O ácido ƴ-poliglutâmico (ƴ-PGA) é uma homopoliamida aniônica, biodegradável, comestível e atóxica, sintetizada por bactérias do gênero Bacillus, podendo ser utilizado nas indústrias alimentícia e de cosméticos, na medicina e no tratamento de águas residuais. Este trabalho teve como objetivo caracterizar e identificar potenciais aplicações para o ƴ-PGA obtido através do cultivo submerso de Bacillus subtilis BL53, conduzido sob condições otimizadas em trabalhos anteriores. Além disso, foi avaliado o efeito de diferentes inóculos e da adição de precursores da rota metabólica na produção do biopolímero. A melhor condição obtida foi testada em biorreatores com adição de polidimetilsiloxano (PDMS) como carreador de oxigênio, com o objetivo de aumentar a produtividade do biopolímrero. A massa molar média (Mw), obtida através de espalhamento de luz estático, na ordem de 106 g mol-1 não apresentou diferenças significativas para o biopolímero obtido após 48 e 96 h de cultivo. As análises reológicas conduzidas em viscosímetro rotacional indicaram que os polímeros obtidos após 48 e 96 horas apresentaram comportamento Newtoniano, sendo que após 96 horas a viscosidade absoluta foi maior. As análises térmicas (calorimetria diferencial exploratória e análise termogravimétrica) indicaram a temperatura de fusão (Tm) de 134 ºC e 128 ºC e o intervalo de degradação (Td) entre 120 ºC - 190 ºC e 120 ºC - 215 ºC, para os biopolímeros obtidos após 48 e 96 horas de cultivo respectivamente. O caldo LB apresentou-se como o melhor inóculo para a produção de ƴ-PGA. A adição dos precursores L-glutamina e ácido -cetoglutárico aumentou em 20 % a produção do biopolímero. A adição de 10 % de PDMS nos cultivos em biorreatores aumentou o coeficiente volumétrico de transferência de massa (KLa) e a produção e produtividade do ƴ-PGA, sendo produzidos 23.5 g L-1 do biopolímero em 24 horas de cultivo, uma produtividade aproximadamente 40 % superior às obtidas por outros autores utilizando o mesmo microrganismo. / Poly-ƴ-glutamicacid (ƴ-PGA) is an anionic, biodegradable, non-toxic and edible homopolyamide, synthesized by bacteria of the genus Bacillus, being used in food, cosmetics, medicine and waste water treatment. The aim of this study is to characterize and indentify potencial applicatiions for the ƴ-PGA obtained by submerged cultivation of Bacillus subtilis BL53, conducted under optimized conditions in previous studies. We also evaluated the effect of different inoculants and addition of precursors in the metabolic pathway of production of the biopolymer. The best condition obtained yet been tested in bioreactors with addition of polydimethylsiloxane (PDMS) as a carrier of oxygen in order to further increase the productivity of biopolymer. The average molecular weight (Mw) obtained by static light scattering, on the order of 106 g mol-1, showed no significant differences for biopolymer obtained after 48 and 96 h of cultivation. Analyses conducted in rotational viscometer indicated that biopolymers after 48 and 96 h have a Newtonian behavior, and the 96 hours had higher absolute viscosity. The thermal analysis (differential scanning calorimetry and thermo gravimetric analysis) indicated the melting temperature (Tm) as 134 ºC and 128 ºC and degradation temperature range (Td) of 120 ºC - 190 ºC and 120 ºC - 215 ºC, after 48 and 96 hours respectively. It was found that the best inoculum medium for biopolymer production was the LB broth. The addition of the precursors L-glutamine and -ketoglutaric acid increased in 20% the ƴ-PGA production. The addition of 10% of PDMS in bioreactors cultures increased the mass transfer volumetric coefficient (KLa) and the production and productivity of ƴ-PGA, being produced 23.5 g l-1 of the biopolymer in 24 hours of cultivation, a productivity about 40 % higher than those obtained by other authors using the same microorganism.

A correta classificação do tipo de DM leva mais precocemente ao tratamento adequado e atualmente é dividida em 4 categorias: DM tipo 1, DM tipo 2, Outros tipos e Diabete Gestacional. O DM tipo 1 é geralmente auto-imune, surge em geral antes dos 20 anos de idade e é dependente de insulina para impedir a cetoacidose. O DM tipo 2 é responsável por mais de 90% dos casos, acontece em geral após os 45 anos, com história familiar e associado à síndrome metabólica. Na categoria “outros tipos”, o Maturity Onset Diabetes of the Young (MODY) é um subtipo que inicia abaixo dos 25 anos, não-dependente de insulina e apresenta herança dominante. No entanto, apesar da classificação definir essas categorias através de características peculiares, pode existir uma sobreposição de quadros, principalmente no DM que inicia no adulto jovem. Assim, novos sistemas de classificação têm sido propostos, empregando a presença da auto-imunidade (anticorpos) e índices de função de célula β (peptídeo-C) para definir a patogênese e nomenclatura mais específicas. O objetivo desta revisão é descrever e analisar o desempenho destas ferramentas diagnósticas na classificação do DM. Os anticorpos evidenciam a auto-imunidade do DM 1. O IAA (insulin auto-antibody) está presente quando o início do DM se dá, principalmente, antes dos 5 anos de idade e o anti- GAD (glutamic acid decarboxylase) tem seu melhor desempenho nos indivíduos com início da doença acima dos 20 anos, sendo o teste que permanece positivo por mais tempo. A medida do peptídeo-C avalia a reserva pancreática de insulina e deve ser realizada com glicemia entre 70-200 mg/dl. A medida após estímulo é a mais estudada e <1,5 ng/ml define o paciente como DM 1. O estímulo com refeição mista é o recomendado pela ADA, mas o teste com 1 mg de glucagon é mais simples e igualmente acurado. Dados em relação à utilização da classificação baseada na medida de diferentes anticorpos dirigidos ao pâncreas classificação A (anticorpos) e β (peptídeo-C) pode ser adotada como um método acurado, relativamente simples e preciso de classificação de DM. / The correct classification of DM type leads to earlier appropriate treatment and is currently divided into 4 categories: type 1 DM, type 2 DM, Other types and Gestational DM. Type 1 DM is generally autoimmune, it usually appears before the age of 20 years, and depends on insulin to prevent ketoacidosis. Type 2 DM accounts for over 90% of the cases, it usually occurs after the age of 45, with a family history and metabolic syndrome. In the category “other types”, Maturity Onset Diabetes of the Young (MODY) is a subtype that begins before the age of 25, is non-insulin dependent and presents a dominant heritage. However, although the classification defines these categories through peculiar characteristics, there may be superimposed pictures, especially in the case of DM which begins in the young adult. Thus, new classification systems have been proposed, using the presence of autoimmunity (antibodies) and β cell (C-peptide) indexes to define the pathogenesis and more specific nomenclatures. The purpose of this review is to describe and analyze the performance of these diagnostic tools in the classification of DM. The presence of antibodies show the autoimmunity of type 1 DM. IAA (insulin auto-antibody) is present mainly before the age of 5 years, and anti-GAD (glutamic acid decarboxylase) performs best in individuals who begin the disease above the age of 20, and its test remains positive longest. The C-peptide measure evaluates the pancreatic reserve of insulin and should be performed with a glycemia between 70-200 mg/dl. Post-stimulus measuring is more widely studied and <1.5 ng/ml defines the patient as DM1. Stimulation with a mixed meal is recommended by ADA, but the test with 1 mg of glucagon is simpler and just as effective. Data on classification A (antibodies), β (Cpeptide) suggest that it may be adopted as an effective, relatively simple and precise method for DM classification.

