Gracilaria birdiae Plastino & E.C. Oliveira é uma das principais espécies de agarófitas coletadas no nordeste brasileiro. Devido a sua importância econômica, novos incentivos visando o manejo adequado das populações naturais e a seleção de linhagens mais produtivas para o cultivo em escala comercial dessa espécie são de extrema necessidade. Para atingir esses objetivos, o presente trabalho avaliou primeiramente a fenologia reprodutiva e o tamanho dos indivíduos de uma população natural de G. birdiae localizada na praia de Rio do Fogo, estado do Rio Grande do Norte, Brasil, durante 12 meses. Em seguida, foram investigados aspectos da diversidade intraespecífica de Gracilaria birdiae cultivadas no mar em três profundidades diferentes de cultivo (30, 50 e 80 cm) e em dois períodos distintos (chuvoso e seco). Para os experimentos de cultivo, foram utilizadas quatro linhagens tetrasporofíticas de Gracilaria birdiae: espécimes de coloração vermelha (vm-CE e vm-RN), marrom-esverdeada (me-CE) e verde (vd-CE). Foram desenvolvidos cultivos de curta (30 dias) e longa (120 dias) duração para a obtenção de informações relacionadas ao crescimento, pigmentos, fotossíntese e polissacarídeos dessas linhagens. A população de G. birdiae selecionada para o estudo fenológico apresentou-se fértil durante o ano todo, com baixa frequência de indivíduos inférteis. Além disso, observou-se que o tamanho dos indivíduos dessa população é influenciado pelas mudanças periódicas do ambiente ocasionadas pelos regimes de chuvas e hidrodinamismo. Durante os experimentos de cultivo no mar, os parâmetros ambientais mostraram diferenças significativas entre as estações (chuvosa e seca). Dentre eles, a transparência da água e os nutrientes foram os que mais estiveram relacionados às variações das TCs das linhagens de G. birdiae. O tempo de cultivo também influenciou nessas taxas, e as reduções observadas durante o cultivo de longa duração estiveram relacionadas ao envelhecimento do talo. De maneira geral, as TCs mais elevadas foram registradas durante o período chuvoso, nas profundidades de 30 e 50 cm. O conteúdo pigmentar antes e após os cultivos apresentou reduções significativas, principalmente durante o período seco, sendo consequência da baixa disponibilidade de nutrientes. O rendimento e os teores de 3,6-anidrogalactose obtidos do ágar das linhagens de G. birdiae não apresentaram diferenças entre as estações e profundidades, nem entre as linhagens. O teor de sulfato foi mais elevado durante a estação seca em determinadas profundidades de acordo com a linhagem em questão. As linhagens de Gracilaria birdiae apresentaram valores de fotossíntese máxima (ETRMax) e irradiância de saturação (Ik) distintos entre as estações, com valores mais baixos durante a estação chuvosa. Esses valores estiveram relacionados à fotoaclimatação das linhagens às condições de baixa luminosidade e sugerem às linhagens de G. birdiae características de plantas de \"sombra\" / Gracilaria birdiae Plastino & E.C. Oliveira is the main agarophyte harvested in northeastern Brazil. Due to its economic importance, new incentives for appropriate management of natural bads and the selection of more productive strains for mariculture are extremely necessary. Therefore, this study first evaluated the reproductive phenology and size of individuals from a natural population of G. birdiae located at Rio do Fogo beach, Rio Grande do Norte state, Northeast, Brazil, for 12 months. Subsequently, we investigated aspects of intraspecific diversity of G. birdiae cultivated in the sea at three different depths (30, 50 and 80 cm) and two seasons (rainy and dry). Four strains of tetrasporophytic plants were used: red (rd-CE, rd-RN), greenish-brown (gbw-CE), and green (Gr-CE). Short (30 days) and long (120 days) cultivations were developed to obtain information related to growth, pigments, photosynthesis and polysaccharides of these strains. The natural population of G. birdiae selected for the phenological study presented fertile individuals throughout the year, with low frequency of infertile individuals. In addition, we observed that the size of the individuals was influenced by seasonal changes of the environment caused by the rains and hydrodynamics. During the cultivation experiments, the environmental parameters showed significant differences between seasons (rainy and dry). Water transparency and nutrients were most related to variations in growth rates of G. birdiae strains. The length of the cultivation period also influenced these rates, and reductions observed during the long-term (120 days) were related to the aging of the thallus. In general, highest growth rates were recorded during the rainy season, at depths of 30 and 50 cm. The pigment content before and after the cultivation had significant reductions, particularly during the dry season, as a result of low nutrient availability. The yield and levels of 3,6-anhydrogalactose obtained from agar of G. birdiae strains did not differ between seasons and depths, neither between strains. The sulfate content was highest during the dry season in some depths, according to strain involved. G. birdiae strains showed values of ETRmax and Ik distinct between seasons, with lower values during the rainy season. These values were related to photoacclimation at lower light conditions and suggest to G. birdiae strains characteristics of shade plants

Relógios endógenos controlam grande parte de processos biológicos através de osciladores bioquímicos que coordenam a sinalização de pistas ambientais até vias metabólicas, permitindo a percepção do tempo e adaptação a mudanças rítmicas. Comportamentos cíclicos diários foram primordialmente descritos em plantas e, mais recentemente, têm fornecido informações valiosas sobre os ciclos de retroalimentação da transcrição e tradução de genes que controlam estes osciladores. O florescimento é um exemplo bem conhecido da importância da percepção do comprimento do dia através do relógio, processo intimamente regulado por fotorreceptores e pelos genes centrais e periféricos do relógio biológico. Em organismos multicelulares há uma combinação específica de genes mais expressa em cada tecido, podendo ter funções, fases e períodos diferentes, o que aumenta a complexidade desse mecanismo. Devido a isso, tem-se buscado modelos alternativos mais simples dentro dos eucariotos fotossintetizantes relacionados às plantas terrestres. Modelos simplificados facilitam, por exemplo, a avaliação da combinação de fatores que induzem o estresse e como o relógio biológico se altera, permitindo a antecipação de mudanças ambientais e sincronização da fisiologia com o meio ambiente. Neste trabalho, verificou-se como o relógio circadiano se ajusta ao estresse em 3 diferentes modelos: Gracilaria tenuistipitata (Rhodophyta), Ostreococcus tauri (Chlorophyta) e Saccharum sp (Embryophyta). Para isso, estabeleceu-se