiores. O coeficiente de difusão sofreu mudanças com a variação de pH, o que corroborou com os resultados de diâmetro observados. A gliadina em H2O deionizada e DMSO (pH 9,8) apresentaram uma menor distribuição de tamanho. Para as amostras em H2O/EtOH 40/60% v/v este fato foi observado apenas em pH 1,2. A análise de PZ forneceu informações sobre a estabilidade do sistema. Para a amostra em H2O deionizada, a estabilidade foi observada em pH 9,8. Em DMSO verificou-se uma instabilidade, com a presença de várias conformações coexistindo no sistema. A análise de FTIR-ATR mostrou-se adequado para o estudo da estrutura secundária. Em H2O deionizada, a conformação predominante é folhas-β. Em DMSO evidenciou-se uma banda em 1660 cm-1 (relacionado ao desenovelamento da proteína). Já em H2O/EtOH 40/60% v/v a conformação é instável. Em pH 1,2 foi observado um aumento na estrutura helicoidal. As diferentes conformações encontradas para a proteína e sua estabilidade em diferentes solventes e pHs fornecem uma idéia do potencial de aplicação desta proteína como biomaterial, em especial como bioadesivo. / This work presents the physical-chemical study of the gliadin in different solvents and pH, using Light Scattering (LS), Zeta Potential (ZP) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) techniques. The solvents used were H2O, H2O/EtOH 40/60% v/v and dimethylsulfoxide (DMSO). Dynamic Light Scattering (DLS) indicated the presence of a polydispersity system for all samples (small and larger molecules coexisting). Samples in DMSO and H2O showed a lower size distribution at pH 9.8, while samples in H2O/EtOH 40/60% v/v only at pH 1.2. The ZP analysis were used to study the system stability, showing that the gliadin in water at pH 9.8 was the most stable system. In addition, the ZP results suggest that the gliadin in DMSO is unstable due to presence of several conformations of protein at all pH. The ATR-FTIR analysis showed to be appropriate for the secondary structure study, showing that the samples in H2O were predominantly β-sheets. In DMSO an absorption band was observed at 1660 cm-1 (this band indicate the unfolding of the protein). The conformations of samples in H2O/EtOH 40/60% v/v are unstable, besides at pH 1.2 it was observed that the helical structure increased. The several conformations and stabilities for the gliadin at different solvents and pH provide an idea of the application potential of this protein as a biomaterial, with a bioadesive.

O objetivo deste trabalho visou realizar o estudo físico-químico da gliadina em solução, em diferentes solventes e sob variação de pH. Os solventes usados foram H2O deionizada, H2O/EtOH 40/60% v/v e dimetilsulfóxido (DMSO). As técnicas utilizadas foram Espalhamento de Luz (LS), Potencial Zeta (PZ) e Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR). LS revelou a presença de um sistema polidisperso para todas as amostras, com a presença de moléculas pequenas coexistindo com moléculas maiores. O coeficiente de difusão sofreu mudanças com a variação de pH, o que corroborou com os resultados de diâmetro observados. A gliadina em H2O deionizada e DMSO (pH 9,8) apresentaram uma menor distribuição de tamanho. Para as amostras em H2O/EtOH 40/60% v/v este fato foi observado apenas em pH 1,2. A análise de PZ forneceu informações sobre a estabilidade do sistema. Para a amostra em H2O deionizada, a estabilidade foi observada em pH 9,8. Em DMSO verificou-se uma instabilidade, com a presença de várias conformações coexistindo no sistema. A análise de FTIR-ATR mostrou-se adequado para o estudo da estrutura secundária. Em H2O deionizada, a conformação predominante é folhas-β. Em DMSO evidenciou-se uma banda em 1660 cm-1 (relacionado ao desenovelamento da proteína). Já em H2O/EtOH 40/60% v/v a conformação é instável. Em pH 1,2 foi observado um aumento na estrutura helicoidal. As diferentes conformações encontradas para a proteína e sua estabilidade em diferentes solventes e pHs fornecem uma idéia do potencial de aplicação desta proteína como biomaterial, em especial como bioadesivo. / This work presents the physical-chemical study of the gliadin in different solvents and pH, using Light Scattering (LS), Zeta Potential (ZP) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) techniques. The solvents used were H2O, H2O/EtOH 40/60% v/v and dimethylsulfoxide (DMSO). Dynamic Light Scattering (DLS) indicated the presence of a polydispersity system for all samples (small and larger molecules coexisting). Samples in DMSO and H2O showed a lower size distribution at pH 9.8, while samples in H2O/EtOH 40/60% v/v only at pH 1.2. The ZP analysis were used to study the system stability, showing that the gliadin in water at pH 9.8 was the most stable system. In addition, the ZP results suggest that the gliadin in DMSO is unstable due to presence of several conformations of protein at all pH. The ATR-FTIR analysis showed to be appropriate for the secondary structure study, showing that the samples in H2O were predominantly β-sheets. In DMSO an absorption band was observed at 1660 cm-1 (this band indicate the unfolding of the protein). The conformations of samples in H2O/EtOH 40/60% v/v are unstable, besides at pH 1.2 it was observed that the helical structure increased. The several conformations and stabilities for the gliadin at different solvents and pH provide an idea of the application potential of this protein as a biomaterial, with a bioadesive.