O ácido y-poliglutâmico (y-PGA) é um biopolímero solúvel em água, aniônico, atóxico, biodegradável e biocompatível, produzido por Bacillus e que possui aplicações nas áreas química, médica, ambiental e de alimentos. Este trabalho tem como objetivo estudar o processo de produção do y-PGA a partir do cultivo de uma nova linhagem de Bacillus isolada de ambiente amazônico, o Bacillus subtilis BL53. Este estudo inclui a seleção de culturas, a otimização de condições de cultivo e a prospecção de substratos de produção alternativos. A habilidade de produção de y-PGA por linhagens de Bacillus isoladas na região amazônica foi investigada. A linhagem BL53 foi a linhagem selecionada, sendo identificada como Bacillus subtilis, através da análise da seqüência do gene 16S DNAr e de suas características bioquímicas. A avaliação das condições de cultivo submerso foi conduzida em agitador orbital mediante delineamento composto central rotacional (DCCR) que apontou como ponto ótimo de produção de y-PGA, a temperatura de 37 oC, o pH inicial de 6,9 e a concentração de 1,22 mM de Zn2+ suplementada ao Caldo E. Nas condições otimizadas, a produção de y-PGA foi igual a 10,4 g/L, cerca de três vezes maior que a obtida em condições convencionais de cultivo em Caldo E, utilizando a mesma linhagem. A influência da disponibilidade de oxigênio sobre a produção de y-PGA por B. subtilis BL53 foi avaliada em biorreator agitado de 5 L, com o emprego das velocidades de agitação de 500, 750 e 1000 rpm, sendo mantida fixa a taxa de aeração de 2 vvm. A produção de y-PGA mostrou-se altamente dependente da transferência de oxigênio, sendo que o teor de oxigênio dissolvido decaiu rapidamente nas primeiras 15 horas de cultivo, como resultado da elevada demanda de oxigênio pelas bactérias. O aumento na velocidade de agitação no biorreator possibilitou uma maior transferência de oxigênio e induziu o aumento na taxa de consumo de oxigênio pelas bactérias, conduzindo a maior produção e maior produtividade de y-PGA. A intensificação da agitação também influenciou os parâmetros cinéticos de crescimento do Bacillus subtilis BL53, provocando um aumento na velocidade específica de crescimento na fase logarítmica (max) sem provocar a perda da viabilidade celular. Com a utilização da velocidade de agitação de 1000 rpm em biorreator, o tempo de cultivo pode ser reduzido para menos de 48 h, cerca de 50% do tempo necessário para operação a 500 rpm. A investigação de substratos alternativos para produção de y-PGA mostrou o glicerol residual de biodiesel e o resíduo fibroso de soja como substratos promissores, apontando para a possibilidade de investigação em trabalhos futuros. / The poly-gamma-glutamic acid (y-PGA) is a water-soluble biopolymer, anionic, non toxic, biodegradable and biocompatible, it is produced by Bacillus and it has applications in chemical, medical, environmental and food industries. This work aims to study the process of production of y-PGA through cultivation of a new strain of Bacillus isolated from the Amazonian environment, Bacillus subtilis BL53. This study includes the screening of strains, the optimization of culture conditions and the investigation of alternative substrates. The ability of y-PGA production by Bacillus strains isolated from Amazonian environment was investigated. The BL53 strain was selected and identified as Bacillus subtilis, through analysis of 16S rDNA gene sequence and its biochemical characteristics. Evaluation of culture conditions in submerged cultivation was conducted in shaker using central composite design (CCD), which showed the temperature of 37 oC, the initial pH 6.9 and concentration of 1.22 mM Zn2+ in Medium E as the optimal conditions to y-PGA production. Under optimized conditions, the production of y-PGA was 10.4 g/L, about threefold what was obtained using this strain under conventional cultivation in Medium E. The influence of oxygen availability on the production of y-PGA by B. subitlis BL53 was evaluated in a 5 l stirred bioreactor with the use of stirring rates of 500, 750 and 1000 rpm, using a fixed aeration rate of 2 vvm. Production of y-PGA was highly dependent on oxygen transfer, and the dissolved oxygen content decreased rapidly in the first 15 hours of culture as a result of high oxygen demand by bacteria. The increase in stirring rate in the bioreactor allowed a better oxygen transfer and induced a rise in the oxygen uptake rate by bacteria, leading to higher production and higher productivity of y-PGA. The intensification of the stirring also influenced the kinetics growth parameters of Bacillus subtilis BL53, producing an increase in specific growth rate in the logarithmic phase (max) without causing reduction of cell viability. Using the stirring rate of 1000 rpm in a bioreactor, the cultivation time can be reduced to less than 48 h, about 50% of the time required for operation at 500 rpm. The investigation of alternative substrates for the production of y-PGA showed crude glycerol from biodiesel and soybean industrial fibrous residue as promising ones, pointing to research possibilities in future work.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:55:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1014060 bytes, checksum: 693b9366b22260dacb3100b244427c53 (MD5) Previous issue date: 2014-02-17 / Four experiments were conducted to evaluate the effect of the use of four levels of L-glutamine (Gln) and four levels of Glutamic acid + L-glutamine in the diet of piglets after weaning, two performance tests and two tests of intestinal morphohistology. In each test diets were formulated based on corn, soybean meal, cooked corn, dairy products, blood plasma and industrial amino acids. In the performance trial (trial 1) forty-four (44) piglets were distributed in four treatments (T1 - 0.0%; T2 - 0.4%; T3 - 0.8% and T4 - 1.2% of Gln) on five replications, on 4 repetitions with 2 animals per experimental unit and one repetition with 3 animals per experimental unit. The experimental period was of 28 days, with the first period 18-32 days of life, the second instead of 32-46 days of life and overall period 18-46 days. The