em G. tenuistipitata métodos para avaliação de crescimento e da fluorescência da clorofila de modo automático, comprovando da existência de ritmos circadianos. Além disso, após padronização de genes de referência para normalização das RT-qPCRs, o gene TRX ficou superexpresso durante a primeira hora após o déficit hídrico. Já em O. tauri, onde os genes centrais do relógio são conhecidos, mudanças na expressão de LOV-HK e TOC1 estão relacionadas com maior crescimento em baixa e alta temperatura, respectivamente. Uma combinação específica de luz, temperatura e salinidade pode ser um importante indutor de eflorescências que reflete mudanças transcricionais no oscilador central, o que pode ser comparado às florescências de plantas terrestres. Já em Saccharum sp tolerante à seca, ritmos de fotossíntese e de expressão de CCA1 sofrem mudanças de fase em suas oscilações e transcritos de HVA-22 e DRP são significativamente mais expressos sob dessecação. Em suma, o estresse em Saccharum sp reseta o relógio, aumentando o período de oscilação da fotossíntese. Em O. tauri induz maior crescimento, mantendo as características do relógio. Não foi possível avaliar o efeito do estresse no relógio de G. tenuistipitata, mas ferramentas foram desenvolvidas visando este objetivo. Estudos de respostas do relógio podem fornecer informações valiosas para o entendimento da reprodução e crescimento de organismos com elevado potencial de aplicações biotecnológicas. / Endogenous clocks control a large range of biological processes through biochemical oscillators that coordinate the signaling of environmental cues to metabolic pathways, allowing the perception of time and adjust to rhythmic changes. Cyclical daily behaviors were first noticed in plants and, more recently, revealed information about the transcriptional-translational feedback loops of genes that control these oscillators. Flowering is a well-known process where the perception of day length by the clock is intimately regulated by photoreceptors and by the central and peripheric genes of the biological clock. Multicellular organisms have a tissue-specific combination of expressed clock genes that may have different phase and period, increasing the complexity of this mechanism. Due to this reason, alternative models have been proposed for land plants-related photosynthetic eukaryotes. New models can simplify, for example, which combination of factors induce stress and how the biological clock is altered, allowing the anticipation of environmental changes and synchronization of physiology and environmental factors. This work aimed to verify how the biological clock adjusts to different kinds of stresses in 3 species: Gracilaria tenuistipitata (Rhodophyta), Ostreococcus tauri (Chlorophyta) and Saccharum sp (Embryophyta). Automated measurement techniques for growth rate and photosynthesis were stablished for the red alga. This alga also showed, after establishment of reference genes for RT-qPCRs normalization, an overexpression of TRX during the first hour under water deficit. In O. tauri, where the central clock genes are known, changes in LOV-HK and TOC1 gene expression are related to a higher growth rate under low and high temperatures, respectively. Besides, a specific combination of light, temperature and salinity can be an important trigger of seasonal blooms that causes important transcriptional changes at the central oscillator, what is similar to land plants. In Saccharum sp tolerant to drought, photosynthesis rhythms and CCA1 expression change their phase under simulated water deficit and drought responsive transcripts like HVA-22 and DRP are significantly up-regulated. In short, stress resets the clock in Saccharum sp, increasing the period of photosynthesis oscillation. In O.tauri, it induces a higher growth, keeping clock features. It was not possible to verify clock responses to stress in G.tenuistipitata, but methods to do so were stablished. The biological clock responses to stress can provide invaluable information for the better understanding about the growth and reproduction of organisms with a high biotechnological potential

A alga vermelha Gracilaria tenuistipitata tem sido utilizada como matéria prima para a produção de ágar e também como modelo para estudos fisiológicos e moleculares. Este trabalho analisou estratégias de fotoproteção contra a radiação UV dessa macroalga por meio de abordagens fisiológicas e moleculares, considerando a previsão de incremento de radiação UVB nas zonas tropicais do planeta nos próximos anos. Além disso, a interação entre a radiação UV e o suprimento de N foi também investigada. Essa interação estimulou a síntese de aminoácidos tipo micosporinas (MAAs) e outros compostos nitrogenados, o que proporciona proteção contra danos no aparato fotossintetizante. O envolvimento de um fotorreceptor para radiação UVA que regule a síntese de MAAs, com o efeito adicional de um segundo fotorreceptor, para radiação UVB é sugerido. Houve uma dependência da dose de radiação UV para aumento de MAAs. O aumento da intensidade da radiação UV causou efeitos negativos nos parâmetros da fotossíntese. Outra abordagem mostrou que a ausência de UVA causou danos ao DNA, com a presença de dímeros de ciclobutano pirimidina após 48 h de exposição à radiação PAR+UVB. Este estudo alerta para a importância da qualidade da radiação de UV e seu efeito biológico efetivo para danos no DNA e na fotoinibição. Fotoliases podem ter sido ativadas para evitar danos no DNA sob tratamentos com a presença de radiação UVA, tal como o sistema de enzimas antioxidantes, os quais desempenharam um papel secundário na fotoproteção da alga. A composição de carotenoides de G. tenuistipitata foi pouco afetada pelos tratamentos com N e UV. Este é o primeiro trabalho a mostrar a presença de anteraxantina em G. tenuistipitata, e se sugere a existência de um ciclo de xantofilas parcial composto por anteraxantina e zeaxantina. Um aspecto adicional foi o papel fotoprotetor de ficoeritrina, observado quando G. tenuistipitata foi tratada na presença de N, com PAR, UVA e UVB. Finalmente, a produtividade de MAAs por G. tenuistipitata foi estimulada sob tratamentos com radiação PAR+UV e suprimento de N, e se propõe que seja realizada uma aplicação em larga escala dessa alga vermelha para uso dessas substâncias como filtros de UV e antioxidantes. Desta forma, G. tenuistipitata foi capaz de lidar com a radiação UV, principalmente quando suprida com N e UVA, obtendo uma fotoproteção eficaz. Uma vez que se espera um aumento do índice de UV na superfície terrestre nos próximos anos, é possível que os organismos em ambientes oligotróficos sofram maiores impactos negativos causados por esta radiação / The red alga Gracilaria tenuistipitata has been used for the production of agar, as well as a model to physiological and molecular studies. This study analysed the