O 1,3-propanodiol é um composto produzido a partir da fermentação do glicerol por bactérias como a do gênero Klebsiella e que pode ser utilizado para diversas aplicações na indústria, como a produção de PTT (politrimetileno tereftalato). Esse trabalho focou na produção de 1,3-propanodiol utilizando os genes que codificam as enzimas da via retirados de uma cepa de Klebsiella previamente isolada (GLC29). Os genes foram inseridos em um plasmídeo e este em cepa hospedeira de Escherichia coli com alteração na afinidade da enzima isocitrato desidrogenase pelo seu cofator. A enzima foi modificada no genoma da bactéria e utiliza como cofator NAD em vez do NADP original. Ensaios preliminares em agitador rotativo mostraram uma melhoria de produção da cepa mutada em comparação com a Escherichia coli selvagem. Em ensaios em biorreator, variando a concentração de oxigênio dissolvido no meio, a cepa mutante apresentou uma produção 25% maior que a cepa selvagem na condição de maior produção com 5% de oxigênio dissolvido. / The 1,3-propanediol is a compound produced from glycerol fermentation by bacteria such as Klebsiella and which can be used for various applications in industry, such as the production of PTT (polytrimethylene terephthalate). This work focused on the production of 1,3-propanediol using genes encoding the enzymes of the pathway taken from a Klebsiella strain previously isolated (GLC29). The genes were inserted into a plasmid and in the host strain of Escherichia coli with changes in the affinity of the enzyme isocitrate dehydrogenase for its cofactor. The enzyme was modified in the genome of the bacteria using the cofactor NAD instead of the original NADP. Preliminary tests on shaker showed an improvement of production by the mutated strains in comparison to the wild Escherichia coli. In biorreactor cultivation, varying the concentration of dissolved oxygen in the medium, the mutant strain showed a production 25% higher than the wild type strain in the condition with 5% of dissolved oxygen.

O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da degradabilidade de fontes nitrogenadas em rações de vacas leiteiras, utilizando volumoso à base de cana-de-açúcar, sobre o consumo e digestibilidade dos nutrientes, fermentação ruminal, produção e composição do leite, composição da fração proteica do leite, e parâmetros sanguíneos. Foram utilizadas 12 vacas da raça Holandesa, agrupadas em três quadrados latinos balanceados 4x4, com período experimental de 21 dias, sendo nos 7 últimos dias as coletas. Os animais foram alimentados com rações isoproteicas (15,7% de PB): a) Controle - 66,25% PDR, 33,75 % PNDR, farelo de soja e ureia; b) Alta degradabilidade 71,33% PDR, 29,29% PNDR, farelo de soja e alta concentração de ureia (1,71% da MS); c) Média degradabilidade - 69,42% PDR, 31,21% PNDR, soja crua em grão como fonte proteica e d) Baixa degradabilidade 62,42% PDR, 37,57% PNDR, farelo de glúten de milho como fonte proteica. As amostras utilizadas para análise de composição do leite foram coletadas nos quatro últimos dias consecutivos de cada período experimental. As amostras de líquido ruminal foram coletadas por sonda esofágica três horas após a alimentação matinal. A digestibilidade foi determinada por meio de indicador interno FDAi. Houve aumento de consumo de extrato etéreo nas vacas alimentadas com a ração contendo grão de soja, fonte nitrogenada com média degradabilidade, em relação aos demais tratamentos. Houve redução na digestibilidade aparente total das proteínas nas rações de média degradabilidade. Não houve efeito das rações utilizadas nos valores de pH ruminal, três horas após a alimentação. Neste mesmo tempo, a concentração de nitrogênio amoniacal ruminal foi menor para as vacas que receberam grão de soja nas rações. Entre as rações nitrogenadas controle e as que possuem diferentes degradabilidades, a ração com grão de soja resultou em redução da produção de leite corrigida para 3,5% de gordura e produção de gordura. Houve aumento no teor e produção de proteína para a ração controle, dentre as demais. Os teores de proteína bruta no leite, nitrogênio não caseinoso e proteína verdadeira foram maiores para vacas alimentadas com ração controle. As concentrações de colesterol total e colesterol-HDL foram maiores para as vacas alimentadas com rações contendo grão de soja. As concentrações de ureia e nitrogênio ureico no soro foram menores nas dietas com grão de soja. Estas concentrações quando no leite foram semelhantes entre as rações utilizadas. Os parâmetros de síntese proteica não foram alterados com as rações experimentais. A utilização de fontes nitrogenadas com diferentes degradabilidades nas rações de vacas leiteiras, com volumoso cana-de-açúcar, não altera o consumo e o desempenho produtivo, mas altera o teor de proteína bruta e verdadeira do leite. O uso do grão de soja como fonte proteica reduz a digestibilidade aparente total da proteína. / This study was carried out to evaluate the effect of degradability of dietary protein sources for dairy cows, using sugar cane based diets on intake and nutrients digestibility, ruminal fermentation, milk yield and composition, milk protein fraction composition, and blood parameters. Twelve Holstein cows were allocated in three balanced latin square 4x4, with experimental period of 21 days and 7 last days for data collection. Animals were fed the