evaluated parameters were average daily feed intake (ADFI), average daily weight gain (ADG) and feed conversion (F:G). The addition of Gln in the diet did not affect (P> 0.05) performance parameters in periods. In the testing of morphohistology (trial 2) twenty-four (24) piglets of 18 days old were divided into four treatments (T1 - 0.0%, T2 - 0.4%, T3 - 0.8% and T4- 1, 2% of Gln) with six replicates and one animal per experimental unit. The animals were slaughtered at 7 days after weaning (25 days old) to collect samples of the three intestinal portions. The histologic evaluated parameters were villus height, crypt depth and villus height: crypt depth ratio of three segments. The addition of Gln in feed promoted linear and linear-quadratic reduction (P <0.05) in the villus height and crypt depth of the duodenum of piglets respectively. It is concluded that the addition of Gln in diets of piglets after weaning showed no beneficial effects on performance and in maintaining the integrity of the intestinal mucosa of piglets. In the performance test (Test 3) forty-four (44) piglets were distributed among four treatments (T1- 0.0%; T2 - 0.4%; T3-0.8% and T4 - 1.2% of Glutamic acid + Gln) on five replications, on 4 repetitions on 2 animals per experimental unit and one repetition with 3 animals per experimental unit. The experimental period was of 28 days, with the first period 18-32 days of life, the second instead of 32-46 days of life and total period 18-46 days. The evaluated parameters were daily feed intake (ADFI), daily weight gain (ADG) and feed conversion (F:G). Addition of Glutamic Acid + Gln in diets of piglets after weaning improved linearly (P <0.05) ADFI, ADG and F:G in the period 18-32 days of age, however significant effects were not observed (P> 0 , 05) the second instead of 32- 46 days old, since the total period showed a linear improvement (P <0.05) in the ADFI and F:G, and linear-quadratic improvement in ADG. In the testing of morphohistology (test 4) twenty-four (24) piglets of 18 days of age were divided into four treatments (T1 - 0.0%, T2 - 0.4%, T3 0,8% and T4-1 2% of glutamic Acid + Gln) with six replicates and one animal per experimental unit. The animals were slaughtered 7 days after weaning (25 days old) to collect samples of the three intestinal portions. The histologic parameters evaluated were villus height, crypt depth and villus height: crypt depth ratio of three segments. The addition of Glutamic Acid + Gln in the diet of piglets after weaning showed a linear effect (P <0.05) for the parameters of villus height and villus height: crypt depth ratio of duodenal villus height: crypt depth ratio of jejunum, villus height and villus height: crypt depth ratio of the ileum. As for the crypt depth duodenal parameter observed linear-quadratic effect. It is concluded that the addition of Glutamic Acid + Gln in diets of piglets after weaning showed beneficial effects on performance and in maintaining the integrity of the intestinal mucosa of piglets. / Quatro ensaios foram conduzidos para avaliar o efeito da utilização de quatro niveis de L-Glutamina (Gln) e quatro niveis de Ácido Glutâmico + L-Glutamina em dietas para leitões após o desmame, sendo dois ensaios de desempenho e dois ensaios de morfohistologia intestinal. Em cada ensaio as dietas formuladas foram baseadas em milho, farelo de soja, milho cozido, subprodutos lácteos, plasma sanguíneo e aminoácidos industriais. No ensaio de desempenho (ensaio 1) foram utilizados quarenta e quatro (44) leitões distribuidos em quatro tratamentos (T1 0,0%; T2 0,4%; T3- 0,8% e T4- 1,2 % de Gln) com cinco repetições, sendo 4 repetições com 2 animais por unidade experimental e 1 repetição com 3 animais por unidade experimental. O período experimental foi de 28 dias, sendo o período 1 de 18 a 32 dias de vida, período 2 de 32 a 46 dias de vida e no período geral de 18 a 46 dias de vida. Os parametros avaliados foram: consumo de ração diário (CRD), ganho de peso diário (GPD) e conversão alimentar (CA). A adição de Gln na ração não influenciou (P>0,05) os parâmetros de desepenho nos períodos. No ensaio de morfohistologia (ensaio 2) vinte e quatro (24) leitões de 18 dias de vida foram distribuidos em quatro tratamentos (T1 0,0%; T2 0,4%; T3- 0,8% e T4- 1,2 % de Gln) com seis repetições e um animal por cada unidade experimental. Os animais foram abatidos aos 7 dias após o desmame (25 dias de vida) para coleita de amostras das três porções intestinais. Os parâmetros histologicos avaliados foram altura de vilosidade, profundidade de cripta e relação altura de vilosidade:profundidade de cripta dos três segmentos intestinais. A adição de Gln na ração promoveu redução linear e linear-quadratico (P<0,05) na altura das vilosidades e profundidade das criptas do duodeno dos leitões respectivamente. Conclui-se que a adicão de Gln nas rações de leitões após o desmama não apresentou efeitos benéficos sobre o desempenho e na manutenção da integridade da mucosa intestinal dos leitões. No ensaio de desempenho (ensaio 3) foram utilizados quarenta e quatro (44) leitões distribuidos entre quatro tratamentos (T1 0,0%; T2 0,4%; T3- 0,8% e T4- 1,2 % de Ácido Glutâmico + Gln) com cinco repetições, sendo 4 repetições com 2 animais por unidade experimental e 1 repetição com 3 animais por unidade experimental. O período experimental foi de 28 dias, sendo o periodo 1 de 18 a 32 dias de vida, periodo 2 de 32 a 46 dias de vida e no período total de 18 a 46 dias de vida. Os parametros avaliados foram consumo de ração diário (CRD), ganho de peso diario (GPD) e conversão alimentar (CA). A adicão de Ácido Glutâmico + Gln nas dietas de leitões após o desmama melhorou de forma linear (P<0,05) CRD, GPD e CA no período de 18 a 32 dias de idade, entretanto não foram verificados efeitos significativos (P>0,05) no período 2 de 32 a 46 dias de idade, já no periodo total houve melhoría linear (P<0,05) no CRD e CA, e melhoria linear-quadratica no GPD. No ensaio de morfohistologia (ensaio 4) vinte e quatro (24) leitões de 18 dias de vida foram distribuidos em quatro tratamentos (T1 0,0%; T2 0,4%; T3- 0,8% e T4- 1,2 % de Ácido