photoprotective strategies of this macroalga against UV radiation through physiological and molecular approaches, considering the UV increase in tropical zones predicted by physical models. The interactive role of nitrogen supply and UV radiation was also investigated. The synthesis of mycosporine-like amino acids (MAAs) and other nitrogenous compounds was stimulated by both UVR and nitrogen, providing photoprotection against damages to photosynthetic apparatus. The involvement of a UVA-photoreceptor in the photocontrol of accumulation of MAAs and an additional effect with further activation of a second UVB-photoreceptor were suggested. There was a dependence of UV radiation dosis on MAAs accumulation. The increase of the UV irradiance caused a negative effect on the photosynthetic activity. The absence of UVA radiation caused DNA damage, with presence of cyclobutane-pirimidin dimmers after 48 h of exposure to PAR+UVB. This study shows the importance of light quality in the UV range and the biological effective irradiances to confer DNA damage and photoinhibition. Photolyases could be activated to avoid DNA damages under UVA treatments, as well as the antioxidant system, which had a possible secondary role on the photoprotection mechanisms. Carotenoid composition of G. tenuistipitata was slightly affected by UV and N treatments. This is the first study to show anteraxanthin in G. tenuistipitata, and the existence of a partial xanthophyll cycle is proposed, based on antheraxanthin and zeaxanthin. A further aspect observed was a photoprotective role of phycoerithrin in G. tenuistipitata, under the presence of UVA and UVB plus N supplement. Finally, MAAs productivity of G. tenuistipitata was stimulated under PAR+UV radiation and N supply, and we propose a large-scale application of this red alga for the use of these substances as photoprotector by both UV-screen and antioxidant capacities. Therefore, G. tenuistipitata was able to acclimate to UV radiation, under N-supply and UVA radiation i. e. efficient photoprotection and, considering the foreseen UV increment in the next years, its possible that oligotrophic organisms will suffer more with the negative effects of this radiation

O uso da metabolômica ambiental tem sido usada para avaliar a interação dos organismos com o ambiente. Apesar do alto impacto que os metais têm no ambiente, essa abordagem analítica ainda está em seu início, em especial para as macroalgas. Como membro do primeiro nível trófico da cadeia alimentar marinha, fornecendo nutrientes e microelementos para os níveis superiores, as macroalgas são um alvo apropriado tanto para o desenvolvimento de ensaios toxicológicos quanto como bioindicador de degradação do ambiente marinho. Também por causa da sua posição na cadeia alimentar, essas macrófitas são consideradas o principal vetor para a magnificação desses elementos tóxicos. Os efeitos tóxicos dos metais sobre o ambiente aquático são documentados e bem conhecidos, mas relacionam principalmente ao desbalanço do potencial redox intracelular e, assim, o estresse oxidativo em organismos vivos. Com o objetivo de compreender a relação das macroalgas com o metal essencial Cu2+ e o metal não essencial Cd2+, a macroalga vermelha Gracilaria domingensis foi selecionada. Após 48h de exposição aos metais em águas do mar sintética e natural, as amostras foram extraídas e analisadas em cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas. Em seguida, os dados foram pré-processados e pré-tratados para serem utilizados nas análises estatísticas multivariadas (AEM) de PCA e OPLS-DA. A G. domingensis exposta aos metais em água do mar sintética não foram significativamente influenciadas, como indicado pela MVA e pela análise de vias. Apesar disso, alterações significativas foram observadas na exposição aos metais em água do mar natural. Os principais resultados para o Cu2+ foram a interação do metabolismo de glicina, serina e treonina com o metabolismo de glioxilato e dicarboxilato. Foi sugerido que a macroalga poderia estar alterando o modo de adquirir carbono para uma via não fotossintetizante, uma vez que essa via está prejudicada na exposição ao metal. Também, o metabolismo de fenilalanina foi impactado por essa exposição, uma vez que é uma via fundamental para sintetizar compostos fenólicos antioxidantes. Por outro lado, apesar de oito vias terem sido identificadas como significativamente alteradas na exposição ao Cd2+, somente o metabolismo de arginina e prolina parece ter sido significativamente influenciado com o objetivo de produzir prolina, um aminoácido reconhecido por suas propriedades antioxidantes e protetoras em organismos estressados por metais. Em conclusão, os metais essenciais e não essenciais parecem ter mecanismos diferentes na tentativa de promover o combate aos danos gerados pela exposição aos metais. / The environmental metabolomics approach has been used to evaluate the interaction of organisms with their environment. Besides the high impact metals have on the environment, this method of analysis is still in its infancy, in special for macroalgae. As members of the first trophic level in the marine food chain, providing nutrients and microelements to upper levels, macroalgae are appropriate target organisms both for the development of toxicological assays and as a bioindicator of marine degradation. Also, because of their marine food chain position, these macrophytes are considered the main vectors to magnify these toxic elements. The toxic effects of metals on the aquatic environment are documented and well known, but regards mainly to the unbalance of intracellular redox potential and, therefore, oxidative stress in living organisms. In order to understand the relationship of macroalgae with the essential metal Cu2+ and the non-essential metal Cd2+, the red macroalga Gracilaria domingensis was chosen. After 48h of metal exposure in synthetic and natural seawater, the samples were extracted and analysed in gas chromatograph coupled to mass spectrometry. Afterward, the data were preprocessed and pretreated for the multivariative analysis (MVA) with PCA and OPLS-DA statistics. G. domingensis exposed to metals in synthetic seawater were not significantly affected, as indicated by MVA and pathway analysis. Though, significant changes were observed on exposure to metals in natural seawater. The main results for Cu2+ were the interlay of glycine, serine and threonine metabolism with glyoxylate and dicarboxylate metabolism. It was suggested that the macroalga could be shifting the metabolism to acquire carbon from a non-photosynthetic pathway, since it is injured on metal exposure. Also, phenylalanine metabolism was impacted by this metal exposure, since it is a pivotal source of phenolic antioxidant compounds. On the other hand, besides eigth pathways were identified as significantly changed on Cd2+ exposure, only arginine and proline metabolism seemed to be significantly affected, in order to produce proline, known for its antioxidative and protective properties in metal stressed organims. In conclusion, essential and non essential metals seem to have distinct mechanism to mitigate the damaged caused by metal exposure.