O presente trabalho procurou investigar influência da presença de proteínas do soro do leite na atividade antioxidante da vanilina e ácido vanílico frente ao radical DPPH• e a espécie de ferro hipervalente ferrilmioglobina MbFe(IV)=O em meio simulando o trato gastrointestinal. A constante de associação (KA) entre a vanilina e a β-lactoglobulina (BLG) foi determinada utilizando-se as técnicas de espectroscopia de emissão molecular (KA = 400 ± 12·102 L·mol-1) e microcalorimétria (KA = 5,6±0,3·102 L·mol-1) ambas em tampão fosfato com CH+ = 10-7,4 mol·L-1 e força iônica 0,32 (NaCl). Para a interação entre a vanilina e albumina de soro bovino (BSA) encontrou-se o valor de 340 ± 13·102 L·mol-1 em meio de tampão fosfato com CH+ = 10-6,4 mol·L-1 e força iônica 0,32 (NaCl), obtido por espectroscopia de emissão molecular. Constatou-se pela técnica de microcalorimetria que a complexação possui caráter exotérmico e as contribuições de interações hidrofóbicas para a complexação são fracas. A reatividade da vanilina e ácido vanílico com o radical DPPH• foi investigada em meio de emulsão aquosa Tween-20® com CH+ = 10-2,0 mol·L-1. Os resultados obtidos demonstraram que a vanilina não pode ser considerada um bom antioxidante frente ao DPPH• (k298 = 1,42±0,04·10-1 L·mol-1·s-1), no entanto, o ácido vanílico apresentou maior reatividade frente ao radical DPPH• (k298 = 17,1±0,3 ·10-1 L·mol-1·s-1). A presença das proteínas BLG e BSA nas reações de redução do radical DPPH• pela vanilina e ácido vanílico conduziu a um efeito antagônico na constante de velocidade de reação. Os parâmetros termodinâmicos do estado de transição da reação com DPPH• apresentaram valores relativamente altos de entalpia de ativação e moderados valores de entropia de ativação: ΔH‡298 = 34,0 ± 0,3 kJmol-1 para a vanilina e 46,2 ± 0,1 kJmol-1 no complexo com BSA e 51,0 ± 0,6 kJ·mol-1 no complexo com BLG, valores negativos de entropia ΔS‡298 = -147,4 ± 0,9 J·mol-1·K-1, -105,3 ± 0,5 J·mol-1·K-1 e -90 ± 2 J·mol-1·K-1 respectivamente. Os valores de entalpia e entropia de ativação encontrados para o ácido vanílico foram: ΔH‡298= 19,6 ± 0,2 kJ·mol-1, 10,2 ± 0,03 kJ·mol-1 e 37,6 ± 0,3 kJ·mol-1 para os complexos com BSA e BLG respectivamente e valores negativos de entropia ΔS‡298=-174 ± 0,5 J·mol-1·K-1, -206,0 ± 0,1 J·mol-1·K-1 e -116 ± 1 J·mol-1·K-1. A partir destes valores de entalpia e entropia de ativação o mecanismo de redução do radical DPPH• foi atribuído a um processo de abstração de átomo de hidrogênio (HAT/PCET). A reação de desativação da espécie MbFe(IV)=O pela vanilina apresentou constante de velocidade de k298 = 57±1 L·mol-1·s-1 sendo superior quando comparada ao ácido vanílico k298 = 15±1 L·mol-1·s-1, fato este atribuído as cargas totais, negativa, do redutor e da proteína nas presentes condições experimentais. Observa-se um efeito antagônico da complexão da vanilina pelas proteínas na atividade antioxidante frente à ferrilmioglobina, onde o efeito reduziu, mas não impediu a reação de transferência de elétrons por esfera-externa à longa distância. Em contrapartida, a presença das proteínas BLG e BSA não influenciaram a reatividade do ácido vanílico frente à espécie MbFe(IV)=O. Os parâmetros de ativação encontrados para a reação de redução da MbFe(IV)=O com a vanilina apresentaram valores de ΔH‡298 = 58,8 ± 0,3 kJmol-1 e ΔS‡298 = -14 ± 1 J·mol-1·K-1, ΔH‡298 = 45,5 ± 0,3 kJ·mol-1 e ΔS‡298 = -60 ± 1 J ·mol-1·K-1, ΔH‡298 = 68,6 ± 0,4 kJ·mol-1 e ΔS‡298 = 17 ± 1 J ·mol-1·K-1 para vanilina \"livre\", complexo com BSA, e complexo com BLG respectivamente. Para a redução com ácido vanílico foram determinados os seguintes valores de entalpia e entropia de ativação: ΔH‡298 = 41,8 ± 0,2 kJ·mol-1 e ΔS‡298 = -82,4 ± 0,7 J·mol-1·K-1, ΔH‡298 = 37,7 ± 0,3 kJ·mol-1 e ΔS‡298 = -96 ± 1,0 J·mol-1·K-1, ΔH‡298 = 53,5 ± 0,2 kJ·mol-1 e ΔS‡298 = -44 ± 1,0 J·mol-1·K-1 