Glutâmico + Gln) com seis repetições e um animal por cada unidade experimental. Os animais foram abatidos aos 7 dias após o desmame (25 dias de vida) para coleta de amostras das três porções intestinais. Os parâmetros histologicos avaliados foram altura de vilosidade, profundidade de cripta e relação altura de vilosidade:profundidade de cripta dos três segmentos intestinais. A adição de Ácido Glutâmico + Gln nas dietas de leitões após o desmame apresentou efeito linear (P<0,05) para os parâmetros de altura de vilosidade e relação altura de vilosidade:profundidade de cripta do duodeno, relação altura de vilosidade:profundidade de cripta do jejuno, altura de vilosidade e relação altura de vilosidade:profundidade de cripta do íleo. Já para o parâmetro profundidade de cripta do duodeno observou-se efeito linear-quadratico. Conclui-se que a adicão de Ácido Glutâmico + Gln nas dietas de leitões após o desmama apresentou efeitos beneficos sobre o desempenho e na manutenção da integridade da mucosa intestinal dos leitões.

O ácido y-poliglutâmico (y-PGA) é um biopolímero solúvel em água, aniônico, atóxico, biodegradável e biocompatível, produzido por Bacillus e que possui aplicações nas áreas química, médica, ambiental e de alimentos. Este trabalho tem como objetivo estudar o processo de produção do y-PGA a partir do cultivo de uma nova linhagem de Bacillus isolada de ambiente amazônico, o Bacillus subtilis BL53. Este estudo inclui a seleção de culturas, a otimização de condições de cultivo e a prospecção de substratos de produção alternativos. A habilidade de produção de y-PGA por linhagens de Bacillus isoladas na região amazônica foi investigada. A linhagem BL53 foi a linhagem selecionada, sendo identificada como Bacillus subtilis, através da análise da seqüência do gene 16S DNAr e de suas características bioquímicas. A avaliação das condições de cultivo submerso foi conduzida em agitador orbital mediante delineamento composto central rotacional (DCCR) que apontou como ponto ótimo de produção de y-PGA, a temperatura de 37 oC, o pH inicial de 6,9 e a concentração de 1,22 mM de Zn2+ suplementada ao Caldo E. Nas condições otimizadas, a produção de y-PGA foi igual a 10,4 g/L, cerca de três vezes maior que a obtida em condições convencionais de cultivo em Caldo E, utilizando a mesma linhagem. A influência da disponibilidade de oxigênio sobre a produção de y-PGA por B. subtilis BL53 foi avaliada em biorreator agitado de 5 L, com o emprego das velocidades de agitação de 500, 750 e 1000 rpm, sendo mantida fixa a taxa de aeração de 2 vvm. A produção de y-PGA mostrou-se altamente dependente da transferência de oxigênio, sendo que o teor de oxigênio dissolvido decaiu rapidamente nas primeiras 15 horas de cultivo, como resultado da elevada demanda de oxigênio pelas bactérias. O aumento na velocidade de agitação no biorreator possibilitou uma maior transferência de oxigênio e induziu o aumento na taxa de consumo de oxigênio pelas bactérias, conduzindo a maior produção e maior produtividade de y-PGA. A intensificação da agitação também influenciou os parâmetros cinéticos de crescimento do Bacillus subtilis BL53, provocando um aumento na velocidade específica de crescimento na fase logarítmica (max) sem provocar a perda da viabilidade celular. Com a utilização da velocidade de agitação de 1000 rpm em biorreator, o tempo de cultivo pode ser reduzido para menos de 48 h, cerca de 50% do tempo necessário para operação a 500 rpm. A investigação de substratos alternativos para produção de y-PGA mostrou o glicerol residual de biodiesel e o resíduo fibroso de soja como substratos promissores, apontando para a possibilidade de investigação em trabalhos futuros. / The poly-gamma-glutamic acid (y-PGA) is a water-soluble biopolymer, anionic, non toxic, biodegradable and biocompatible, it is produced by Bacillus and it has applications in chemical, medical, environmental and food industries. This work aims to study the process of production of y-PGA through cultivation of a new strain of Bacillus isolated from the Amazonian environment, Bacillus subtilis BL53. This study includes the screening of strains, the optimization of culture conditions and the investigation of alternative substrates. The ability of y-PGA production by Bacillus strains isolated from Amazonian environment was investigated. The BL53 strain was selected and identified as Bacillus subtilis, through analysis of 16S rDNA gene sequence and its biochemical characteristics. Evaluation of culture conditions in submerged cultivation was conducted in shaker using central composite design (CCD), which showed the temperature of 37 oC, the initial pH 6.9 and concentration of 1.22 mM Zn2+ in Medium E as the optimal conditions to y-PGA production. Under optimized conditions, the production of y-PGA was 10.4 g/L, about threefold what was obtained using this strain under conventional cultivation in Medium E. The influence of oxygen availability on the production of y-PGA by B. subitlis BL53 was evaluated in a 5 l stirred bioreactor with the use of stirring rates of 500, 750 and 1000 rpm, using a fixed aeration rate of 2 vvm. Production of y-PGA was highly dependent on oxygen transfer, and the dissolved oxygen content decreased rapidly in the first 15 hours of culture as a result of high oxygen demand by bacteria. The increase in stirring rate in the bioreactor allowed a better oxygen transfer and induced a rise in the oxygen uptake rate by bacteria, leading to higher production and higher productivity of y-PGA. The intensification of the stirring also influenced the kinetics growth parameters of Bacillus subtilis BL53, producing an increase in specific growth rate in the logarithmic phase (max) without causing reduction of cell viability. Using the stirring rate of 1000 rpm in a bioreactor, the cultivation time can be reduced to less than 48 h, about 50% of the time required for operation at 500 rpm. The investigation of alternative substrates for the production of y-PGA showed crude glycerol from biodiesel and soybean industrial fibrous residue as promising ones, pointing to research possibilities in future work.