following rations isoproteic (15,7% CP): a) control - 66,25% RPD, 33,75 % RUP, soybean meal and urea; b) high degradability - 71,33% RPD, 29,29% RUP, soybean meal and high concentration of urea ( 1,71% of DM); c) medium degradability - 69,42% RPD, 31,21% RUP, raw soybeans and, d) low degradability 62,42% RPD, 37,57% RUP, corn gluten meal as the protein source. Milk samples for composition analysis were collected during the last four consecutives days in each period. Ruminal fluid samples were collected using an esophageal probe three hours after the morning fedding. Digestibility was determined using ADFi as an internal indicator. There was an increase in ether extract intake in cows fed raw soybean ration, compared with other treatments. It was observed a reduction in apparent digestibility of CP in the diets of medium degradability. It was not observed effects of treatments in ruminal pH, however, concentration of ruminal ammonia was lower for cows fed whole soybeans. Cows fed raw soybean produced less 3,5% fat milk and lower fat yield. Milk crude protein and protein yield was higher for cows fed control diet. Milk crude protein, non-casein nitrogen and true protein were higher for cows fed control diet. Concentrations of total cholesterol and cholesterol-HDL were higher for cows that received soybean, compared with the others treatments. Concentrations of urea and serum urea nitrogen were lower in cows fed soybean ration. The concentrations of urea and milk urea nitrogen were similar between the treatments. Feeding nitrogen sources with different degradability rates in sugar cane based diets for dairy cows not change intake and production performance but change milk crude protein and true protein. Feeding soybean as protein source decreases protein total apparent digestibility.

Made available in DSpace on 2015-03-04T18:50:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 marcovilela.pdf: 1029491 bytes, checksum: 1fca2ef79139cc03706b7b62c5e682e5 (MD5) Previous issue date: 2007-03-26 / Coordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de Nivel Superior / During the past 30-years, Biochemical System Theory (BST) has been provided a concrete foundation for the study of the dynamic biological systems, e.g. S-systems models for reverse engineering of metabolic networks (Savageau, 1969; Savageau, 1970; Voit, 2000). One of the remarkable characteristics of these models is its parameters not only quantify the interactions between the components of the network, but also elucidate the network s topology. Automatic procedures for S-system parameterization from biological time series have been developed by many researches, where they assume a noise-free time series and a true estimated first derivative in their methodologies (Chou, et al., 2006; Kikuchi, et al., 2003). Nevertheless, this noise-free data is not a realistic scenario of the real biological experimental world. Methods as artificial neural network (ANN), Support Vectors Machines (SVM) and Saviztsky-Golay filter were proposed to overcome the denoising time series problem with the advantage of a closed form output which allowed determining the first derivative symbolically (Almeida and Voit, 2003; Borges, et al., 2006; Borges, et al., 2004; Voit and Almeida, 2004). However, these solutions showed some problematic artifacts in its first derivative even when they are not visually apparent in the smoothed data, leaving a gap on the issue of a fully automatic method for S-system parameterization from experimental data. The algorithm presented in this work is a proposal to fill this gap up providing an unbiased robust tool for signal extraction and first derivative estimation from noisy time series. / Nos últimos 30 anos, a Teoria dos Sistemas Bioquímicos (Biochemical System Theory - BST) tem fornecido uma fundação concreta para o estudo da dinâmica de sistemas biológicos, por exemplo, Sistemas-S (S-systems) usados em engenharia reversa de vias metabólicas (Savageau, 1969; Savageau, 1970; Voit, 2000). Uma característica marcante desse tipo de modelo é que os parâmetros não só quantificam as interações entres os componentes da rede metabólica, mas também fornecem a sua topologia de regulação. Procedimentos automáticos para a parametrização dos Sistemas-S a partir de séries temporais biológicas vêm sendo desenvolvidos por vários pesquisadores, onde se assume que a série temporal e sua derivada temporal são livres de ruído. Entretando, perfis metabólicos livres de ruído não são um realistas em cenários de experimentos de biologia molecular. Técnicas como Redes Neurais Artificiais (RNA), Máquinas de Vetores de Suporte (MVP) e filtro de Saviztsky-Golay foram propostas como solução do problema de suavização dos perfis metabólicos com a vantagem da obtenção da derivada temporal simbólica (Almeida and Voit, 2003; Borges, et al., 2006; Borges, et al., 2004; Voit and Almeida, 2004). Entretanto, essas soluções apresentaram alguns artefatos problemáticos na derivada até mesmo quando nenhum problema é visualmente detectado no dado suavizado, deixando aberto um espaço vazio na questão de um método automático para a parametrização dos Sistemas-S a partir de dados experimentais. O algoritmo apresentado neste trabalho propõe preencher esse espaço com uma ferramenta robusta para a extração de sinal e de sua derivada temporal a partir de séries temporais ruidosas.

