Algas são seres adaptados às constantes e bruscas mudanças abióticas característica do ambiente marinho, causadoras de estresse e responsáveis por alterações fisiológicas capazes de danificar funções biológicas básicas. O excesso de PAR pode causar estresse oxidativo em algas marinhas resultando na oxidação de pigmentos e proteínas, comprometendo o crescimento e conduzindo a alterações que podem levar à morte. Esse estresse oxidativo conduz ao acúmulo de ROS e NO que de forma direta ou indireta prejudicam o andamento metabólico do organismo. Para mitigar e controlar os efeitos danosos desses radicais, o organismo conta com diversas defesas antioxidativas, como aumento de compostos fenólicos, degradação de pigmentos fotossintetizantes, disponibilização de polissacarídeos e espessamento da parede e ativação de sistemas enzimáticos e não enzimáticos antioxidativos. Deste modo, com o objetivo de entender o funcionamento da fisiologia de Gracilariopsis tenuifrons em resposta a intensa irradiância foram avaliados teor de pigmentos fotossintetizantes, proteínas solúveis totais, carbono, hidrogênio e nitrogênio tissulares, taxa de crescimento, quantidade de substâncias fenólicas totais, atividade antioxidante total e peroxidação lipídica e produção de ROS e NO. Assim sendo, ápices de 3 cm da macroalga vermelha Gp.tenuifrons foram expostos a dois regimes de irradiância (60 μmol fótons.m-2.s-1 e 600 μmol fótons.m-2.s-1) durante uma semana e coletadas durante o dia e a noite. O excesso de irradiância provocou respostas de estresse oxidativo, que resultaram em significativa redução de pigmentos fotossintetizantes, proteínas solúveis e nitrogênio tissular, elevação do carbono e hidrogênio tissulares, das substâncias fenólicas, da atividade antioxidante total e da quantidade de NO. Gracilariopsis tenuifrons demonsmostrou efetiva ativação de diversos sistemas antioxidativos ao estímulo de elevada irradiância. Esta indução de atividade antioxidante pode ser melhor explorada em aplicações para a indústria alimentícia, medica, farmacêutica e cosmética. Também foram relacionados protocolos metodológicos e resultados inovadores em relação à formação de NO em condições de estresse, que poderão auxiliar abordagens fisiológicas no Laboratório de Algas Marinhas \"Édison José de Paula\" e outros grupos de pesquisa nacionais e internacionais / Algae are organisms adapted to constant and abrupt abiotic changes characteristic of marine environment, that cause stress and are responsible for physiological alterations able to damage basic biological functions. The intense PAR can produces oxidative stress on seaweed, resulting in oxidation of pigments and proteins, affecting the growth and driven to alterations that can conduce to cell death. This oxidative stress leads ROS and NO accumulation that directly or indirectly prejudice the metabolic fitness of the organism. To mitigate and control the deleterious effect of these radicals, the organism has diverse antioxidative defenses, as to increase phenolic compounds, degradation of photosynthetic pigments, providing polysaccharides and wall thickness and activation of enzymatic and non-enzymatic antioxidative systems. Thus, aiming to understand the physiological responses of Gracilariopsis tenuifrons to intense irradiance were evaluated levels of photosynthetic pigments, proteins, tissular carbon, hydrogen and nitrogen, growth rate, amount of total phenolic compounds, total antioxidant activity and lipid peroxidation, and ROS and NO production. Therefore, apices of 3 cm from the red seaweed Gp. Tenuifrons were exposed to 60 μmol photons.m-2.s-1 and 600 μmol photons.m-2.s-1 for one week and sampling during the day and night. The excess of irradiance promoted oxidative stress responses, observing significant reduction of pigments, soluble proteins and tissular nitrogen, and elevation of tissular carbon and hydrogen, phenolic compounds, total antioxidant activity and quantity of NO. Gracilariopsis tenuifrons showed effective activation of diverse antioxidant systems stimulated by high light. This antioxidant induction should be better explored in applications for food, medical, pharmaceutical and cosmetic industries. Moreover this study shows innovative results related to NO production under stress condition and methodological protocols will be of great help for physiological approaches in the Laboratory of Marine Algae \"Édison José de Paula\" and for other national and international research groups