A correta classificação do tipo de DM leva mais precocemente ao tratamento adequado e atualmente é dividida em 4 categorias: DM tipo 1, DM tipo 2, Outros tipos e Diabete Gestacional. O DM tipo 1 é geralmente auto-imune, surge em geral antes dos 20 anos de idade e é dependente de insulina para impedir a cetoacidose. O DM tipo 2 é responsável por mais de 90% dos casos, acontece em geral após os 45 anos, com história familiar e associado à síndrome metabólica. Na categoria “outros tipos”, o Maturity Onset Diabetes of the Young (MODY) é um subtipo que inicia abaixo dos 25 anos, não-dependente de insulina e apresenta herança dominante. No entanto, apesar da classificação definir essas categorias através de características peculiares, pode existir uma sobreposição de quadros, principalmente no DM que inicia no adulto jovem. Assim, novos sistemas de classificação têm sido propostos, empregando a presença da auto-imunidade (anticorpos) e índices de função de célula β (peptídeo-C) para definir a patogênese e nomenclatura mais específicas. O objetivo desta revisão é descrever e analisar o desempenho destas ferramentas diagnósticas na classificação do DM. Os anticorpos evidenciam a auto-imunidade do DM 1. O IAA (insulin auto-antibody) está presente quando o início do DM se dá, principalmente, antes dos 5 anos de idade e o anti- GAD (glutamic acid decarboxylase) tem seu melhor desempenho nos indivíduos com início da doença acima dos 20 anos, sendo o teste que permanece positivo por mais tempo. A medida do peptídeo-C avalia a reserva pancreática de insulina e deve ser realizada com glicemia entre 70-200 mg/dl. A medida após estímulo é a mais estudada e <1,5 ng/ml define o paciente como DM 1. O estímulo com refeição mista é o recomendado pela ADA, mas o teste com 1 mg de glucagon é mais simples e igualmente acurado. Dados em relação à utilização da classificação baseada na medida de diferentes anticorpos dirigidos ao pâncreas classificação A (anticorpos) e β (peptídeo-C) pode ser adotada como um método acurado, relativamente simples e preciso de classificação de DM. / The correct classification of DM type leads to earlier appropriate treatment and is currently divided into 4 categories: type 1 DM, type 2 DM, Other types and Gestational DM. Type 1 DM is generally autoimmune, it usually appears before the age of 20 years, and depends on insulin to prevent ketoacidosis. Type 2 DM accounts for over 90% of the cases, it usually occurs after the age of 45, with a family history and metabolic syndrome. In the category “other types”, Maturity Onset Diabetes of the Young (MODY) is a subtype that begins before the age of 25, is non-insulin dependent and presents a dominant heritage. However, although the classification defines these categories through peculiar characteristics, there may be superimposed pictures, especially in the case of DM which begins in the young adult. Thus, new classification systems have been proposed, using the presence of autoimmunity (antibodies) and β cell (C-peptide) indexes to define the pathogenesis and more specific nomenclatures. The purpose of this review is to describe and analyze the performance of these diagnostic tools in the classification of DM. The presence of antibodies show the autoimmunity of type 1 DM. IAA (insulin auto-antibody) is present mainly before the age of 5 years, and anti-GAD (glutamic acid decarboxylase) performs best in individuals who begin the disease above the age of 20, and its test remains positive longest. The C-peptide measure evaluates the pancreatic reserve of insulin and should be performed with a glycemia between 70-200 mg/dl. Post-stimulus measuring is more widely studied and <1.5 ng/ml defines the patient as DM1. Stimulation with a mixed meal is recommended by ADA, but the test with 1 mg of glucagon is simpler and just as effective. Data on classification A (antibodies), β (Cpeptide) suggest that it may be adopted as an effective, relatively simple and precise method for DM classification.