O objetivo do presente estudo foi investigar a existência de associação entre os diferentes genótipos do polimorfismo R577X do gene ACTN3 e variáveis fisiológicas e neuromusculares associadas à aptidão aeróbia e ao desempenho em provas de longa duração. Cento e cinquenta indivíduos fisicamente ativos foram submetidos aos seguintes testes: a) teste incremental máximo para determinação do consumo máximo de oxigênio, velocidade de pico, limiar ventilatório (LV) e ponto de compensação respiratória (PCR); b) dois testes de cargas constantes nas velocidades de 10 km.h-1 e 12 km.h-1 para determinação da economia de corrida; c) teste de uma repetição máxima no exercício leg press para determinação da força máxima de membros inferiores; d) teste de salto vertical para determinação da potência máxima de membros inferiores e; e) genotipagem para determinação do genótipo do gene ACTN3. Os principais resultados foram a maior representação do genótipo XX entre os indivíduos com maiores velocidades associadas ao LV e ao PCR. Além disso, entre os indivíduos mais econômicos, foi observada uma maior representação de pelo menos uma cópia do alelo X (genótipos RX e XX). Esses resultados sugerem que o genótipo XX do gene ACTN3 parece ser favorável às variáveis fisiológicas associadas à aptidão aeróbia, sobretudo aquelas determinadas em intensidades submáximas / The aim of the present study was to investigate the relationship among the genotypes of the ACTN3 gene and physiological and neuromuscular parameters related to aerobic fitness and endurance performance. One hundred and fifty male physically active subjects performed the following tests: a) a maximal incremental test to determine maximal oxygen consumption, peak velocity, ventilatory threshold and respiratory compensation point; b) two constant speed tests at 10 km.h-1 and 12 km.h-1 to determine running economy; c) one repetition maximum in the leg press to determine the maximal dynamic strength of the lower limbs; d) vertical jump test to determine the maximum power of the lower limbs and; e) genotyping for the ACTN3 gene polymorphism. Our main results were a higher frequency of the XX genotypes among the individuals with the highest speeds associated to ventilatory threshold and to the respiratory compensation point. It was observed a higher frequency of at least one copy of the X allele (RX and XX genotypes) among the more economical individuals. These results suggest that the XX genotype of the ACTN3 gene seems to be associated with physiological variables related with the aerobic fitness, mainly those determined in submaximal intensities

Foi realizado o estudo prospectivo de uma amostra da população portadora de Síndrome de Down que procurou o Departamento de Genética do Hospital Infantil Darcy Vargas,no período de 1959 a 1996. Dos 2816 portadores de Síndrome de Down que compareceram a este Serviço, neste período , a amostra estudada consistiu de 518 pacientes que mantiveram períodos de retomo ambulatorial conforme previsto pelo Protocolo de segmento clínico adotado. O objetivo do estudo foi caracterizar a incidência de colecistopatia litiásica em pacientes portadores de Síndrome de Down . Para desenvolver este estudo, após o diagnóstico citogenético e clínico da Síndrome de Down, procurou-se correlacionar faixa etária dos genitores, uso de anticoncepcionais e principalmente promover a utilização de exames subsidiários específicos que permitiram melhores condições diagnósticas e definição de mecanismos fisiopatológicos eventuais relacionados à colilitiase. Verificou-se a presença de cálculos de vesícula biliar em 27 pacientes ( 3,28%) comparando-se à incidência descrita na população como um todo (0,07%). Estes dados caracterizam a prevalência de cálculos de vesícula biliar em portadores de Síndrome de Down ( a distribuição das probabilidades da frequência de cálculo de vesícula biliar em Sindrome de Down está dentro do intervalo de 95%, entre 3,6% e 7,7%). As correlações realizadas vieram a excluir,na amostra estudada, algumas etiologias comumente descritas para colelitíase e provavelmente vincula o fenômeno da colelitíase a mecanismos fisioembriopatológicos ligados à hipotonia e estase do conteúdo da vesícula biliar( e/ou redução na velocidade do seu esvaziamento). Em consequência torna-se importante propor uma investigação rotineira para esta patologia, com ênfase nos mecanismos fisiopatológicos, prováveis responsáveis pela incidência aumentada na população com Síndrome de Down. / The purpose of this study has been the prospective analysis of the Down syndrome population received by the Genetic Department of \"Hospital Infantil Darcy Vargas\", in the period from 1959 to 1996. The Department has received 