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:59:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 11547635 bytes, checksum: 739cb4964a8def929d78cf583cde39cd (MD5) Previous issue date: 2012-02-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Marine organisms are potentially prolific sources of bioactive secondary metabolites that might represent useful leads in the development of new pharmaceutical agents. Red algae are considered the main source of many biologically active metabolites in comparison to other algal classes and they comprise about 8,000 species. In northeastern Brazil littoral areas, red seaweeds like Gracilaria are abundant species. The red algae Gracilaria birdiae, Gracilaria caudata, Gracilaria cervicornis and Gracilaria domingensis (family Gracilariaceae) collected on the coast of Paraíba were targets of our scientific interest in order to know their active constituents due to the lack of chemical and pharmacological data in scientific literature. A collaboration with Professor Vassilios Roussis, University of Athens (Greece), through financial support of the Programa de Doutorado no País com Estágio no Exterior (PDEE/CAPES) was added to this research. Through this partnership, the phytochemical study of the red alga Sphaerococcus coronopifolius (family Sphaerococcaceae) collected in the Ionian Sea (Greece) was also performed since this species has been subject of previous chemical investigations and has an acknowledged excellent phytochemical profile. Suitable chromatographic and spectroscopic methods were used to accomplish those objectives. The analysis of the algae from the genus Gracilaria allowed the identification of a fraction rich in hydrocarbons, and the isolation and identification of a sterol and a fatty acid from the alga G. caudata, as well as the analysis and characterization of methyl esters of fatty acids of the CH2Cl2/MeOH extracts of the four species under study. The study of the alga Sphaerococcus coronopifolius resulted in the isolation and purification of twenty terpenes, being three new ones, one first isolated in the species, one first isolated in the species when collected in the Ionian Sea (Greece) and other re-isolated in order to obtain material for biological tests. / Organismos marinhos são fontes potencialmente geradoras de metabólitos secundários bioativos que podem representar ferramentas úteis no desenvolvimento de novos fármacos. As algas vermelhas são consideradas a principal fonte de muitos metabólitos biologicamente ativos, quando comparadas com outras classes de algas, e compreendem cerca de 8000 espécies. Nas áreas litorâneas do Nordeste brasileiro, as algas vermelhas, como do gênero Gracilaria, são espécies abundantes. As rodofíceas Gracilaria birdiae, Gracilaria caudata, Gracilaria cervicornis e Gracilaria domingensis (família Gracilariaceae) coletadas no litoral paraibano foram alvos do nosso interesse científico com o objetivo de conhecer seus princípios ativos, considerando-se que, na literatura científica, são quase inexistentes quaisquer dados químicos ou farmacológicos. Somou-se a esta pesquisa, uma colaboração com o Prof. Dr. Vassilios Roussis da Universidade de Atenas (Grécia), por intermédio do Programa de Doutorado no País com Estágio no Exterior (PDEE/CAPES). Através desta parceria, realizou-se também o estudo químico da alga vermelha Sphaerococcus coronopifolius (família Sphaerococcaceae) coletada no mar Jônico (Grécia), tendo em vista que esta espécie já foi alvo de investigações químicas prévias e apresenta, reconhecidamente, um excelente perfil químico. Para o cumprimento desses objetivos, foram utilizados métodos cromatográficos e espectroscópicos adequados. A análise das algas do gênero Gracilaria permitiu a identificação de uma fração rica em hidrocarbonetos, e o isolamento e identificação de um esterol e um ácido graxo na alga G. caudata, bem como a análise e caracterização dos ésteres metílicos de ácidos graxos dos extratos CH2Cl2/MeOH das quatro espécies em estudo. O estudo da alga Sphaerococcus coronopifolius culminou no isolamento e purificação de vinte terpenos, sendo três inéditos na literatura, um isolado pela primeira vez na espécie, um isolado pela primeira vez desta espécie quando coletada no mar Jônico (Grécia), e os demais re-isolados com vistas à obtenção de material para a realização de testes biológicos.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:54:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AntoninoFB.pdf: 310132 bytes, checksum: 2da193748ffbdb52b6c0ca443e6ac65a (MD5) Previous issue date: 2008-06-30 / In northeastern Brazil, the extraction of agar has increased considerably in recent decades mainly using macroalgae of the genus Gracilaria. The pressure of the harvest of seaweed of this genus has compromised the sustainability of this natural resource. Given the current framework of decline in production of algae in the state of Rio Grande do Norte, it is necessary the deployment of crops that will assist in the development of coastal areas. This research aimed to develop studies on growth, productivity, efficiency and quality of agar of G. birdiae so as to provide subsidies for crops on commercial scale. The study was carried out in dry and rainy periods using rafts of cultivation. Algal biomass and the physical and chemical parameters of water were measured every fifteen days. In laboratory, the resistance and quality of agar were analyzed. The relative growth rate (TCR) was determined by the formula: RGR = ln (final weight / weight initial). 100 / interval time of sampling. During the study, environmental factors as salinity and temperature remained relatively constant (around 35 PSU and 28?C, respectively). The mean values of biomass ranged around 1952.67 ? 576g in the rainy period and 1925.67 ? 