O objetivo deste trabalho visou realizar o estudo físico-químico da gliadina em solução, em diferentes solventes e sob variação de pH. Os solventes usados foram H2O deionizada, H2O/EtOH 40/60% v/v e dimetilsulfóxido (DMSO). As técnicas utilizadas foram Espalhamento de Luz (LS), Potencial Zeta (PZ) e Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR). LS revelou a presença de um sistema polidisperso para todas as amostras, com a presença de moléculas pequenas coexistindo com moléculas maiores. O coeficiente de difusão sofreu mudanças com a variação de pH, o que corroborou com os resultados de diâmetro observados. A gliadina em H2O deionizada e DMSO (pH 9,8) apresentaram uma menor distribuição de tamanho. Para as amostras em H2O/EtOH 40/60% v/v este fato foi observado apenas em pH 1,2. A análise de PZ forneceu informações sobre a estabilidade do sistema. Para a amostra em H2O deionizada, a estabilidade foi observada em pH 9,8. Em DMSO verificou-se uma instabilidade, com a presença de várias conformações coexistindo no sistema. A análise de FTIR-ATR mostrou-se adequado para o estudo da estrutura secundária. Em H2O deionizada, a conformação predominante é folhas-β. Em DMSO evidenciou-se uma banda em 1660 cm-1 (relacionado ao desenovelamento da proteína). Já em H2O/EtOH 40/60% v/v a conformação é instável. Em pH 1,2 foi observado um aumento na estrutura helicoidal. As diferentes conformações encontradas para a proteína e sua estabilidade em diferentes solventes e pHs fornecem uma idéia do potencial de aplicação desta proteína como biomaterial, em especial como bioadesivo. / This work presents the physical-chemical study of the gliadin in different solvents and pH, using Light Scattering (LS), Zeta Potential (ZP) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) techniques. The solvents used were H2O, H2O/EtOH 40/60% v/v and dimethylsulfoxide (DMSO). Dynamic Light Scattering (DLS) indicated the presence of a polydispersity system for all samples (small and larger molecules coexisting). Samples in DMSO and H2O showed a lower size distribution at pH 9.8, while samples in H2O/EtOH 40/60% v/v only at pH 1.2. The ZP analysis were used to study the system stability, showing that the gliadin in water at pH 9.8 was the most stable system. In addition, the ZP results suggest that the gliadin in DMSO is unstable due to presence of several conformations of protein at all pH. The ATR-FTIR analysis showed to be appropriate for the secondary structure study, showing that the samples in H2O were predominantly β-sheets. In DMSO an absorption band was observed at 1660 cm-1 (this band indicate the unfolding of the protein). The conformations of samples in H2O/EtOH 40/60% v/v are unstable, besides at pH 1.2 it was observed that the helical structure increased. The several conformations and stabilities for the gliadin at different solvents and pH provide an idea of the application potential of this protein as a biomaterial, with a bioadesive.