O estresse de luz pode afetar consideravelmente o crescimento e o desenvolvimento dos organismos fotossintetizantes. Nestas situações, é comum verificar respostas químicas que podem indicar diferentes estratégias de fotoproteção adotado pelo organismo. No presente trabalho, foram desenvolvidas metodologias de análise e extração de pigmentos fotossintetizantes e compostos fenólicos na macroalga vermelha Gracilariopsis tenuifrons com o objetivo de avaliar os efeitos do aumento intensidade de luz sobre estes compostos. Foi verificado que aumento da intensidade de luz não provocou redução na biomassa desta alga, ao contrário houve um maior incremento. Os pigmentos majoritários no extrato foram clorofila α, β-caroteno e zeaxantina. O carotenoide β-caroteno teve um comportamento correlacionado com o pigmento clorofila a, tendo as concentrações reduzidas com o aumento da intensidade de luz, sugerindo que ambos os pigmentos possuam uma mesma função na fotossíntese. Já a concentração da zeaxantina aumentou com a intensidade de luz nos dias iniciais, indicando uma função fotoproteção deste pigmento nesta alga. A capacidade redutora do extrato aumentou com a intensidade luminosa. No entanto, não foi possível afirmar se esse aumento foi realmente devido à síntese de compostos fenólicos ou a outras substâncias que desempenhem o mesmo papel. As análises em CLAE revelaram que um derivado da micosporina palitinol apresentou alta relação com o aumento da intensidade de luz, sendo essa resposta altamente correlacionada com os resultados no ensaio no Folin-Ciocalteu. Em conclusão, das substâncias analisadas neste trabalho, a zeaxantina e o derivado do palitinol foram as que apresentaram os resultados mais evidentes como antioxidantes / The high-light stress can adversely affect growth and development of photosyn-thetic organisms. In these situations, it is common to note chemical responses that may indicate different strategies of photoprotection. In this study, protocols were optimized for analysis and extraction of phenolic compounds and photosynthetic pig-ments in macrophytic red algae Gracilariopsis tenuifrons in order of evaluat-ing the effects of high-light stress on these compounds. It was found that an increase in light intensity has not caused decrease in biomass of algae; on the contrary, promotes a greater increase in biomass. Zeaxanthin, β-carotene and chlorophyll α were the major pigments present in the extract. The β-carotene and chlorophyll a were inversely dependent on the intensity of light. Both pigments were highly correlated sug-gesting the same role in photosynthesis. The concentration of the zeaxanthin was de-pendent on the intensity of light in the initial days, indicating a photoprotection function for this pigment. The reduction capacity of the extract increased with light intensity. However, it was not possible to state that this increase was actually due to the synthesis of phenolic compounds or other substances that perform the same role. The HPLC ana-lyzes revealed that a derivative of micosporina palitinol showed high correlation with the increase in light intensity. This response was highly correlated with the results for Folin-Ciocalteu assay. In conclusion, from all compounds analyzed in this work, zeax-anthin and the palitinol derivative presented clearer results as antioxidants

O presente trabalho avaliou crescimento, atividade da nitrato redutase (NR), composição química e captação de nitrato e fosfato em Gracilariopsis tenuifrons cultivada em laboratório em meio com adição de 0, 50, 150, 250, 500 ou 750 μM de nitrato. Em algas cultivadas na proporção de 1 g de massa fresca por 1 L de meio de cultivo, a taxa de crescimento aumentou de acordo com a disponibilidade de nitrato, atingindo um patamar na concentração de 150 μM. Isto indicaria limitação de outro nutriente ou luz ao crescimento da espécie. O conteúdo tecidual de nitrogênio aumentou conforme o incremento de nitrato, devido ao acúmulo de pigmentos fotossintetizantes (ficobiliproteínas e clorofila a) e proteínas solúveis. O conteúdo tecidual de carbono e a razão C:N diminuíram com a maior disponibilidade