450g in the dry period, and they presented no significant variations. The maximum value of growth (TCR) was recorded in the dry season (7.45%.day-1), with an average over the study of 4.35%.day-1. The yield of agar ranged from 22% to 15%, and its resistance ranged from 850 to 650g. cm?. The average obtained for the two periods was approximately 750 g cm?. These results demonstrate the great potential of Gracilaria birdiae for mariculture can be used as an sustainable activity for coastal communities / A utiliza??o de algas marinhas de g?nero Gracilaria para a extra??o de ?gar no Nordeste brasileiro tem aumentado consideravelmente nas ultimas d?cadas. G. birdiae ? uma das esp?cies explorada comercialmente pelas comunidades pesqueiras e a press?o da colheita de algas desse g?nero, tem tido conseq??ncias negativas sobre a sustentabilidade desse recurso natural. Diante do quadro atual de decl?nio da produ??o de algas no Estado do Rio Grande do Norte, torna-se necess?rio ? implanta??o de cultivos que venham auxiliar no desenvolvimento das ?reas costeiras. A presente pesquisa teve como objetivo desenvolver estudos sobre o crescimento, produtividade, rendimento e qualidade do ?gar de G. birdiae, de maneira a fornecer subs?dios para cultivos em escala comercial. O estudo foi realizado na praia de Rio do Fogo, RN em dois per?odos (chuvoso e seco), utilizando-se estruturas de cultivo tipo balsas. Quinzenalmente as algas eram removidas das estruturas e a biomassa determinada juntamente com os par?metros f?sico-qu?micos da ?gua. A cada pesagem o excedente da biomassa, resultante do crescimento era transportado ao laborat?rio para an?lise do rendimento e qualidade do ?gar (for?a do gel). A taxa de crescimento relativo (TCR) foi determinada atrav?s da f?rmula: TCR = ln (Peso final / Peso inicial). 100 / Intervalo de tempo da amostragem. Durante o per?odo de estudo os fatores ambientais salinidade e temperatura mantiveram-se relativamente constantes com a m?dia de 35 PSU e 28 ?C, respectivamente. Os valores de biomassa n?o apresentaram varia??es significativas (p>0,05). A m?dia da biomassa registrada durante todo o per?odo do experimento foi de 1.952,67 ? 576g (per?odo chuvoso) e 1.925,67 ? 450g (per?odo seco). O valor m?ximo de crescimento (TCR) foi registrado no per?odo seco (7,45 %.dia-1), com m?dia ao longo do estudo de 4,35 %.dia-1. O rendimento do ?gar variou de 22% a 15%. A m?dia mais elevada foi obtida no per?odo chuvoso (19,86%). A for?a do gel variou de 850 a 650 g cm?. A m?dia obtida para os dois per?odos foi aproximadamente 750 g cm?. Estes resultados demonstram o grande potencial de Gracilaria birdiae para a maricultura podendo ser utilizada como atividade pelas comunidades litor?neas

ALENCAR, Poliana de Oliveira Cavalcante. Polissacarídeos obtidos da alga marinha vermelha Gracilaria caudata j. agardh: estudo químico-estrutural e avaliação de atividade antioxidante. 2016. 94 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2016. / Submitted by Eric Santiago (erichhcl@gmail.com) on 2016-07-19T15:04:04Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_pocalencar.pdf: 1106975 bytes, checksum: a8651f16465608b575a1c479fca0b598 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-08-02T20:30:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_pocalencar.pdf: 1106975 bytes, checksum: a8651f16465608b575a1c479fca0b598 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-02T20:30:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_pocalencar.pdf: 1106975 bytes, checksum: a8651f16465608b575a1c479fca0b598 (MD5) Previous issue date: 2016 / Red algae are natural sources of sulfated polysaccharides, which are widely used in the food and pharmaceutical industries. This study aims to obtain the total sulfated polysaccharides from the red seaweed Gracilaria caudata (PSG) through enzymatic extraction, determine their chemical structure and their antioxidant potential. Chemical analysis revealed that the obtained extract is comprised of 85% total sugars and 1% of contaminating proteins. Through Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometry (ICP-OES), the PSG showed a percentage of 0.9% sulfur atoms and a degree of sulfation of 0.14%. The average molar mass of PSG was determined through gel permeation chromatography (GPC) and was determined as 116.51 kDa. The total sulfated olysaccharides were subjected to structural characterization tests through infrared Fourier transform spectroscopy and C13 and H1 Nuclear Magnetic Resonance (NMR) analysis, identifying the PSG as galactan from the agaran type. The in vitro antioxidant activity of PSG was determined using tests such as elimination of DPPH radical, chelation of ferrous ion and total antioxidant capacity. The results indicated that such polysaccharides have the capacity to scavenge free radicals significantly and in a concentration-dependent maner. The in vivo antioxidant activity of PSG was valuated in an oxidative stress model induced by 2,2'-azobis- -amidinopropane (AAPH) in rats, with subsequent dosage of antioxidant enzyme system markers, such as catalase (CAT) and superoxide dismutase (SOD), and the quantitation of oxidative damage markers such as nitrite and thiol. The results showed an improvement in the redox imbalance through increased CAT activity and increased SOD activity with the best response found at a dose of 3 mg / kg. Because of these results, the sulfated polysaccharide obtained from seaweed Gracilaria caudata shows potential for their being used in the food and pharmaceutical industry. / Algas marinhas do filo Rhodophyta são fontes naturais de polissacarídeos sulfatados que são amplamente utilizados na indústria alimentícia e na indústria farmacêutica. O presente trabalho teve como finalidade obter os polissacarídeos sulfatados totais da alga marinha vermelha Gracilaria caudata (PSG) por extração enzimática, determinar a sua estrutura química e testar o seu potencial antioxidante. As análises químicas revelaram a presença de 85% de açúcares totais e 1% de proteínas contaminantes no extrato obtido. Através de espectrometria de emissão óptica com plasma (ICP-OES), os PSG apresentaram 0,9% de átomos de enxofre e um grau de sulfatação de 0,14%. A massa molar média dos PSG foi determinada por cromatografia em permeação em gel (GPC) e mostrou ser da ordem de 116,51 kDa. Os polissacarídeos sulfatados totais foram submetidos a testes de caracterização estrutural através da análise por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier e ressonância magnética nuclear (RMN) de próton (1H) e carbono (13C), identificando os PSG como galactana do tipo agarana. A atividade antioxidante in vitro dos PSG foi avaliada através de testes, tais como, ensaios de eliminação do radical DPPH, quelação do íon ferroso e capacidade antioxidante total. Os resultados indicaram que tais polissacarídeos possuem capacidade de sequestrar radicais livres de maneira significativa e concentração-dependente. A atividade antioxidante in vivo dos PSG foi avaliada em modelo de estresse oxidativo induzido pelo 2,2’-azobis-2-amidinopropano (AAPH) em ratos, com posterior dosagem de marcadores do sistema antioxidante enzimático, como catalase (CAT) e superóxido desmutase (SOD), além da quantificação de marcadores de dano oxidativo, como nitrito e tiol. O resultado demonstrou uma melhora no desequilíbrio redox pelo aumento da atividade da CAT e aumento da atividade da SOD, com melhor resposta na dose de 3 mg/kg. Devido a estes resultados, os polissacarídeos sulfatados obtidos a partir da alga marinha Gracilaria caudata mostram potencial de virem a ser utilizados na indústria alimentícia e farmacêutica.