Diferentes factores genéticos y ambientales influyen en el desarrollo de la enfermedad celíaca (EC). La evidencia clínica muestra que la lactancia materna prolongada se ha asociado a una incidencia decreciente de EC en niños. Partiendo de la hipótesis de que péptidos del gluten y/o anticuerpos anti-gliadina (AAG) presentes en leche materna (LM) podrían ayudar a prevenir o modular el desarrollo de la EC, nos planteamos estudiar la presencia de AAG y péptidos de gliadina en LM en un grupo de madres con diagnóstico de EC que siguen una dieta sin gluten (DSG) y en un grupo de madres no celiacas con dieta normal (DN), y comparar los niveles de anticuerpos y péptidos de gliadina de ambos grupos de madres, con el fin último de poder establecer una posible relación con el desarrollo de EC en su descendencia. El objetivo secundario fue analizar la respuesta inmune precoz en niños que recibieron LM y con diagnóstico de EC, profundizando en la serología, histología, así como la aparición de depósitos de intestinales de anticuerpos anti-transglutaminasa tisular (anti-TG2). Tras desarrollar un método para detectar AAG en LM, encontramos AAG presentes tanto en la LM de madres EC tras una DSG, como en madres que siguen una DN, por lo que la dieta no sería un factor clave que influya en la presencia de AAG en LM. Se encontró una marcada tendencia hacia una disminución gradual en el contenido de IgA total en la LM de madres con EC a lo largo de los meses, mientras que permanecía estable en las madres no EC. Esta disminución de las concentraciones de IgA en la LM podría reducir la protección de la mucosa del lactante, contribuyendo a la disbiosis y la respuesta proinflamatoria, ambos factores podrían eventualmente favorecer la pérdida de tolerancia al gluten. En cuanto a la detección de péptidos de gluten en LM, la alta variabilidad en los resultados obtenidos en los análisis, indica de presencia de interferentes en las muestras de LM que estarían alterando la cuantificación de los mismos, siendo necesario investigaciones adicionales para conocer o identificar los componentes que están interfiriendo en el análisis. Por último, confirmamos que los depósitos intestinales de anti-TG2 son un evento precoz en el desarrollo de la respuesta inmunológica responsable de la EC, pudiendo preceder a la aparición de anticuerpos anti-TG2, incluso en lactantes pequeños. / Different genetic and environmental factors influence the development of celiac disease (CD). Clinical evidence shows that prolonged breastfeeding has been associated with a decreasing incidence of CD in children. Based on the hypothesis that gluten peptides and / or anti-gliadin antibodies (AGA) present in breast milk (BM) could help prevent or modulate the development of CD, our aim is to study the presence of AGA and gliadin peptides in BM from a group of CD mothers who follow a gluten-free diet (GFD) and from a group of non-coeliac mothers on a normal diet (ND), and to compare the levels of antibodies and gliadin peptides from both groups of mothers, with the ultimate goal of establishing a potential relationship with the development of CD in their offspring. The secondary objective is to analyse the early immune response in children who received BM and with a diagnosis of CD, deepening into the serology, histology, as well as the appearance of intestinal deposits of anti-tissue transglutaminase (anti-TG2) antibodies. After developing a method to detect AGA in BM, we found AGA present both in BM of CD mothers on a longstanding GFD, and in mothers who follow a ND, so that gluten exclusion would not be a key factor that influences the presence of AGA in BM. A marked tendency towards a gradual decrease in the total IgA content in the BM of CD mothers was found over the months, while it remained stable in non-CD mothers. This decrease in IgA concentrations in the BM could reduce the protection at the intestinal mucosal level by contributing to dysbiosis and to a proinflammatory response; both factors could eventually favour losing tolerance to gluten. Regarding the detection of gluten peptides in BM, the high variability in the results obtained in the analyses, indicates the presence of interferences in BM samples that would be altering the quantification of the same, reason why more research is needed on this topic, studying the components that are interfering in the analysis. Finally, we confirmed that intestinal anti-TG2 deposits are an early event in the CD development preceding serum anti-TG2 antibodies detection, even in very young infants. / Diferents factors genètics i ambientals influeixen en el desenvolupament de la malaltia celíaca (MC). L'evidència clínica mostra que la lactància materna prolongada s'ha associat a una incidència decreixent de MC en xiquets. Partint de la hipòtesi que pèptids del gluten i/o anticossos anti-gliadina (AAG) presents en llet materna (LM) podrien ajudar a previndre o modular el desenvolupament de la MC, ens plantegem estudiar la presència d'AAG i pèptids de gliadina en LM en un grup de mares amb diagnòstic de MC que segueixen una dieta sense gluten (DSG) i en un grup de mares no celíaques amb dieta normal (DN), i comparar els nivells d'anticossos i pèptids de gliadina d'ambdós grups de mares, amb el fi últim de poder establir una possible relació amb el desenvolupament de MC en la seua descendència. L'objectiu secundari va ser analitzar la resposta immune precoç en xiquets que van rebre LM i amb diagnòstic de MC, aprofundint en la serologia, histologia, així com l'aparició de depòsits d'intestinals d'anticossos anti-transglutaminasa tissular (anti-TG2). Després de desenvolupar un mètode per a detectar AAG en LM, trobem AAG presents tant en la LM de mares MC després d'una DSG, com en mares que segueixen una DN, per la qual cosa la dieta no seria un factor clau que influeix en la presència d'AAG en LM. Es va trobar una marcada tendència cap a una disminució gradual en el contingut d'IgA total en la LM de mares amb MC al llarg dels mesos, mentre que romania estable en les mares no MC. Esta disminució de les concentracions d'IgA en la LM podria reduir la protecció de la mucosa del lactant, contribuint a la disbiosis i la resposta proinflamatòria, ambdós factors podrien eventualment afavorir la pèrdua de tolerància al gluten. En quant a la detecció de pèptids de gluten en LM, l'alta variabilitat en els resultats obtinguts en les anàlisis, indica de presència d'interferents en les mostres de LM que estarien alterant la quantificació dels mateixos, per la qual cosa es necessita més investigació sobre este tema, estudiant els components que estan interferint en l'anàlisi. Finalment, confirmem que els depòsits intestinals d'anti-TG2 són un esdeveniment precoç en el desenvolupament de la resposta immunològica responsable de la MC, podent precedir a l'aparició d'anticossos anti-TG2, inclús en lactants xicotets. / Roca Llorens, M. (2018). ESTUDIO DE MEDIADORES HUMORALES INMUNOLÓGICOS Y FACTORES DIETÉTICOS DE RIESGO EN LA ENFERMEDAD CELIACA [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/110083 / TESIS

A tese consistiu no estudo por técnicas reológicas da dinâmica de géis e dispersões da gliadina do glúten do trigo em meios de dimetilsulfóxido (DMSO), dimetilformamida (DMF) e formamida puros e em suas misturas com a água. Investigou-se o efeito da temperatura e das concentrações das espécies componentes (proteína e constituintes dos sistemas solventes) sobre o comportamento de fluxo e de deformação dos sistemas. Foram realizados testes em regime estacionário, ensaios transientes e ensaios dinâmicos (oscilatórios). A caracterização da proteína nos diversos meios foi realizada através de técnicas de espalhamento de luz dinâmico e estático e de espalhamento de raios X em baixos ângulos. Esses recursos permitiram descrever a distribuição de populações da proteína nos géis e dispersões, em suas formas livres ou associadas, assim como estimar aspectos de tamanho e mobilidade a partir da determinação dos raios hidrodinâmicos e coeficientes de difusão. As composições de aminoácidos da gliadina, na fração bruta e em uma fração isolada em meio etanólico, foram determinadas por técnicas de CLAE Cromatografia Líquida de Alta Eficiência. Um isolamento preliminar das sub-frações de gliadina foi obtido por outra técnica cromatogrática (FPLC Fast Polymer Liquid Chromatography). Foram ainda desenvolvidos estudos relativos ao efeito de gliadina sobre a bicamada lipídica de vesículas gigantes de fosfolipídio, através da técnica de aspiração por micropipetas, com monitoramento por vídeo-microscopia. O objetivo foi o de se verificar o eventual efeito da proteína sobre a constante de elasticidade, kc, da bicamada. Os resultados obtidos podem ser resumidos como se segue: a) o comportamento viscoelástico apresentado pela gliadina mostrou dependência com a natureza e a composição do meio de dispersão. Foi verificada a ocorrência de comportamento tixotrópico ou reopéxico como função da temperatura e um comportamento cíclico para a viscosidade em função do tempo. b) foi possível correlacionar alguns aspectos da estrutura molecular e polaridade do solvente com a maior ou menor capacidade de formação de gel de gliadina: solventes com regiões apolares mais expressivas, como DMSO e DMF (ε= 47,24 e 38,25, respectivamente) induzem a formação de géis rígidos, enquanto um composto como formamida, destituído de um domínio apolar minimamente significativo e ε maior que o da água (ε = 84), tem capacidade significativamente menor de promover a formação de géis com as mesmas características de rigidez. c) os géis são formados por unidades com raios de giro da ordem de 15Å, além de agregados de tamanhos bem maiores. Considerando-se