de nitrato no meio de cultivo, provavelmente em resposta à assimilação deste nutriente, que estimularia o fluxo de carbono através das rotas glicolíticas e respiratórias, evitando seu acúmulo como amido das florídeas ou floridosídeo. A atividade da NR foi maior nas algas mantidas em meio com 50 μM de nitrato. Nos tratamentos sem nitrato ou com acréscimo de 250, 500 ou 750 μM de nitrato, os valores de atividade da NR foram baixos e semelhantes entre si. Estes resultados não foram condizentes com os dados de crescimento e nitrogênio tecidual, os quais refletiriam o metabolismo de nitrogênio. Foi sugerida a hipótese de que o acúmulo de compostos nitrogenados pelas algas submetidas aos tratamentos com maior disponibilidade de nitrato poderia desencadear um mecanismo de feedback negativo sobre a atividade da NR, inativando-a temporariamente e fazendo com que as algas apresentassem uma baixa atividade enzimática. Submetendo-se as algas cultivadas em meio com adição de 250 μM de nitrato a uma elevada irradiância, foi observado aumento da atividade da NR após 10 min, corroborando a hipótese sugerida. A taxa de captação de nitrato aumentou de acordo com a disponibilidade deste nutriente no meio, sendo que a taxa de captação de fosfato não estava correlacionada à de nitrato. Quando as algas foram cultivadas na proporção de 10 g de massa fresca por 1 L de meio de cultivo, o conteúdo de nitrogênio foi maior naquelas mantidas em meio com adição de 50 μM de nitrato. Foi observada correlação negativa entre conteúdo tecidual de nitrogênio e razão amido:(3,6-anidro- α-L-galactopiranose + α-L-galactopiranose-6-sulfato). Uma vez que não houve diferença significativa entre os tratamentos com relação ao rendimento de polissacarídeos, aqueles com adição de 50 ou 150 μM de nitrato seriam mais interessantes para a produção de ágar em Gp. tenuifrons, nas condições de experimentação empregadas neste trabalho / This study evaluated growth, nitrate reductase (NR) activity, chemical composition and nitrate and phosphate uptake in Gracilariopsis tenuifrons grown in vitro in medium with addition of 0, 50, 150, 250, 500 or 750 μM of nitrate. In algae maintained at 1 g of fresh weight per litre of culture medium, growth rate increased according to the availability of nitrate, reaching a plateau at the concentration of 150 μM. This indicates limitation of other nutrient or light to the growth of the species. Tissue nitrogen content increased with the increment of nitrate, due to accumulation of photosynthetic pigments (phycobiliproteins and chlorophyll a) and soluble proteins. Tissue carbon content and C:N ratio reduced with higher availability of nitrate in the culture medium, probably in response to the assimilation of this nutrient, which stimulates the carbon flux through the glycolytic and respiratory pathways, avoiding its accumulation as floridean starch or floridoside. NR activity was higher in algae kept in medium with 50 μM of nitrate. In treatments without nitrate or with 250, 500 or 750 μM of nitrate, NR activities were low and similar to each other. These results were not consistent with the observed growth rate and nitrogen content, which reflect the nitrogen metabolism. It was suggested that the accumulation of nitrogenous compounds by the algae grown under a higher availability of nitrate could trigger a negative feedback on NR activity, inactivating it temporally, resulting in a low enzymatic activity. When algae grown in medium with 250 μM of nitrate were submitted to a higher irradiance, NR activity increased after 10 min, supporting the suggested hypothesis. Nitrate uptake rate increased according to the availability of this nutrient in the medium, and phosphate uptake rate was not correlated with it. When algae were grown at of 10 g of fresh weight per litre of culture medium, nitrogen content was higher in the algae kept in the medium with 50 μM of nitrate. A negative correlation between nitrogen content and starch:(3,6-anhydro- α-L-galactopyranose + α-L-galactopyranose-6-sulfate) ratio was observed. As there was no significant difference between the treatments in relation to polysaccharides yield, the ones with 50 or 150 μM of nitrate would be more interesting to the production of agar in Gp. tenuifrons, in the experimental conditions employed in this study.