O ácido ƴ-poliglutâmico (ƴ-PGA) é uma homopoliamida aniônica, biodegradável, comestível e atóxica, sintetizada por bactérias do gênero Bacillus, podendo ser utilizado nas indústrias alimentícia e de cosméticos, na medicina e no tratamento de águas residuais. Este trabalho teve como objetivo caracterizar e identificar potenciais aplicações para o ƴ-PGA obtido através do cultivo submerso de Bacillus subtilis BL53, conduzido sob condições otimizadas em trabalhos anteriores. Além disso, foi avaliado o efeito de diferentes inóculos e da adição de precursores da rota metabólica na produção do biopolímero. A melhor condição obtida foi testada em biorreatores com adição de polidimetilsiloxano (PDMS) como carreador de oxigênio, com o objetivo de aumentar a produtividade do biopolímrero. A massa molar média (Mw), obtida através de espalhamento de luz estático, na ordem de 106 g mol-1 não apresentou diferenças significativas para o biopolímero obtido após 48 e 96 h de cultivo. As análises reológicas conduzidas em viscosímetro rotacional indicaram que os polímeros obtidos após 48 e 96 horas apresentaram comportamento Newtoniano, sendo que após 96 horas a viscosidade absoluta foi maior. As análises térmicas (calorimetria diferencial exploratória e análise termogravimétrica) indicaram a temperatura de fusão (Tm) de 134 ºC e 128 ºC e o intervalo de degradação (Td) entre 120 ºC - 190 ºC e 120 ºC - 215 ºC, para os biopolímeros obtidos após 48 e 96 horas de cultivo respectivamente. O caldo LB apresentou-se como o melhor inóculo para a produção de ƴ-PGA. A adição dos precursores L-glutamina e ácido -cetoglutárico aumentou em 20 % a produção do biopolímero. A adição de 10 % de PDMS nos cultivos em biorreatores aumentou o coeficiente volumétrico de transferência de massa (KLa) e a produção e produtividade do ƴ-PGA, sendo produzidos 23.5 g L-1 do biopolímero em 24 horas de cultivo, uma produtividade aproximadamente 40 % superior às obtidas por outros autores utilizando o mesmo microrganismo. / Poly-ƴ-glutamicacid (ƴ-PGA) is an anionic, biodegradable, non-toxic and edible homopolyamide, synthesized by bacteria of the genus Bacillus, being used in food, cosmetics, medicine and waste water treatment. The aim of this study is to characterize and indentify potencial applicatiions for the ƴ-PGA obtained by submerged cultivation of Bacillus subtilis BL53, conducted under optimized conditions in previous studies. We also evaluated the effect of different inoculants and addition of precursors in the metabolic pathway of production of the biopolymer. The best condition obtained yet been tested in bioreactors with addition of polydimethylsiloxane (PDMS) as a carrier of oxygen in order to further increase the productivity of biopolymer. The average molecular weight (Mw) obtained by static light scattering, on the order of 106 g mol-1, showed no significant differences for biopolymer obtained after 48 and 96 h of cultivation. Analyses conducted in rotational viscometer indicated that biopolymers after 48 and 96 h have a Newtonian behavior, and the 96 hours had higher absolute viscosity. The thermal analysis (differential scanning calorimetry and thermo gravimetric analysis) indicated the melting temperature (Tm) as 134 ºC and 128 ºC and degradation temperature range (Td) of 120 ºC - 190 ºC and 120 ºC - 215 ºC, after 48 and 96 hours respectively. It was found that the best inoculum medium for biopolymer production was the LB broth. The addition of the precursors L-glutamine and -ketoglutaric acid increased in 20% the ƴ-PGA production. The addition of 10% of PDMS in bioreactors cultures increased the mass transfer volumetric coefficient (KLa) and the production and productivity of ƴ-PGA, being produced 23.5 g l-1 of the biopolymer in 24 hours of cultivation, a productivity about 40 % higher than those obtained by other authors using the same microorganism.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A elucidaÃÃo da estrutura do aminoÃcido (C5H9NO4), molibidato (Na2MoO4) e tungstato (Na2WO4) de sÃdio, e Ãxidos nanomoldados (CeO2, ZrO2, TiO2 e Ce0,8Zr0,2O2) foi realizada atravÃs da espectroscopia Raman. O Ãcido L-glutÃmico (C5H9NO4) foi investigado atravÃs de experimentos de espectroscopia Raman, visando avaliar os efeitos da aplicaÃÃo da pressÃo hidrostÃtica em suas propriedades estruturais e vibracionais. As amostras monocristalinas foram obtidas atravÃs do mÃtodo de evaporaÃÃo lenta, gerando duas fases. Para a identificaÃÃo das referidas fases, foram realizados experimentos de difraÃÃo de raios-X (DRX), anÃlise tÃrmica (DSC), espectroscopia na regiÃo do infravermelho (FT-IR) e Raman. Esta Ãltima tÃcnica foi decisiva para a distinÃÃo das duas fases, de modo a complementar o DRX. Quando o Ãcido L-glutÃmico foi submetido a altas pressÃes, foram observado modificaÃÃes em sua estrutura; tais modificaÃÃes ocorridas foram no nÃmero de modos vibracionais e descontinuidade nas curvas nÃmero de onda vs pressÃo; as modificaÃÃes evidenciaram que o cristal da fase &#946; sofreu quatro transiÃÃes de fase estruturais desde a pressÃo ambiente atà 21,5 GPa. Para o cristal da fase &#945;, observou-se trÃs transiÃÃes de fase estruturais, desde a pressÃo ambiente atà 7,5 GPa. Na descompressÃo para a pressÃo ambiente, os espectros originais foram recuperados, indicando que as transiÃÃes de fase sÃo reversÃveis, para as referidas fases &#945; e &#946;. Os experimentos de espectroscopia Raman com variaÃÃo de temperatura dos materiais policristalinos Na2WO4 e Na2MoO4, foram realizados para se obter informaÃÃes sobre a estabilidade estrutural destes sÃlidos. A estabilidade da fase cÃbica dos sistemas Na2WO4 e Na2MoO4 foram verificadas e estes estudos indicaram que os cristais permanecem com tal fase no intervalo de 8-823 K e 15-773 K para Na2WO4 e Na2MoO4, respectivamente. Destaca-se, que sobre o cristal de Na2WO4 houve uma transiÃÃo de fase em 898 K aproximadamente. O cristal de Na2MoO4, por outro lado, exibiu trÃs transiÃÃes de fase em altas temperaturas, 783-803 K, 823-913 K e 943-950 K. Em ambos os cristais as transiÃÃes de fase sÃo de primeira ordem, e evidÃnciadas pelo comportamento dos modos Raman: o splitting de novos modos abaixo de 100 cm-1. Estas transiÃÃes foram relacionadas à inclinaÃÃo e/ou rotaÃÃes dos tetraedros