a massa molar média de 32 350 g/mol para a gliadina em nossa amostra, é de se supor que a proteína encontre-se muito compactada no gel (considere-se que lisozima, com massa molar muito menor, igual a 14300 g/mol, possui raio de giro nesse mesmo valor). Um modelo de enovelamento interpenetrante, proposto em nosso grupo através de métodos de dinâmica molecular para a conformação da gliadina, seria assim compatível com essas observações experimentais. d) gliadina ω, seletivamente extraída por tratamento com etanol, mostrou-se capaz de reduzir a elasticidade de membranas de microvesículas de fosfolipídios, aumentando o valor de sua constante de curvatura kc. Um efeito de saturação foi observado, para razões de massa gliadina/DOPC ~2-3%. e) coeficientes de difusão para dispersões de gliadina são da ordem de 10-10 cm2.s-1, com raios hidrodinâmicos na faixa nm-µm. Duas populações dinamicamente distintas foram identificadas nos géis de gliadina. f) o grau de polidispersão e o tamanho dos agregados mostraram dependência com a concentração da proteína nos géis: são gerados agregados menores (diminuição da massa molar média) em tamanhos mais uniformes (menor polidispersão), com o aumento da concentração de gliadina. Essa mesma tendência de variação é observada como função do tempo, indicando a ocorrência de rearranjos estruturais na fase de envelhecimento dos géis. / The thesis consisted in a rheological study of the dynamics of gels and dispersions of gliadin from wheat gluten in pure dimethylsulfoxide, dimethylformamide or formamide and in their mixtures with water. The effect of temperature and that of the concentration of the component species (protein and solvent constituents) on flow behavior and deformation were evaluated. Steady-state, transient and dynamical (oscillatory) tests were performed. Protein characterization in the various media was performed through dynamic and static light scattering and small angle X ray scattering techniques. The application of techniques allowed to describe the distribution of protein populations in the gels and dispersions, in their free and associated forms, as well as to estimate their size and mobility, through the determination of the hydrodynamical radii and diffusion coefficients. The amino acid compositions of gliadin, both in the crude protein and in an isolated fraction in ethanol, were determined by HPLC technique. A preliminary isolation procedure of gliadin sub-fractions was achieved by another chromatographic technique (FPLC). The effect of gliadin on the phospholipid bilayer of giant vesicles was studied through the technique of micropipet aspiration coupled to videomicroscopy. The aim was to verify the possible effect of protein on the elasticity constant, kC of the bilayer. Results obtained can be summarized as follows: a) the viscoelastic behavior presented by gliadin was found to be dependent on the nature and composition of the dispersing media. Temperature-dependent tixotropic or rheopexic behavior were observed, as well as a cyclic behaviour for viscosity as a function of time. b) it was possible to correlate some aspects of solvent molecular structure and polarity with its greater or lesser capacity of gel formation: solvents with more expressive apolar regions, such as DMSO and DMF (ε = 47,24 and 38,25, respectively) induce formation of rigid gels, whereas a compound such as formamide, devoid of a minimally significant apolar domain and ε greater than that of water (ε = 84), is significantly less able to promote gel formation with the same characteristics of rigidity. c) gels are formed by units with gyration radius around 15Å and also by aggregates of greater size. Considering that the average molar mass in our sample for gliadin is 32350, one can assume that the protein is very densely packed in the gel (consider for instance that lysozyme, with a much lower molar mass, 14300 g/mol, has a gyration radius of this same size). A compact, interpenetrating folding model for gliadin, developed in our group through molecular dynamics, is compatible with such experimental observations. d) ω gliadin, selectively extracted in ethanol, was found to be able to reduce membrane elasticity of phospholipid microvesicles, by increasing its elastic curvature constant kC. A saturation effect was observed, for a mass ratio as low as gliadin/DOPC ~2-3%. e) diffusion coefficients for gliadin dispersions are circa 10-10 cm2.s-1, with hydrodynamical radii in the nm-µm range. Two dynamically distinct populations are identified in the gliadin gels. f) gel polydispersity and aggregate size depend on protein concentration: smaller aggregates (lower average molar mass) of more uniform sizes are produced for increasing gliadin concentration. Variation with time followed the same pattern, indicating that structural rearrangements take place during gel aging.