O presente trabalho avaliou crescimento, atividade da nitrato redutase (NR), composição química e captação de nitrato e fosfato em Gracilariopsis tenuifrons cultivada em laboratório em meio com adição de 0, 50, 150, 250, 500 ou 750 μM de nitrato. Em algas cultivadas na proporção de 1 g de massa fresca por 1 L de meio de cultivo, a taxa de crescimento aumentou de acordo com a disponibilidade de nitrato, atingindo um patamar na concentração de 150 μM. Isto indicaria limitação de outro nutriente ou luz ao crescimento da espécie. O conteúdo tecidual de nitrogênio aumentou conforme o incremento de nitrato, devido ao acúmulo de pigmentos fotossintetizantes (ficobiliproteínas e clorofila a) e proteínas solúveis. O conteúdo tecidual de carbono e a razão C:N diminuíram com a maior disponibilidade de nitrato no meio de cultivo, provavelmente em resposta à assimilação deste nutriente, que estimularia o fluxo de carbono através das rotas glicolíticas e respiratórias, evitando seu acúmulo como amido das florídeas ou floridosídeo. A atividade da NR foi maior nas algas mantidas em meio com 50 μM de nitrato. Nos tratamentos sem nitrato ou com acréscimo de 250, 500 ou 750 μM de nitrato, os valores de atividade da NR foram baixos e semelhantes entre si. Estes resultados não foram condizentes com os dados de crescimento e nitrogênio tecidual, os quais refletiriam o metabolismo de nitrogênio. Foi sugerida a hipótese de que o acúmulo de compostos nitrogenados pelas algas submetidas aos tratamentos com maior disponibilidade de nitrato poderia desencadear um mecanismo de feedback negativo sobre a atividade da NR, inativando-a temporariamente e fazendo com que as algas apresentassem uma baixa atividade enzimática. Submetendo-se as algas cultivadas em meio com adição de 250 μM de nitrato a uma elevada irradiância, foi observado aumento da atividade da NR após 10 min, corroborando a hipótese sugerida. A taxa de captação de nitrato aumentou de acordo com a disponibilidade deste nutriente no meio, sendo que a taxa de captação de fosfato não estava correlacionada à de nitrato. Quando as algas foram cultivadas na proporção de 10 g de massa fresca por 1 L de meio de cultivo, o conteúdo de nitrogênio foi maior naquelas mantidas em meio com adição de 50 μM de nitrato. Foi observada correlação negativa entre conteúdo tecidual de nitrogênio e razão amido:(3,6-anidro- α-L-galactopiranose + α-L-galactopiranose-6-sulfato). Uma vez que não houve diferença significativa entre os tratamentos com relação ao rendimento de polissacarídeos, aqueles com adição de 50 ou 150 μM de nitrato seriam mais interessantes para a produção de ágar em Gp. tenuifrons, nas condições de experimentação empregadas neste trabalho / This study evaluated growth, nitrate reductase (NR) activity, chemical composition and nitrate and phosphate uptake in Gracilariopsis tenuifrons grown in vitro in medium with addition of 0, 50, 150, 250, 500 or 750 μM of nitrate. In algae maintained at 1 g of fresh weight per litre of culture medium, growth rate increased according to the availability of nitrate, reaching a plateau at the concentration of 150 μM. This indicates limitation of other nutrient or light to the growth of the species. Tissue nitrogen content increased with the increment of nitrate, due to accumulation of photosynthetic pigments (phycobiliproteins and chlorophyll a) and soluble proteins. Tissue carbon content and C:N ratio reduced with higher availability of nitrate in the culture medium, probably in response to the assimilation of this nutrient, which stimulates the carbon flux through the glycolytic and respiratory pathways, avoiding its accumulation as floridean starch or floridoside. NR activity was higher in algae kept in medium with 50 μM of nitrate. In treatments without nitrate or with 250, 500 or 750 μM of nitrate, NR activities were low and similar to each other. These results were not consistent with the observed growth rate and nitrogen content, which reflect the nitrogen metabolism. It was suggested that the accumulation of nitrogenous compounds by the algae grown under a higher availability of nitrate could trigger a negative feedback on NR activity, inactivating it temporally, resulting in a low enzymatic activity. When algae grown in medium with 250 μM of nitrate were submitted to a higher irradiance, NR activity increased after 10 min, supporting the suggested hypothesis. Nitrate uptake rate increased according to the availability of this nutrient in the medium, and phosphate uptake rate was not correlated with it. When algae were grown at of 10 g of fresh weight per litre of culture medium, nitrogen content was higher in the algae kept in the medium with 50 μM of nitrate. A negative correlation between nitrogen content and starch:(3,6-anhydro- α-L-galactopyranose + α-L-galactopyranose-6-sulfate) ratio was observed. As there was no significant difference between the treatments in relation to polysaccharides yield, the ones with 50 or 150 μM of nitrate would be more interesting to the production of agar in Gp. tenuifrons, in the experimental conditions employed in this study.