SOUZA, Ricardo Basto. Alga marinha vermelha Gracilaria cornea: novas perspectivas biotecnológicas e implicações neurofarmacológicas. 2015. 264 f. Tese (Doutorado em Bioquímica)-Universidade Federal do Ceará, 2015. / Submitted by Vitor Campos (vitband@gmail.com) on 2016-09-05T23:02:44Z No. of bitstreams: 1 tese_2015_rbsouza.pdf: 7781735 bytes, checksum: 354e9514a2e63488436ed8f7d6037c8c (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2016-09-06T11:26:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tese_2015_rbsouza.pdf: 7781735 bytes, checksum: 354e9514a2e63488436ed8f7d6037c8c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-06T11:26:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_2015_rbsouza.pdf: 7781735 bytes, checksum: 354e9514a2e63488436ed8f7d6037c8c (MD5) Previous issue date: 2015 / The red seaweed Gracilaria cornea is presented as a natural source still little explored, with potential bioactive, such as sulfated polysaccharides. Its sulfated polysaccharide, agaran-type (AS-Gc), wherein its structure and has anti-inflammatory and anti-nociceptive activity reported in the literature. However, methodological evaluations in their extraction process as well as new potential biological activities are still little reported in the literature. Thus, this study aimed to analyze a new reagent for isolation of AS-Gc and then evaluate its effects and possible mechanisms of action on valuation models psychotropic activity and neuroprotective in vivo and in vitro. Initially, we evaluated the method for isolating sulfated polysaccharides from algae G. cornea using isoamyl alcohol (IAA), in relation to the classical method using 1-hexadecylpyridinium chloride (CPC), considering qualitative and quantitative parameters (percentage yield analysis, physical-chemical and structural characterization) and evaluation of anticoagulant activity in vitro. For analysis of psychotropic effects of AS-Gc, we evaluated the acute administration of three doses (0.3, 3 or 30 mg / kg) and two routes of administration (per os-p.o. or subcutaneous-s.c.) in mice. Then, animals were assessed in physiological and neurobehavioural tests indicative of action level on nervous system and locomotive disorders and behaviors associated with anxiety, depression and sedation. To investigate the potential neuroprotective, we carried out the Parkinson's disease model in rats induced by intrastriatal injection of the neurotoxin 6-hydroxydopamine (6-OHDA), followed by a single dose of ASGC (15, 30 or 60 μg) via intrastriatal. After 14 days, locomotives, neurobehavioral and physiological analyzes were performed. After euthanasia, brain areas (hippocampus, the prefrontal cortex and striatum) were dissected and used to neurochemical and transcriptional analyzes. Additionally, we evaluated the antioxidant potential of AS-Gc in in vivo and in vitro. The results suggest that the classical method using CCP has greater efficiency and quality to obtain a AS-Gc, in relation to the use of AIA. However, the alternative method, using AIA showed potential biotechnological applications to obtain other molecules of commercial and scientific interest. AS-Gc (30 mg / kg, p.o. and s.c.) presented a safety pharmacology and promoted increased exploratory activity in mice. AS-Gc (60 μg, intraestrital) promoted a neuroprotective activity in vivo and in vitro through mitochondrial protection, reduced glutathione induction, lipid peroxidation and nitrite levels reduction, and modulation of transcriptional pathways in the striatum of rats and returning locomotive and renal activities to normal conditions. Thus, this study show new perspectives for biotechnological obtaining chemically different molecules seaweed and suggests new neuropharmacological implications for the use of sulfated agaran from G. cornea. Furthermore, the AS-Gc present therapeutic potential against neurodegenerative disorders. / A alga marinha vermelha Gracilaria cornea apresenta-se como uma fonte natural ainda pouco explorada, com bioativos em potencial, como os polissacarídeos sulfatados. Seu polissacarídeo sulfatado, do tipo agarana (AS-Gc), possui sua estrutura caracterizada e atividade anti-inflamatória e anti-nociceptiva reportada na literatura. Entretanto, avaliações metodológicas no seu processo de extração, bem como novas atividades biológicas em potencial ainda são pouco reportadas na literatura. Deste modo, o presente estudo objetivou analisar um novo reagente para o isolamento de AS-Gc e, posteriormente, avaliar seus efeitos e possíveis mecanismos de ação em modelos de avaliação de atividades psicotrópicas e neuroprotetoras in vivo e in vitro. Inicialmente, realizou-se uma avaliação da metodologia de isolamento de polissacarídeos sulfatados isolados da alga G. cornea utilizando álcool isoamílico (AIA), em relação ao método clássico utilizando cloreto de 1-hexadecilpiridinio (CCP), considerando parâmetros qualitativos e quantitativos (análises de percentual de rendimento, de caracterização físico-química e estrutural) e de uma avaliação de atividade anticoagulante in vitro. Para análise de efeitos psicotrópicos de AS-Gc, avaliou-se a administração aguda de três doses (0,3; 3 ou 30 mg/Kg) e duas vias de administração (oral-v.o. ou subcutânea-s.c.) em camundongos. Em seguida, os animais foram submetidos a avaliação fisiológica e a ensaios neurocomportamentais, indicativo de nível de ação no sistema nervoso e relacionados a alterações locomotoras e de comportamentos associados de ansiedade, depressão e sedação. Para a investigação do potencial neuroprotetor, realizou-se o modelo de indução de doença de Parkinson em ratos com injeção intraestriatal da neurotoxina 6-hidroxidopamina (6-OHDA), seguido por única administração de AS-Gc (15, 30 ou 60 µg), via intraestriatal. Após 14 dias, os animais foram submetidos a análises locomotoras, neurocomportamentais e fisiológicas. Após eutanásia, áreas cerebrais (hipocampo, córtex pré-frontal e corpos estriados) foram dissecadas e utilizadas para análises neuroquímicas e transcricionais. Adicionalmente, avaliou-se o potencial antioxidante de AS-Gc em ensaios in vivo e in vitro. Os resultados sugerem que o método clássico, utilizando CCP, apresenta maior eficiência e qualidade para obtenção de AS-Gc, em relação ao uso de AIA. Entretanto, o