WO4 e MoO4 que provocam uma desordem nos sÃtios WO4 e MoO4, os quais sÃo constituintes da estrutura Na2WO4 e Na2MoO4, respectivamente. A elucidaÃÃo da estrutura de Ãxidos nanoestruturados (monÃxidos e Ãxidos binÃrios) foi realizada por espectroscopia Raman. NanopartÃculas constituÃdas de CeO2, ZrO2 e TiO2, bem como nanoestruturas constituÃdas por CeO2-ZrO2 e Ce0,8Zr0,2O2 foram obtidos. As anÃlises de DRX, propriedades texturais e superficiais foram comparadas atravÃs da espectroscopia Raman, sendo que esta tÃcnica possibilitou a compreensÃo das propriedades estruturais das nanopartÃculas e nanoestruturas. Os referidos sÃlidos mostram ser ativos quando aplicados como catalisadores na desidrataÃÃo do glicerol a acroleina e 1-hidroxicetona, sendo a atividade catalÃtica relacionada à estrutura dos sÃlidos. / Structure determination of aminoacid (C5H9NO4), tungstate (Na2WO4) and molybdate (Na2MoO4), and MOx nanostructureed oxides was performed through Raman spectroscopy. L-glutamic acid was investigated by Raman spectroscopy with the aim of evaluating the effect of the hydrostatic pressure on their structural and vibrational properties. The nanocrystalline samples were obtained by slow evaporation method; and two polymorphic phases were produced. To identify the abovementioned phases, X-ray diffraction (XRD), thermal analysis (DSC), infrared spectra (FT-IR) and Raman spectroscopy experiments were performed. The latter was decisive to distinguish the two phases formed, and was complementary to XRD. When high pressures were applied, modifications in the L-glutamic acid structure were observed. Such a modification was due to vibrational and changes in the wavenumber versus pressure curves. These modifications evidenced that the &#946;-phase of the crystal had four structural phase transitions from room pressure to 21.5 GPa; for &#945;-phase crystal, there structural phase transitions from room pressure to 7.5 GPa. Decompression to room pressure provided the restored original spectra, which indicating that the phase transitions were reversible to the aforesaid phases. Variation of the temperature of the polycrystalline Na2MoO4 and Na2WO4 was performed to obtain information about the structural change occurred the solids. Cubic phase stability of the Na2MoO4 and Na2WO4 was verified and these studies indicated that the crystals maintained the cubic phase in the 8- 823 K and 15 â 773 K range for Na2MoO4 and Na2WO4 crystals, respectively; a first order transition phase was shown through the Raman modes behavior: the splitting of the new modes appeared below to 100 cm-1. These transitions were due to the disorders of MoO4 and WO4 sites from Na2MoO4 and Na2WO4 structure, respectively. The structure determination of nanostructured oxides (monoxides and binary oxides) was investigated by Raman spectroscopy. Nanoparticles mode of CeO2, ZrO2 and TiO2 as well as that of CeO2-ZrO2 and Ce0.08Zr0.2O2 were obtained. XRD analysis, textural and surface properties and Raman spectroscopy, being the latter responsible for a deeper understanding of the structural properties of the nanoparticles and nanostructure when applied as catalysts for glycerol dehydration to acrolein and 1-hydroxyacetone the solids were actives, and actively was related to the solids structure.

INTRODUÇÃO: O transtorno obsessivo-compulsivo (TOC) apresenta prevalência ao longo da vida ao redor de 2%. O tratamento farmacológico de primeira linha para o TOC é feito com inibidores da recaptura de serotonina (IRS). Aproximadamente metade dos pacientes tratados adequadamente com um IRS não apresenta resposta satisfatória. Resultados de estudos de neuroimagem, genéticos e de análise do líquido cefalorraquidiano de portadores de TOC sugerem o envolvimento da disfunção da atividade glutamatérgica na fisiopatologia do TOC. Medicamentos com efeito modulador da atividade glutamatérgica vem sendo testados em pacientes com TOC e alguns deles mostraram-se eficazes. A N-Acetilcisteína (NAC) é um agente modulador da atividade glutamatérgica e antioxidante. Este estudo tem como objetivo principal testar a eficácia da potencialização de IRS com NAC, em comparação com placebo, em pacientes com TOC resistente ao tratamento. MÉTODOS: Estudo duplo cego, randomizado e controlado com placebo, com duração de 16 semanas, conduzido num ambulatório especializado de um hospital terciário (maio/2012 - outubro/2014). Critérios de inclusão: 18-65 anos; diagnóstico principal de TOC, de acordo com os critérios do DSM-IV; falha terapêutica a pelo menos um tratamento farmacológico adequado para o TOC; escore inicial da escala Yale-Brown de Sintomas Obsessivo-Compulsivos (Y-BOCS) >= 16 ou >= 10, se apenas compulsões; e gravidade inicial do TOC pelo menos moderada, de acordo com a escala de gravidade da Impressão Clínica Global. Os medicamentos em uso no momento da randomização foram mantidos nas mesmas doses. A intervenção consistiu na associação de NAC (até 3000 mg/dia) ou placebo. Avaliações cegas foram realizadas antes e ao final da intervenção. Utilizamos como desfecho primário os escores da Y-BOCS. Utilizamos análise de variância não-paramétrica para medidas repetidas. Como desfechos secundários, consideramos a redução dos escores iniciais dos Inventários de Depressão e Ansiedade de Beck, da Y-BOCS Dimensional e da Escala Brown de Avaliação de Crenças. Registro do estudo: clinicaltrials.gov identifier: NCT01555970. RESULTADOS: Foram realizadas 145 consultas de triagem, 129 indivíduos preencheram os critérios de inclusão, 40 foram randomizados (NAC até 3000 mg/dia, n= 18; placebo, n= 22), 39 iniciaram a intervenção e 35 terminaram o estudo. Não houve diferença significativa entre os grupos quanto à taxa de perda (NAC: 1 em 17 [5,9%]; placebo: 3 em 22 [13,6%]; ?2 = 0,63; P= 0,43). Todos os indivíduos melhoraram significativamente ao longo do tempo, de acordo com a redução do escore da Y-BOCS, mas não houve diferenças significativas entre os grupos (NAC: 25,6 [DP= 4,4] para 21,3 [DP= 8,1]; placebo: 24,8 [DP= 3,8] para 21,8 [DP= 6,0]; F= 0,33; P= 0,92). A associação com NAC foi superior ao placebo em relação à melhora da gravidade dos sintomas ansiosos, indicada pela redução do escore do Inventário de Ansiedade de Beck (média [DP]: NAC= 7,8 [11,7]; placebo: -0,55 [7,9]; U= 89; P= 0,02). Não houve diferenças significativas entre os grupos quanto à melhora dos sintomas depressivos, das diferentes dimensões de sintomas de TOC e do nível de insight. CONCLUSÕES: A potencialização de IRS com NAC foi superior ao placebo em relação à melhora da gravidade dos sintomas ansiosos. Entretanto, não houve diferença entre os grupos na melhora da gravidade dos sintomas do TOC / INTRODUCTION: Obsessive-compulsive disorder (OCD) is a debilitating psychiatric disorder with a lifetime prevalence of 2-3%. Treatment guidelines recommend serotonin reuptake inhibitors (SRIs) as the first-line pharmacological treatment for OCD. However, approximately half of patients treated with an adequate trial of SRIs fail to fully respond to treatment. OCD is associated with hyperactivity in cortical-striatum-thalamus-cortical (CSTC) circuits. Cortico-striatal and thalamo-striatal afferents use the excitatory neurotransmitter glutamate, and there is evidence suggesting abnormal glutamate levels and/or homeostasis in OCD patients. Researchers have been testing glutamate-modulating medications in OCD, with some evidence for efficacy. N-Acetylcysteine (NAC), a glutamate-modulating agent, is being considered as an add-on strategy for treatment-resistant OCD. The main objective of this study was to determine if NAC is effective in treatment-resistant OCD patients after 16 weeks of SRI augmentation. METHODS: We conducted a randomized, double blind, placebo-controlled, 16-week trial in an OCD-specialized outpatient clinic at a tertiary hospital (May 2012-October 2014). Inclusion criteria: age between 18-65 years; DSM-IV primary diagnosis of OCD; failure to respond to at least one previous adequate pharmacological treatment for OCD; baseline Yale-Brown Obsessive-Compulsive Scale (Y-BOCS) global score >= 16 or >= 10 if only compulsions are present; OCD symptoms of at least moderate severity on the Clinical Global Impression-Severity subscale. Medications in use at randomization were maintained at the same dose. Assessments were conducted at baseline and end of the study. The primary outcome measure was the Y-BOCS scores. To evaluate the variables group, time, and interaction effects for Y-BOCS scores at all time points, we used nonparametric analysis of variance (ANOVA) with repeated measures. The secondary outcomes were the mean reduction of the baseline Beck Anxiety and Depression Inventories, Dimensional Yale-Brown Obsessive-Compulsive Scale and Brown Assessment of Beliefs Scale scores. Trial registration: clinicaltrials.gov identifier NCT01555970. RESULTS: We assessed 145 patients for eligibility, 129 were eligible, 40 were randomized (NAC up to 3000 mg/day, n= 18; placebo, n= 22), 39 initiated the intervention and 35 completed the trial. Dropout did not significantly differ by treatment group (NAC: 1 of 17 [5.9%]; placebo: 3 of 22 [13.6%]; ?2 = .63; P= .43). Both groups significantly improved over the 16 weeks, as indicated by the reduction of baseline Y-BOCS scores, but there were no significant differences between groups (NAC: 25.6 [SD= 4.4] to 21.3 [DP= 8.1]; placebo: 24.8 [SD= 3.8] to 21.8 [SD= 6.0]; F= .33; P = .92). Adding NAC to SRI was superior to placebo in improving anxiety symptoms, as measured by the reduction of baseline Beck Anxiety Inventory score (mean [SD]: NAC= 7.8 [11.7]; placebo: -.55 [7.9]; U= 89; P= .02). There were no significant differences between groups in regards to the improvement of depressive symptoms, different dimensions of OCD symptoms and insight level. CONCLUSIONS: NAC augmentation of SRI was more effective than placebo in reducing the severity of anxiety symptoms in this sample of treatment-resistant OCD individuals. However, it was not better than placebo in reducing OCD severity

This thesis discusses the structure-function studies on triosephosphate isomerase (TIM) from Plasmodium falciparum (Pf), directed towards understanding the roles of highly conserved residues by site derected mutagenesis. Chapter 1 provides an introductory overview to the relevant literature on triosephosphate isomerase. In addition, this Chapter provides an analysis of conserved residues in TIM, and amino acid diversity at specific positions in the structure using a dataset of 503 TIM sequences. Chapter 2 reports the work on the completely conserved residue, C126 in TIM, which is proximal to the active site. Five mutants, C126S, C126A, C126V, C126M and C126T have been characterized. Crystal structures of 3-phosphoglycolate (PGA) bound C126S mutant and the unliganded forms of the C126S and C126A mutants have been determined at a resolution of 1.7 Å to 2.1 Å. Kinetic studies reveal a ~5 fold drop in kcat for the C126S and C126A mutants, while a ~ 10 fold drop is observed for the other three mutants. All the mutants show reduced stability at lower concentration and higher temperature. Chapter 3 presents the kinetic and structural characterization for the E97Q and E97D mutants of Pf TIM. A 4000 fold reduction in kcat is observed for E97Q, 100 fold reduction for the E97D mutant, while a ~ 9000 fold drop in activity for the control mutant, E165A. A large conformational change for the critical K12 side chain is observed in the crystal structure of the E97Q mutant, while it remains unchanged in the E97D structure. The results are interpreted to invoke a direct role for E97 in the catalytic proton transfer cycle, eliminating the need to invoke the formation of the energetically unfavorable imidazolate anion at H95. Chapter 4 reports investigations with position 96 by the biochemical and structural characterization of single mutants, F96Y, F96A and the double mutants, F96S/S73A and F96S/L167V. F96Y showed ~100 fold drop in activity, F96A revealed ~10 fold drop in activity, while F96S/S73A showed 100 fold lower activity than that of the wild type enzyme. Interestingly, the double mutant F96S/L167V proved to be a partial pseudorevertant, showing 10 fold higher activity than the single mutant, F96S. Chapter 5 describes the cloning, and preliminary kinetic and biophysical characterization of the enzyme, Dm TIM. A survey of disease causing mutations in TIM and the relationship of these sites of mutation to the active site and the dimer interface of TIM is presented in this Chapter.