A tese consistiu no estudo por técnicas reológicas da dinâmica de géis e dispersões da gliadina do glúten do trigo em meios de dimetilsulfóxido (DMSO), dimetilformamida (DMF) e formamida puros e em suas misturas com a água. Investigou-se o efeito da temperatura e das concentrações das espécies componentes (proteína e constituintes dos sistemas solventes) sobre o comportamento de fluxo e de deformação dos sistemas. Foram realizados testes em regime estacionário, ensaios transientes e ensaios dinâmicos (oscilatórios). A caracterização da proteína nos diversos meios foi realizada através de técnicas de espalhamento de luz dinâmico e estático e de espalhamento de raios X em baixos ângulos. Esses recursos permitiram descrever a distribuição de populações da proteína nos géis e dispersões, em suas formas livres ou associadas, assim como estimar aspectos de tamanho e mobilidade a partir da determinação dos raios hidrodinâmicos e coeficientes de difusão. As composições de aminoácidos da gliadina, na fração bruta e em uma fração isolada em meio etanólico, foram determinadas por técnicas de CLAE Cromatografia Líquida de Alta Eficiência. Um isolamento preliminar das sub-frações de gliadina foi obtido por outra técnica cromatogrática (FPLC Fast Polymer Liquid Chromatography). Foram ainda desenvolvidos estudos relativos ao efeito de gliadina sobre a bicamada lipídica de vesículas gigantes de fosfolipídio, através da técnica de aspiração por micropipetas, com monitoramento por vídeo-microscopia. O objetivo foi o de se verificar o eventual efeito da proteína sobre a constante de elasticidade, kc, da bicamada. Os resultados obtidos podem ser resumidos como se segue: a) o comportamento viscoelástico apresentado pela gliadina mostrou dependência com a natureza e a composição do meio de dispersão. Foi verificada a ocorrência de comportamento tixotrópico ou reopéxico como função da temperatura e um comportamento cíclico para a viscosidade em função do tempo. b) foi possível correlacionar alguns aspectos da estrutura molecular e polaridade do solvente com a maior ou menor capacidade de formação de gel de gliadina: solventes com regiões apolares mais expressivas, como DMSO e DMF (ε= 47,24 e 38,25, respectivamente) induzem a formação de géis rígidos, enquanto um composto como formamida, destituído de um domínio apolar minimamente significativo e ε maior que o da água (ε = 84), tem capacidade significativamente menor de promover a formação de géis com as mesmas características de rigidez. c) os géis são formados por unidades com raios de giro da ordem de 15Å, além de agregados de tamanhos bem maiores. Considerando-se a massa molar média de 32 350 g/mol para a gliadina em nossa amostra, é de se supor que a proteína encontre-se muito compactada no gel (considere-se que lisozima, com massa molar muito menor, igual a 14300 g/mol, possui raio de giro nesse mesmo valor). Um modelo de enovelamento interpenetrante, proposto em nosso grupo através de métodos de dinâmica molecular para a conformação da gliadina, seria assim compatível com essas observações experimentais. d) gliadina ω, seletivamente extraída por tratamento com etanol, mostrou-se capaz de reduzir a elasticidade de membranas de microvesículas de fosfolipídios, aumentando o valor de sua constante de curvatura kc. Um efeito de saturação foi observado, para razões de massa gliadina/DOPC ~2-3%. e) coeficientes de difusão para dispersões de gliadina são da ordem de 10-10 cm2.s-1, com raios hidrodinâmicos na faixa nm-µm. Duas populações dinamicamente distintas foram identificadas nos géis de gliadina. f) o grau de polidispersão e o tamanho dos agregados mostraram dependência com a concentração da proteína nos géis: são gerados agregados menores (diminuição da