2816 Down Syndrome patients\' in this period, and this study has selected 518 patients, clinical and cytogenetically diagnosed, which were studied following the specific clinical protocol, in periodical evaluations. The incidence of cholelithiasis was verified and it has been analysed the possible relationships among this disease and parentaI age, contraceptive use and clinical features leading to the discussion of eventual aetiologic mechanisms causing gallstones. It was verified 27 patients affected by Down Syndrome and presenting cholelithiasis in the survey of 518 patients ( 3.28 %) compared to the frequency of 7/10000 in the non Down population ( 0.07% ). The statistical analysis has shown that the distribution of the frequency probabilities have been between 3.6% and 7.7%, These studies have verified that the aetiology of the gallstones in the Down syndrome patients could be related to the hypotonic characteristic of the patients, leading to cholestasis, It is very important the suggestion of routine evaluation for this pathology, related to the eventual aetiologic features.

O processo inflamatório subclinico encontra-se associado à prevenção e controle de um agrupamento de fatores de risco (FR) nutricionais, entre eles, dislipidemia e aumento de depósito de gordura visceral. Indicadores nutricionais, inflamatórios e metabólicos parecem estar associados com o estilo de vida. A semente de linhaça tem sido reconhecida como um alimento rico em fibras e -3, entretanto, um novo constituinte de sua composição nutricional tem merecido atenção, pelo seu papel antiinflamatório e antioxidante. Este componente é chamado de lignanas, um polímero complexo e o principal constituinte não-carbohidrato de plantas vasculares. Está ligado a fibras de celulose, e é responsável por reforçar a estrutura das paredes celulares, o que previne o colapso das mesmas. Lignanas, em contato com a microflora intestinal humana transformam-se em enterolignanas, especialmente, enterodiol e enterolactona. O presente trabalho tem por hipótese que o teor de lignanas dietético pode interferir no perfil metabólico, e alterar fatores de riscos envolvidos no estado nutricional, e consequentemente na saúde. O conhecimento de que diferentes características na composição nutricional de macronutrientes da dieta poderiam modificar o perfil inflamatório, independentemente, da presença das enterolignanas provenientes da semente de linhaça também constituíram o objetivo deste estudo. Por 42 dias, foram avaliados 52 funcionários, pertencentes ao sexo masculino, com idade média de 37± 9 anos, de uma indústria de grande porte, na cidade de Itu-SP. Os voluntários foram divididos em 4 grupos de pesquisa, sendo, um grupo controle, e três grupos com dietas isocalóricas e diferentes proporções no % de carboidratos (CH), e acréscimo de semente de linhaça em pó ou arroz cru triturados (protocolo duplo cego). Foi preenchida ficha de coleta de informações sobre dados pessoais e conhecimento de fatores de risco (hipertensão, dislipidemia e diabetes), comportamentos de risco (tabagismo e sedentarismo) e antecedentes familiares. Foi também realizada avaliação clinico - laboratorial, no qual se obteve o registro de medidas antropométricas, medida da pressão arterial e coleta de sangue venoso em jejum de 12 h para avaliação de indicadores bioquímicos referentes à FR cardiovascular, tais como, colesterol total e frações (LDL-c e HDL-c), triglicérides, glicemia, insulina, Homa-beta e Homa-IR, ácido úrico, bem como, para avaliação de indicadores inflamatórios (Proteína C Reativa (PCR), Fator de Necrose Tumoral (TNF-) e Isoprostane Sérico), hormonais (Leptina e Adiponectina) e nutricionais (Enterodiol e Enterolactona séricas e urinárias). Observou-se que para redução significativa das medidas antropométricas estudadas e indicador de estresse oxidativo não houve diferenças entre os grupos que receberam intervenção dietética. Entretanto, para a melhora do perfil bioquímico, inflamatório, hormonal e nutricional, diferentes respostas foram encontradas. Os grupos que receberam dietas com redução de CH total (32% e 35%) mostraram benefícios, no que se refere ao perfil bioquímico, especialmente, colesterol total, LDL-c e ácido úrico, como também, para o perfil hormonal, referente aos níveis de adiponectina (p <0,05). Com relação aos níveis de PCR e TNF-, apenas os grupos que tiveram acréscimo de semente de linhaça na dieta apresentaram redução significativa (p<0,05). Para os níveis de triglicérides, somente o grupo com adição de semente de linhaça e 32 % de CH total apresentou diminuição significativa (p<0,05). Foi observado que com 32 % de CH total ingerido e adição de um alimento rico em lignanas constituiu-se