método alternativo, utilizando AIA, demonstrou potenciais aplicações biotecnológicas para obtenção de outras moléculas de interesse comercial e científico. AS-Gc (30 mg/kg, v.o. e s.c.) apresentou uma segurança farmacológica e promoveu o aumento da atividade exploratória em camundongos. AS-Gc (60 µg, intraestrital) promoveu uma atividade neuroprotetora in vivo e in vitro, através de proteção mitocondrial, indução de glutationa reduzida, redução dos níveis de peroxidação lipídica e de nitrito, e modulação de vias transcricionais em corpo estriado de ratos, retornando atividades locomotoras e renais a condições normais. Desta forma, o presente estudo apresenta novas perspectivas biotecnológicas para obtenção de moléculas quimicamente diferentes de algas marinhas e sugere novas implicações neurofarmacológicas para o uso da agarana sulfatada de G. cornea. Adicionalmente, AS-Gc apresenta potencial terapêutico contra desordens neurodegenerativas.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / MolÃculas bioativas extraÃdas a partir de algas marinhas, tais como os polissacarÃdeos sulfatados,vÃm se destacando como possuidores de diversas atividades biolÃgicas. Este estudo teve como objetivo avaliar as atividades antiviral e anti-inflamatÃria de uma fraÃÃo polissacarÃdica sulfatada da alga marinha Gracilaria birdiae. Os polissacarÃdeos sulfatados totais (PST) foram extraÃdos por digestÃo enzimÃtica e em seguida, fracionados em coluna de DEAE-celulose, originando duas fraÃÃes (FI- 0,5 M e FII- 0,75 M). A fraÃÃo FI, de maior rendimento, foi objeto de estudo, sendo identificada como uma agarana por espectroscopia de infravermelho (FT-IR) e de elevada massa molecular (>100 KDa) por cromatografia de permeaÃÃo em gel. A viabilidade celular da fraÃÃo FI foi determinada por alteraÃÃo da morfologia celular com posterior quantificaÃÃo a 492 nm. As cÃlulas foram tratadas com diluiÃÃes seriadas de FI (1000 a 7,8 μg/mL) e em seguida, incorporado o corante vermelho neutro, com posterior leitura de absorbÃncia. O grau de atividade antiviral foi expresso como percentagem de inibiÃÃo viral. Os resultados mostraram que FI na concentraÃÃo de 250 μg/mL nÃo apresentou toxicidade em cÃlulas C6/36, Vero e HEp-2 e apresentou um efeito antiviral significativo com inibiÃÃo de 95,8% contra o HSV-1, de 94,4 % contra o HSV-2 em cÃlulas Vero e de 89,2 % contra DENV-1 em cÃlulas C6/36, quando comparado ao grupo controle. Em adiÃÃo, FI (10 mg/kg) apresentou efeito anti-inflamatÃrio quando administrada por via subcutÃnea (s.c.) em ratos Wistar no modelo de peritonite utilizando carragenina como agente flogÃstico ou no edema de pata induzido por carragenina ou dextrana. FI (10 mg/kg) provocou um efeito anti-inflamatÃrio por uma diminuiÃÃo no nÃmero de leucÃcitos na cavidade peritoneal, alÃm de tambÃm reduzir o edema de pata induzido por carragenina na terceira hora, comprovado pela quantificaÃÃo da mieloperoxidase e tambÃm o edema por dextrana nos primeiros trinta minutos. Para analisar o envolvimento da via heme oxigenase na atividade anti-inflamatÃria de FI, os animais foram prÃ-tratados por via s.c. com um inibidor especÃfico do grupo heme (zinco rotoporfirina IX). Depois de inibida por ZnPP IX, o efeito anti-inflamatÃrio de FI no edema de pata induzido por carragenina nÃo foi observado. Para avaliar os efeitos sistÃmicos, FI (10 mg/kg) foi administrada por via intraperitoneal em camundongos em dose Ãnica. As alteraÃÃes sistÃmicas foram avaliadas durante 48 h ou por dose repetida, uma vez ao dia durante 14 dias, sendo que FI (10 mg/kg) nÃo causou mortalidade ou alteraÃÃes significativas nos parÃmetros bioquÃmicos, hematolÃgicos e histolÃgicos, sendo considerada segura na dose testada. / Bioactive molecules extracted from seaweed, such as sulfated polysaccharides, have been highlighted as having diverse biological activities. This study aimed to evaluate the antiviral activity and anti-inflammatory effect of a sulfated polysaccharide from seaweed Gracilaria birdiae. Total sulfated polysaccharides (TSP) were extracted by enzimatic digestion and following fractioned on DEAE-cellulose column, obtaining two fractions (FI - 0.5 M and FII - 0.75 M). The FI fraction, which had the highest yield, was object of this study, has been identified as an agar by IR spectroscopy (FT-IR) and with a high molecular weight (>100KDa) by gel permation cromatography. The cell viability of FI fraction was determined by the change of the cell morphology with further quantification at 492 nm. Cells were treated with serial dilutions of FI (1000 to 7.8 μg/mL) and then, neutral red dye was incorporated, with subsequent measurement of absorbance. The degree of antiviral activity was expressed as percent inhibition of the virus. The results showed that FI at a concentration of 250 μg/mL showed no toxicity on C6/36, Vero and HEp-2 cells and had a significant antiviral effect with inhibition of 95.8% against HSV-1, 94.4% against HSV-2 on Vero cells and 89.2% against DENV-1 on C6/36 cells, when compared to the control group. In addition, FI (10 mg /kg) presented anti-inflammatory effect when administered by subcutaneous route (s.c.) in Wistar rats in a model of peritonitis using carrageenan with a flogistic agent or in the paw edema using carrageenan or dextran. FI (10 mg/kg) induced an anti-inflammatory effect by a decrease in the leukocytes into the peritoneal cavity. FI also reduced the paw edema induced by carrageenan in the third hour comproved by the mieloperoxidase quantification and also inhibited the paw edema induced by dextran on the first thirty minutes. To analyze the involvement of the heme oxygenase pathway on antiinflammatory activity of FI, animals were pretreated by s.c. route with an specific inhibitor of heme group (zinc protoporphyrin IX). After inhibition by ZnPP IX, the anti-inflammatory effect of FI on carrageenan-induced paw edema has not been observed. To evaluate the systemic effects, FI (10 mg/kg) was administered by intraperitoneal route in mice in a single dose. The systemic changes were evaluated during 48 h or by repeated dose, once a day for 14 days. The results showed that, FI (10 mg/kg) did not cause mortality or significant changes in the biochemical, hematological and histopathological parameters, considered safe in the tested dose.