O estresse de luz pode afetar consideravelmente o crescimento e o desenvolvimento dos organismos fotossintetizantes. Nestas situações, é comum verificar respostas químicas que podem indicar diferentes estratégias de fotoproteção adotado pelo organismo. No presente trabalho, foram desenvolvidas metodologias de análise e extração de pigmentos fotossintetizantes e compostos fenólicos na macroalga vermelha Gracilariopsis tenuifrons com o objetivo de avaliar os efeitos do aumento intensidade de luz sobre estes compostos. Foi verificado que aumento da intensidade de luz não provocou redução na biomassa desta alga, ao contrário houve um maior incremento. Os pigmentos majoritários no extrato foram clorofila α, β-caroteno e zeaxantina. O carotenoide β-caroteno teve um comportamento correlacionado com o pigmento clorofila a, tendo as concentrações reduzidas com o aumento da intensidade de luz, sugerindo que ambos os pigmentos possuam uma mesma função na fotossíntese. Já a concentração da zeaxantina aumentou com a intensidade de luz nos dias iniciais, indicando uma função fotoproteção deste pigmento nesta alga. A capacidade redutora do extrato aumentou com a intensidade luminosa. No entanto, não foi possível afirmar se esse aumento foi realmente devido à síntese de compostos fenólicos ou a outras substâncias que desempenhem o mesmo papel. As análises em CLAE revelaram que um derivado da micosporina palitinol apresentou alta relação com o aumento da intensidade de luz, sendo essa resposta altamente correlacionada com os resultados no ensaio no Folin-Ciocalteu. Em conclusão, das substâncias analisadas neste trabalho, a zeaxantina e o derivado do palitinol foram as que apresentaram os resultados mais evidentes como antioxidantes / The high-light stress can adversely affect growth and development of photosyn-thetic organisms. In these situations, it is common to note chemical responses that may indicate different strategies of photoprotection. In this study, protocols were optimized for analysis and extraction of phenolic compounds and photosynthetic pig-ments in macrophytic red algae Gracilariopsis tenuifrons in order of evaluat-ing the effects of high-light stress on these compounds. It was found that an increase in light intensity has not caused decrease in biomass of algae; on the contrary, promotes a greater increase in biomass. Zeaxanthin, β-carotene and chlorophyll α were the major pigments present in the extract. The β-carotene and chlorophyll a were inversely dependent on the intensity of light. Both pigments were highly correlated sug-gesting the same role in photosynthesis. The concentration of the zeaxanthin was de-pendent on the intensity of light in the initial days, indicating a photoprotection function for this pigment. The reduction capacity of the extract increased with light intensity. However, it was not possible to state that this increase was actually due to the synthesis of phenolic compounds or other substances that perform the same role. The HPLC ana-lyzes revealed that a derivative of micosporina palitinol showed high correlation with the increase in light intensity. This response was highly correlated with the results for Folin-Ciocalteu assay. In conclusion, from all compounds analyzed in this work, zeax-anthin and the palitinol derivative presented clearer results as antioxidants