massa molar média) em tamanhos mais uniformes (menor polidispersão), com o aumento da concentração de gliadina. Essa mesma tendência de variação é observada como função do tempo, indicando a ocorrência de rearranjos estruturais na fase de envelhecimento dos géis. / The thesis consisted in a rheological study of the dynamics of gels and dispersions of gliadin from wheat gluten in pure dimethylsulfoxide, dimethylformamide or formamide and in their mixtures with water. The effect of temperature and that of the concentration of the component species (protein and solvent constituents) on flow behavior and deformation were evaluated. Steady-state, transient and dynamical (oscillatory) tests were performed. Protein characterization in the various media was performed through dynamic and static light scattering and small angle X ray scattering techniques. The application of techniques allowed to describe the distribution of protein populations in the gels and dispersions, in their free and associated forms, as well as to estimate their size and mobility, through the determination of the hydrodynamical radii and diffusion coefficients. The amino acid compositions of gliadin, both in the crude protein and in an isolated fraction in ethanol, were determined by HPLC technique. A preliminary isolation procedure of gliadin sub-fractions was achieved by another chromatographic technique (FPLC). The effect of gliadin on the phospholipid bilayer of giant vesicles was studied through the technique of micropipet aspiration coupled to videomicroscopy. The aim was to verify the possible effect of protein on the elasticity constant, kC of the bilayer. Results obtained can be summarized as follows: a) the viscoelastic behavior presented by gliadin was found to be dependent on the nature and composition of the dispersing media. Temperature-dependent tixotropic or rheopexic behavior were observed, as well as a cyclic behaviour for viscosity as a function of time. b) it was possible to correlate some aspects of solvent molecular structure and polarity with its greater or lesser capacity of gel formation: solvents with more expressive apolar regions, such as DMSO and DMF (ε = 47,24 and 38,25, respectively) induce formation of rigid gels, whereas a compound such as formamide, devoid of a minimally significant apolar domain and ε greater than that of water (ε = 84), is significantly less able to promote gel formation with the same characteristics of rigidity. c) gels are formed by units with gyration radius around 15Å and also by aggregates of greater size. Considering that the average molar mass in our sample for gliadin is 32350, one can assume that the protein is very densely packed in the gel (consider for instance that lysozyme, with a much lower molar mass, 14300 g/mol, has a gyration radius of this same size). A compact, interpenetrating folding model for gliadin, developed in our group through molecular dynamics, is compatible with such experimental observations. d) ω gliadin, selectively extracted in ethanol, was found to be able to reduce membrane elasticity of phospholipid microvesicles, by increasing its elastic curvature constant kC. A saturation effect was observed, for a mass ratio as low as gliadin/DOPC ~2-3%. e) diffusion coefficients for gliadin dispersions are circa 10-10 cm2.s-1, with hydrodynamical radii in the nm-µm range. Two dynamically distinct populations are identified in the gliadin gels. f) gel polydispersity and aggregate size depend on protein concentration: smaller aggregates (lower average molar mass) of more uniform sizes are produced for increasing gliadin concentration. Variation with time followed the same pattern, indicating that structural rearrangements take place during gel aging.