para vanilina \"livre\", complexo com BSA, e complexo com BLG respectivamente. / The present study evaluate the influence of the presence of whey proteins in the antioxidant activity of vanillin and vanillic acid towards the DPPH• radical species and the hypervalent iron species ferrylmyoglobin, MbFe(IV)=O under conditions simulating the gastrointestinal tract. The association constant (KA) between vanillin and β- lactoglobulin (BLG) was obtained using molecular emission spectroscopy (KA = 400 ± 12·102 L·mol-1) and microcalorimetric titration (KA = 5.6±0.3·102 L·mol-1) both in phosphate buffer CH + = 10-7.4 mol·L -1 and ionic strength 0.32 (NaCl). For the interaction between vanillin and bovine serum albumin (BSA) it was founded value of 340 ± 13·102 L·mol-1 in phosphate buffer with CH+ = 10-6,4 mol·L-1 and ionic strength 0.32 (NaCl), as obtained by molecular emission spectroscopy. It was founded by microcalorimetry tritation that the complexation has a exothermic character and the contributions of hydrophobic interactions for complexation are weak. The reactivity of vanillin and vanillic acid toward DPPH• radical was studied in aqueous emulsion using Tween-20® with CH + = 10-2.0 mol·L-1. The results show that vanillin can not be considered a good antioxidant (k298 = 1.42±0.04·10-1 L·mol-1·s-1), however vanillic acid show higher reactivity than vanillin towards the radical DPPH• (k298 = 17.1±0.3·10-1 L·mol-1·s-1). The presence of the proteins BLG and BSA in the reduction reactions of the DPPH• radical by vanillin and vanillic acid led to an antagonic effect in the reaction rate constant. The thermodynamic parameters for the transition state of the reaction with DPPH• showed relatively high values of enthalpy of activation and moderately negative entropy of activation: ΔH‡298= 34.0 ± 0.3 kJmol-1 for vanillin and 46.2 ± 0.1 kJmol-1 for complex with BSA and 51.0 ± 0.6 kJ·mol-1 for complex with BLG, negatives values of entropy ΔS‡298 = -147.4 ± 0.9 J·mol-1·K-1, -105.3 ± 0.5 J·mol-1·K-1 and -90 ± 2 J·mol-1·K-1 respectively. The values of enthalpy and entropy of activation found for vanillic acid were: ΔH‡298 = 19.6 ± 0.2 kJ·mol-1, 10.2 ± 0.03 kJ·mol-1 and 37.6 ± 0.3 kJ·mol-1 for BSA and BLG respectively and negative values of entropy ΔS‡298 = -174 ± 0.5 J·mol-1·K-1, -206.0 ± 0.1 J·mol-1·K-1 and -116 ± 1 J·mol-1·K-1. From these values of enthalpy and entropy of activation the mechanism of radical DPPH• reduction was assigned to a process of hydrogen atom transfer (HAT/PCET). The deactivation reaction of the MbFe(IV)=O species by vanillin shown rate constant of k298 = 57±1 L·mol-1·s-1, which it is higher than vanillic acid k298 = 15±1 L·mol-1·s-1. This fact is assigned to the total negative charges of the reductor and the protein under the experimental conditions. It is observed an antagonistic effect of the complexation of vanillin by proteins in the antioxidant activity, in which the effect diminish, but not avoid the long range electron transfer by out-sphere reaction. On the other hand, the presence of BLG and BSA do not affect the reactivity of vanillic acid towards the MbFe(IV)=O species. The activation parameters found for the reduction of MbFe(IV)=O by vanillin revealed values of ΔH‡298 = 58.8 ± 0.3 kJmol-1 and ΔS‡298 = -14 ± 1 J·mol-1·K-1, ΔH‡298 = 45.5 ± 0.3 kJ·mol-1 e ΔS‡298 = -60 ± 1 J ·mol-1·K-1, ΔH‡298 = 68.6 ± 0.4 kJ·mol-1 and ΔS‡298 = 17 ± 1 J ·mol-1·K-1 for free vanillin, complex with BSA and complex with BLG respectively. For the reduction by vanillic acid it were with the following values of enthalpy and entropy of activation: ΔH‡298 = 41.8 ± 0.2 kJ·mol-1 and ΔS‡298 = -82.4 ± 0.7 J·mol-1·K-1, ΔH‡298 = 37.7 ± 0.3 kJ·mol-1 and ΔS‡298 = -96 ± 1.0 J·mol-1·K-1, ΔH‡298 = 53.5 ± 0.2 kJ·mol-1 and ΔS‡298 = -44 ± 1.0 J·mol-1·K-1 for free vanillin, complex with BSA and complex with BLG respectively.