Algas marinhas sÃo seres classificados no reino protista, predominantemente aquÃticos e com grande capacidade adaptativa. Encontradas em todas as regiÃes do planeta, as algas desempenham importante papel ecolÃgico e econÃmico, representando um grande potencial de biorrecursos. A alga marinha vermelha Gracilaria birdiae, coletada durante doze meses, foi submetida à extraÃÃo aquosa a 100 ÂC de polissacarÃdeos e apresentou rendimento superior a 50 %, com exceÃÃo nos meses de fevereiro, setembro e novembro de 2007 ( 49,5%, 41,8% e 49,4% respectativamente). O teor de sulfato foi obtido por microanÃlise e nÃo variou significativamente ao longo dos meses analisados, apresentando valor mÃdio de 1,35%. O grau de sulfataÃÃo mÃdio encontrado foi de 0,15. O conteÃdo protÃico nas amostras tambÃm nÃo apresentou variaÃÃo considerÃvel, tendo mÃdia de 0,5%, entretanto, no mÃs de abril o conteÃdo protÃico aumentou cerca de 3 vezes do valor mÃdio encontrado. As doze amostras foram caracterizadas quimicamente por cromatografia de permeaÃÃo em gel (GPC), espectroscopia na regiÃo do infravermelho (FT-IR) e por ressonÃncia magnÃtica nuclear (RMN). Os cromatogramas de GPC das amostras apresentaram semelhanÃas e caracterÃsticas tÃpicas de polissacarÃdeos das algas vermelhas. Em geral, foram observados um pico principal, em aproximadamente 7,58 mL e um ombro em aproximadamente 9,2 mL de volume de eluiÃÃo, com exceÃÃo dos meses de agosto, outubro e novembro de 2007, que apresentaram cromatogramas com pico principal em aproximadamente 8,27 mL de volume de eluiÃÃo, detectados pelo Ãndice de refraÃÃo. Os polissacarÃdeos investigados apresentaram altas massas molares , variando de 0,11 x 104 a 8,51 x 105 g/mol. Os espectros de infravermelho das doze amostras de polissacarÃdeos apresentaram perfis semelhantes, com as bandas caracterÃsticas de agarocolÃides, mais especificamente, do tipo agarana. Espectros de RMN foram empregados para a caracterizaÃÃo estrutural das amostras ao longo do ano e, revelaram que a estrutura do polissacarÃdeo à composta por segmentos de (1→ 3)-β-D-galactopiranosil ligada a (1→4)-α-L-anidrogalactopiranosil. O estudo da variaÃÃo sazonal da composiÃÃo centesimal, em geral, nÃo apresentou variaÃÃo acentuada. Com relaÃÃo à quantidade de proteÃnas solÃveis e a atividade hemaglutinante no extrato protÃico, o estudo da variaÃÃo sazonal revelou uma pequena variaÃÃo no teor de proteÃnas solÃveis, com valor mÃximo (0,94 mgP/mL) em novembro/06 e mÃnimo no mÃs de dezembro/06 (0,39 mgP/mL). Em geral, a atividade hemaglutinante observada em Gracilaria birdiae à fraca, porÃm, ela esteve presente em concentraÃÃes variÃveis ao longo de todo o perÃodo estudado, com exceÃÃo no mÃs de dezembro/06, independente do conteÃdo protÃico total e solÃvel encontrado. / Seaweeds are classified in the kingdom protist, predominantly aquatic and with great adaptive capacity. Found in all regions of the planet, algae play an important role ecological and economic, representing a great potential for bioresources. The red seaweed Gracilaria birdiae, collected during twelves months, was submitted to aqueous extraction of polysaccharides at 100ÂC, showed yield exceeding 50 %, except in February, September and November 2007 (49,5%, 41,8% and 49,4% respectively). The sulfate content was obtained by microanalysis and it not vary significantly over the months examined averaging 1,35%. The sulfate degree was 0.15. The protein content in the samples also showed no considerable variation, with average of 0,5%, howevwr in April, the protein content increased about 3 times the average found. The twelve samples were chemically characterized by Gel Permeation Chromatography (GPC), Infrared (FT-IR) and Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectroscopy. The GPC chromatograms of the samples showed similarity and typical characteristics of polysaccharides from red algae. In general, we observed a main peak, at approximately 9,2 mL volume of eluition, with the exception of August, October and November 2007, which showed chromatograms with main peak at approximately 8,7 mL volume of eluition, detected by a refractive index. The polysaccharides investigated showed hight molecular weight, ranging from 0.11 x 104 and 8.51 x 105 g/mol. The infrared spectra of the twelve samples of polysaccharides presented similar profiles, with bands characteristics of agarocolloids, more specifically agaran-like, with evidence of protein. NMR were employed to the structural characterization of the samples throughout the year and revealed that the structure of polysaccharides is composed by (1→3)-β-D-galactopyranosyl linkage to (1→4)-α-L-anhydrogalactopyranosyl segments. The study of seasonal variation in proximate composition, in general, showed no marked variation. Regarding the amount of soluble protein in the crude extract, the study of seasonal variation showed a small variation in the content of soluble protein, with maximum value (0,94 mgP/mL) in November/06 and minimum (0,39 mgP/mL) in December/06. The hemagglutinating activity during the period of one year, except in December/06.