A doença celíaca (DC) é uma doença inflamatória induzida pela ingestão de glúten em indivíduos geneticamente predispostos e seu tratamento é baseado em uma dieta sem glúten por toda a vida. A doença celíaca refratária é um problema comum que afeta de 10% a 19% dos pacientes célicos tratados. Provavelmente, a contaminação da dieta por glúten é uma das razões principais para a persistência de sintomas em pacientes celíacos tratados, assim como a ingestão inadvertida de glúten, devido a rotulagem incorreta. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a confiabilidade dos rótulos dos alimentos brasileiros processados, através de testes de contaminação de glúten nos seguintes grupos (a) produtos \"livres de glúten\" - preparados especificamente para a população celíaca; (b) produtos \"naturalmente sem glúten\" feitos com arroz, milho, soja e mandioca, utilizados por toda a população e (c) produtos rotulados com \"contém glúten\", mas que não apresentam glúten em sua composição no rótulo. Foram analisados 213 produtos alimentícios agrupados em: 115 produtos do grupo \"sem glúten\"; 86 produtos do grupo \"naturalmente sem glúten\" e 12 produtos do grupo rotulados com \"contém glúten\". O teor de glúten foi detectado e quantificado por ELISA-R5 (Ridascreen®gliadin) e os resultados foram expressos em ppm e mg/100 g de alimento. A linha de corte foi estabelecida em 20 ppm para a contaminação de glúten. Todas as contaminações por glúten foram confirmadas por Western-blotting. Resultados: (a) alimentos livres de glúten 15 das 115 (13%) apresentaram contaminação por glúten (20 ppm), (b) grupo de alimentos naturalmente sem glúten - 8 de 86 (9,3%) apresentaram contaminação por glúten (20 ppm); (c) grupo de alimentos rotulados com contem glúten - somente 2 de 12 (16,7%) apresentaram contaminação por glúten (20 ppm). A análise de Western-blotting confirmou 36 das 38 (95%) contaminações encontradas no ELISA-R5. CONCLUSÕES: Ambos os grupos de alimentos \"sem glúten\" e \"naturalmente sem glúten\" comercializados no Brasil apresentaram razoável porcentagem de contaminação por glúten, o que dificulta a realização de uma dieta adequada ao paciente celíaco. O grupo de alimentos rotulado \"com glúten\" não apresentou 100% de contaminação, o que revela que a rotulagem desses produtos deve ser feita como uma medida preventiva. Uma maior chance de contaminação pelo glúten foi observada para os produtos a base de arroz (13,6x), soja (13,3x) e milho (9,3x), mas não naqueles à base de mandioca. Em média, encontramos 10,8% (23 de 213) de contaminação de glúten para os alimentos analisados, um panorama positivo para a população brasileira celíaca, principalmente devido ao uso da mandioca, uma alternativa para a farinha de trigo. No entanto, a contaminação de glúten encontrada mostra a importância da quantificação de glúten em todos os alimentos industrializados. / Celiac disease (CD) is an inflammatory disorder induced by ingestion of gluten in genetically predisposed individuals and its treatment is based on a life-time gluten-free diet. Nonresponsive celiac disease is a common problem affecting from 10% to 19% of treated celiac patients. Probably a gluten contamination in diet is one of the major reasons for symptoms persistence in celiac patients as well as an inadvertent gluten intake due to a misleading nutritional label. The aim of this study was to evaluate the reliability of Brazilian processed food labels by testing gluten contamination in (a) gluten-free products - prepared specifically for the celiac population; (b) in naturally gluten-free products made with rice, corn, soy bean and cassava and used by all population and (c) in not gluten-free products labeled to contain gluten but not having it in their composition. We analyzed 213 food samples grouped accordingly to its type: 115 samples of \"gluten-free food, 86 samples of \"naturally gluten-free food and 12 samples of not-gluten free labeled products. The gluten content was detected and quantified by ELISA-R5 (Ridascreen® Gliadin) and the results were expressed in ppm and mg/100 g of food. A cut-off line was established in 20 ppm for gluten contamination. All gluten contaminations were confirmed by Western-blotting. Results: (a) Gluten-free foods - we found 100 of 115 samples (87%) with no contamination (< 20 ppm) and 15 of 115 (13%) showed gluten contamination 20 ppm; (b) Naturally Gluten-free foods - we found 78 of 86 samples (90,7%) showing no contamination (< 20 ppm) and 8 of 86 (9,3%) with gluten levels 20 ppm; (c) Not gluten-free foods - we found 10 of 12 samples (83,3%) showing no contamination (< 20 ppm) and 2 of 12 (16,7%) with gluten contamination 20 ppm. The Western-blotting analysis confirmed 36 of 38 (95%) contaminations found in the ELISA-R5. CONCLUSIONS: Both \"gluten-free and \"naturally gluten-free foods commercialized in Brazil have presented some gluten contamination making a restricted gluten-free diet hard to be achieved by the celiac population. Unexpectedly the not gluten-free group was not entirely contaminated showing a preventive measure in labeling by food companies. A higher odds ratio for gluten contamination was observed for products made with rice (13.6), soy bean (13.3) and corn (9.3) but not to cassava products (not significant). In general, we found a 10.8% (23 of 213) of gluten contamination for all food products analyzed, a positive panorama for the Brazilian celiac population mainly due to cassava products, an alternative for wheat starch. Nevertheless the gluten contamination found here leads us to the importance for a gluten quantification in all industrialized food to guarantee an appropriated diet to the Brazilian celiac group