Algas são seres adaptados às constantes e bruscas mudanças abióticas característica do ambiente marinho, causadoras de estresse e responsáveis por alterações fisiológicas capazes de danificar funções biológicas básicas. O excesso de PAR pode causar estresse oxidativo em algas marinhas resultando na oxidação de pigmentos e proteínas, comprometendo o crescimento e conduzindo a alterações que podem levar à morte. Esse estresse oxidativo conduz ao acúmulo de ROS e NO que de forma direta ou indireta prejudicam o andamento metabólico do organismo. Para mitigar e controlar os efeitos danosos desses radicais, o organismo conta com diversas defesas antioxidativas, como aumento de compostos fenólicos, degradação de pigmentos fotossintetizantes, disponibilização de polissacarídeos e espessamento da parede e ativação de sistemas enzimáticos e não enzimáticos antioxidativos. Deste modo, com o objetivo de entender o funcionamento da fisiologia de Gracilariopsis tenuifrons em resposta a intensa irradiância foram avaliados teor de pigmentos fotossintetizantes, proteínas solúveis totais, carbono, hidrogênio e nitrogênio tissulares, taxa de crescimento, quantidade de substâncias fenólicas totais, atividade antioxidante total e peroxidação lipídica e produção de ROS e NO. Assim sendo, ápices de 3 cm da macroalga vermelha Gp.tenuifrons foram expostos a dois regimes de irradiância (60 μmol fótons.m-2.s-1 e 600 μmol fótons.m-2.s-1) durante uma semana e coletadas durante o dia e a noite. O excesso de irradiância provocou respostas de estresse oxidativo, que resultaram em significativa redução de pigmentos fotossintetizantes, proteínas solúveis e nitrogênio tissular, elevação do carbono e hidrogênio tissulares, das substâncias fenólicas, da atividade antioxidante total e da quantidade de NO. Gracilariopsis tenuifrons demonsmostrou efetiva ativação de diversos sistemas antioxidativos ao estímulo de elevada irradiância. Esta indução de atividade antioxidante pode ser melhor explorada em aplicações para a indústria alimentícia, medica, farmacêutica e cosmética. Também foram relacionados protocolos metodológicos e resultados inovadores em relação à formação de NO em condições de estresse, que poderão auxiliar abordagens fisiológicas no Laboratório de Algas Marinhas \"Édison José de Paula\" e outros grupos de pesquisa nacionais e internacionais / Algae are organisms adapted to constant and abrupt abiotic changes characteristic of marine environment, that cause stress and are responsible for physiological alterations able to damage basic biological functions. The intense PAR can produces oxidative stress on seaweed, resulting in oxidation of pigments and proteins, affecting the growth and driven to alterations that can conduce to cell death. This oxidative stress leads ROS and NO accumulation that directly or indirectly prejudice the metabolic fitness of the organism. To mitigate and control the deleterious effect of these radicals, the organism has diverse antioxidative defenses, as to increase phenolic compounds, degradation of photosynthetic pigments, providing polysaccharides and wall thickness and activation of enzymatic and non-enzymatic antioxidative systems. Thus, aiming to understand the physiological responses of Gracilariopsis tenuifrons to intense irradiance were evaluated levels of photosynthetic pigments, proteins, tissular carbon, hydrogen and nitrogen, growth rate, amount of total phenolic compounds, total antioxidant activity and lipid peroxidation, and ROS and NO production. Therefore, apices of 3 cm from the red seaweed Gp. Tenuifrons were exposed to 60 μmol photons.m-2.s-1 and 600 μmol photons.m-2.s-1 for one week and sampling during the day and night. The excess of irradiance promoted oxidative stress responses, observing significant reduction of pigments, soluble proteins and tissular nitrogen, and elevation of tissular carbon and hydrogen, phenolic compounds, total antioxidant activity and quantity of NO. Gracilariopsis tenuifrons showed effective activation of diverse antioxidant systems stimulated by high light. This antioxidant induction should be better explored in applications for food, medical, pharmaceutical and cosmetic industries. Moreover this study shows innovative results related to NO production under stress condition and methodological protocols will be of great help for physiological approaches in the Laboratory of Marine Algae \"Édison José de Paula\" and for other national and international research groups