O presente estudo teve como objetivo avaliar a associação entre o polimorfismo da β-lactoglobulina e as características físico-químicas (pH, acidez e crioscopia), de composição (gordura, sólidos totais, uréia, proteína bruta, proteína verdadeira, nitrogênio não-protéico e caseína), e de estabilidade do leite. Para tanto, 11 rebanhos leiteiros foram selecionados, 5 da raça Holandesa e 6 da raça Girolanda, dos quais foram coletadas 4 amostras de leite de 164 vacas da raça Holandesa e 74 da raça Girolanda, sendo duas coletas realizadas na estação das secas e 2 na estação das chuvas. Cada amostra foi submetida à análise de composição e de características físico-químicas. Para a identificação do genótipo para β-lactoglobulina, foram coletadas amostras de sangue de cada vaca, as quais foram submetidas à reação de polimerase em cadeia (PCR), determinando-se as freqüências alélicas e genotípicas dos animais. A estabilidade do leite foi avaliada pelo teste de estabilidade ao etanol, nas seguintes concentrações alcoólicas: 70, 76, 80 e 84ºGL. As freqüências genotípicas foram 0,28, 0,30 e 0,41 para os genótipos AA, AB e BB, respectivamente. A freqüência do alelo B foi maior que do alelo A, 0,52 e 0,47, para a raça Holandesa, e 0,58 e 0,41, para a raça Girolanda, respectivamente. Não houve efeito do polimorfismo da β-lactoglobulina (AA, AB e BB), entre os animais das raças, avaliadas sobre as propriedades físico-químicas e a composição do leite. Observou-se efeito de raça (Holandesa e Girolanda, respectivamente) sobre a acidez titulável (16,16 e 17,07°D) e pH (6,78 e 6,75), e de composição do leite quanto as variáveis gordura (3,31 e 3,20%), NUL (16,62 e 14,45mg/dL) e PB (3,13 e 3,04%). Houve efeito da estação (chuvosa e seca, respectivamente) sobre as características físico-químicas de acidez titulável (16,62 e 16,34°D), pH (6,76 e 6,79) e crioscopia (-0,5411 e -0,5376°H), e de composição do leite quanto as variáveis lactose (4,34 e 4,50%), sólidos totais (11,65 e 11,90%), LogCCS (2,44 e 2,34), PB (3,08 e 3,14%), PV (2,84 e 2,91%), caseína (2,01 e 2,13%) e relação caseína:proteína verdadeira (0,70 e 0,72). Verificou-se também efeito da raça e estação do ano sobre a estabilidade do leite, sendo que o leite foi mais instável para raça Girolanda e durante a estação seca, mas não se observou efeito do polimorfismo da β-lactoglobulina sobre esta característica. / The objective of this study was to evaluate the association between beta-lactogobulin polymorphism and physico-chemical characteristics, composition (fat, total solids, urea, crude protein, true protein, non protein nitrogen and casein), and stability of milk. For this aim, 11 dairy herds were selected, six of them composed of crossbred Holstein-Zebu (H-Z) cows and five from Holstein cows. Milk samples were taken four times (twice in dry season and twice in rainy season), from 278 Holstein and 156 crossbred Holstein-Zebu cows. Individual milk samples were analyzed for milk composition and physico-chemical properties. For β-lactoglobulin polymorphism analysis, 10 mL of blood samples were ollected from each cow and then submitted to polymerase chain reaction (PCR). Following β-lactoglobulin protein variants detection, genotype and allele frequencies for the 11 herds were analyzed. Heat stability of milk was determined by the alcohol-induced precipitation test, using the following ethanol concentrations 70, 76, 80 and 84ºGL. The genotype frequencies were 0.28, 0.30 and 0.41 for AA, AB and BB, respectively. Allele B frequency was higher than A, 0.52 and 0.47, for Holstein cows, 0.58 and 0.41, for Holstein-Zebu, respectively. Genetic variants of β-lactoglobulin (AA, AB and BB) had no effect on physico-chemical (acidity, pH and crioscopy), and compositional characteristics (fat, total solids, urea, crude protein, non-protein nitrogen, true protein and casein percentages), either among milk from Holstein cows, or from crossbred Holstein-Zebu. Breed effect for Holstein and H-Z on titrable acidity (16,16 and 17,07°D, respectively), pH (6,78 and 6,75, respectively), fat (3,31e 3,20%, respectively), milk urea nitrogen (16,62 e 14,45mg/dL, respectively) and crude protein (3,13 e 3,04%, respectively) could be observed. Effect of seasonality between rainy and dry seasons was also observed on physico-chemical variables of titrable acidity (16,62 and 16,34°D, respectively), pH (6,76 and 6,79, respectively) and freezing point (-0,5411and -0,5376°H, respectively), and on composition characteristics of lactose (4,34 and 4,50%, respectively), total solids (11,65 and 11,90%, respectively), LogCCS (2,44 and 2,34, respectively), crude protein (3,08 and 3,14%, respectively), true protein (2,84 and 2,91%, respectively), casein content (2,01 and 2,13%, respectively) and casein:true protein ratio (0,70 and 0,72, respectively). Effect of breed and seasonality on milk ethanol stability test was observed. Holstein-Zebu milk was ethanol-unstable on dry season. No effect of β-lactoglobulin on milk stability was observed.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:34:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MiguelASFC_DISSERT.pdf: 664410 bytes, checksum: ea1412fbbc90b4e28d5ec902a12a2ff5 (MD5) Previous issue date: 2011-08-29 / Universidade Federal do Rio Grande do Norte / The objective of this study was to identify DNA polymorphisms at the genes leptin, β-lactoglobulin and pituitary-specific transcription factor in three genetic groups of Holstein x Guzerat dairy cows and investigate the relationship between their genotypes and the composition and quality of milk of dairy cows. Samples were collected in August 2009, being 113 blood samples from lactating crossbred cows and 58 milk samples. For analysis of DNA polymorphisms blood samples were collected, analyzed later in the Genetic Laboratory affiliated to the Zootechny Institute of S?o Paulo and individual milk samples were collected according to standards established by the laboratory of Management Program of Northeast Dairy Herds (PROGEN), at Federal Rural University of Pernambuco (UFRPE) for analysis of milk composition and quality. The characterization of genotypes was performed by PCR-RFLP, for which were designed specific primers for each studied gene and restriction enzymes Kpn2I, HaeIII and HinfI that cut the DNA of the following genes: leptin, β-lactoglobulin and a PIT, respectively. The leptin estimate genotypic frequence were CC 0.112, TT 0.225 and CT 0.661, for β-lactoglobulin were AA 0.136, AB 0.323 and BB 0.539, and for PIT were ++ 0.655, -- 0.311 and +- 0.032. The results show that the population is in Hardy-Weinberg disequilibrium for leptin, β-lactoglobulin and a PIT due to excess of heterozygotes in the population, however, as these genes are associated with the milk production it is considered that the animals have genetic potential for milk production in the Brazilian semi-arid conditions. Through the characterization of the studied herd there were not found implications of the polymorphism of leptin, β-lactoglobulin and PIT in the composition and quality of milk from cows in the different genetic groups 1/2, 3/4 and 7/8 Holstein x Guzerat. Key words: β-lactoglobulin, crossbred cows, leptin, PCR-RFLP, PIT1, semi-arid. / O objetivo do presente estudo ? identificar os polimorfismos de DNA nos genes leptina, β-lactoglobulina e fator de transcri??o pituit?rio espec?fico, em tr?s grupos gen?ticos de vacas leiteiras Holand?s x Guzer? e verificar a rela??o entre seus gen?tipos com a composi??o e qualidade do leite de vacas leiteiras. As amostras foram coletadas em agosto de 2009, sendo 113 amostras de sangue de vacas mesti?as em lacta??o e 58 amostras de leite. Para a an?lise do polimorfismo de DNA foram coletadas amostras de sangue, analisadas posteriormente no Laborat?rio de Gen?tica do Instituto de Zootecnia do Estado de S?o Paulo. As amostras individuais de leite foram coletadas segundo os padr?es estabelecidos pelo laborat?rio do Programa de Gerenciamento de Rebanhos Leiteiros do Nordeste (PROGENE), da Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE) para as an?lises de composi??o e qualidade do leite. A caracteriza??o dos gen?tipos foi realizada atrav?s da t?cnica de PCR-RFLP, em que foram utilizados primers espec?ficos para cada gene estudado e enzimas de restri??o Kpn2I, HaeIII e HinfI, promotoras de cortes nos genes leptina, β- lactoglobulina e PIT1, respectivamente. A freq??ncia genot?pica estimada da leptina foi CC 0,112 , TT 0,225 e CT 0,661, da β-lactoglobulina foi AA 0,136, BB 0,323 e AB 0,539 e PIT1 ++ 0,655, -- 0,311 e +- 0,032. Os resultados mostram que a popula??o se encontra em desequil?brio de Hardy-Weinberg para a leptina, β-lactoglobulina e PIT1 devido ao excesso de heterozigotos presentes na popula??o, entretanto, como estes genes est?o associados ? produ??o de leite, considera-se que os animais t?m potencial gen?tico para a produ??o leiteira nas condi??es do semi?rido brasileiro. Atrav?s da caracteriza??o do rebanho estudado n?o foram encontradas implica??es referentes ao polimorfismo da leptina, β lactoglobulina e PIT1 na composi??o e qualidade do leite de vacas nos grupos gen?ticos 1/2, 3/4 e 7/8 Holand?s x Guzer?

Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-01-08T14:33:50Z No. of bitstreams: 1 gustavotorresdesouza.pdf: 5085443 bytes, checksum: eada917698a8738ea1947743e940692c (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-01-23T11:05:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 gustavotorresdesouza.pdf: 5085443 bytes, checksum: eada917698a8738ea1947743e940692c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-23T11:05:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 gustavotorresdesouza.pdf: 5085443 bytes, checksum: eada917698a8738ea1947743e940692c (MD5) Previous issue date: 2017-08-08 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O advento sistema CRISPR/Cas9 tornou o processo de edição gênica consideravelmente mais fácil e direto, uma vez que retirou empecilhos técnicos relacionados aos sistemas já disponíveis. Desta forma, foram permitidos diversos avanços no entendimento da função de elementos genômicos, assim como a produção de embriões geneticamente modificados com diversas finalidades. O atual trabalho objetivou a edição gênica no gene da beta-lactoglobulina em células somáticas bovinas objetivando a produção futura de embriões da espécie geneticamente modificados. Considerando-se que a hipersensibilidade a essa proteína responde pela maior parte das alergias ao leite bovino, a produção de animais cujo leite não contenha essa molécula é de grande interesse para a indústria de laticínios. Durante os experimentos, foi possível obter uma linhagem de células bovinas MDBK expressando a enzima Cas9 (MDBK-Cas). Usando células MDBK e as células MBDK-Cas foi possível se obter com sucesso edições gênicas no locus beta-lactoglobulina utilizando-se os componentes do sistema CRISPR/Cas9 na forma de mRNA da proteína Cas9 e sgRNAs. Conclui-se que o sistema CRISPR/Cas9 pode ser usado com os sgRNA desenhados neste estudo para editar o gene da betalactoglobulina em células MDBK. Assim, células MDBK podem ser utilizadas como alvo o locus em estudo. Modelos de estudos para edição do genoma bovino. Em vista da escassa literatura constando de trabalhos em que tenha sido feita a edição gênica em embriões bovinos, os dados gerados por esse trabalho colaborarão para o avanço do estado da arte no que diz respeito a engenharia gênica de bovinos e no conhecimento do funcionamento do sistema CRISPR/Cas9. / The advent of the CRISPR / Cas9 system made the process of gene editing considerably easier and more straightforward, since it removed technical impediments related to the systems already available. In this way, several advances were made in the understanding of the function of genomic elements, as well as the production of genetically modified embryos for various purposes. The present work aimed at the genetic editing of the beta-lactoglobulin gene in bovine somatic cells aiming at the future production of genetically modified embryos of the species. Considering that hypersensitivity to this protein accounts for most of the allergies to bovine milk, the production of animals whose milk does not contain this molecule is of great interest to the dairy industry. During the experiments, it was possible to obtain a lineage of bovine MDBK cells expressing the Cas9 enzyme (MDBK-Cas). Using MDBK cells and MBDKCas cells it was possible to successfully obtain gene editions at the beta-lactoglobulin locus using the components of the CRISPR / Cas9 system as mRNA of the Cas9 protein and sgRNAs. It is concluded that the CRISPR / Cas9 system can be used with the sgRNAs designed in this study to edit the beta-lactoglobulin gene in MDBK cells. Thus, MDBK cells can be targeted as the locus under study. Models of studies for editing the bovine genome. In view of the scarce literature consisting of studies in which bovine embryos have been genetically engineered, the data generated by this work will contribute to the advancement of the state of the art regarding the genetic engineering of cattle and the knowledge of the functioning of the system CRISPR / Cas9.