uma estratégia nutricional relevante, para prevenção primária de fatores de risco metabólicos e controle da inflamação subclinica, o que pode contribuir na redução da morbi-mortalidade a eles associada. / The control of subclinical inflammatory process is associated with the prevention nutritional RF (risk factor), such as dislipidemia and the increase of visceral fat deposition. Nutritional, inflammatory and metabolic indicators seem also to related to life style. The linseed has been recognized as rich in fibers and -3. However, a new component in its nutritional composition has deserved the attention for its anti- inflammatory and antioxidant roles. This component is called lignans, a complex polymer and the main non-carbohydrate constituent of vascular plants. It is binded to cellulose fibers and is responsible for reinforcing cell walls structure, preventing them from collapsing. Plant lignans, in contact with the human intestinal flora, become enterolignans, specially enterodiol and enterolactone. This present work hypothetically that the amount of dietetic plant lignans interfere in the metabolic profile, altering the risk factors involved in the nutritional health state and consequently, the welfare state. Therefore, the objective of this study is to know if different diet nutritional composition characteristics can change the inflammatory profile, independently of the presence of enterolignans from the linseed. For 42 days, 52 male volunteers, average 37±9 years old, from a industrial city of Itu-SP, were evaluated. The volunteers were divided into 4 research groups; one control group and 3 groups on isocaloric diets with different proportion of carbohydrate (CH) and the addition of powdered linseed or ground raw rice (a double blind protocol). Personal data, RF (hypertension, dislipidemia and diabetes), habits (smoking and sedentary) and family antecedents were collected. A nutritional-laboratorial evaluation was performed in order to get anthropometric data; blood pressure checked and blood samples (after 12 hours fast) for total cholesterol and fractions (LDL-c and HDL-c ), triglycerides, glycemia, insulin, Homa-beta and Homa-IR, uric acid, inflammatory indicators (Reactive-C Protein (PCR) , Tumoral Necrosis Factor (TNF-a) and Seric Isoprostane ), hormonal (Leptin and Adiponectin), enterodiol and enterolactone seric and urinary enterolignins. It was observed a reduction of the studied anthropometric measures and for the oxidative stress indicators. A significant change occurred in the anthropometric measurements and the oxidative stress marker evaluated for all groups, but no difference among them was noted. On the other hand, biochemical, inflammatory, hormonal and nutritional profile significant differences among groups was observed. The groups that received diets with the reduction of the total CH (32% and 35% ) showed improvements in the biochemical profile, specially in the total cholesterol, LDL-c and uric acid, as well as the hormonal profile, in the levels of adiponectin (p< 0,05) . The levels of PCR and TNF-a, only the groups that had the linseed, showed a reduction (p< 0,05). For the triglycerides levels, only the group with the addition of linseed and 32% of total CH showed a decrease. It was observed with 32% of CH and the addition of food lignans constitute a nutritional relevant strategy for the primary prevention of metabolic risk factors and control of subclinical inflammation, contributing to the reduction of the associated morbi-mortality.

Submitted by Ubirajara Cruz (ubirajara.cruz@gmail.com) on 2017-06-26T16:43:55Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Claudio_Posser.pdf: 1002622 bytes, checksum: 5fd0d7202d8a9237ebcf50b4d2c9d707 (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2017-06-27T19:05:21Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Claudio_Posser.pdf: 1002622 bytes, checksum: 5fd0d7202d8a9237ebcf50b4d2c9d707 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-27T19:05:21Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Claudio_Posser.pdf: 1002622 bytes, checksum: 5fd0d7202d8a9237ebcf50b4d2c9d707 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-02-15 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / A suplementação de ácidos graxos poliinsaturados (PUFA) contendo ômega-3, especialmente o ácido docosahexaenoico (DHA), na dieta de fêmeas suínas pode ser uma alternativa para melhorar o seu desempenho reprodutivo. O objetivo deste estudo foi avaliar os parâmetros reprodutivos e os níveis séricos de marcadores metabólicos em fêmeas suínas suplementadas com ômega-3. Neste estudo, 463 fêmeas suínas foram suplementadas na dieta com uma fonte de DHA extraído de microalgas, a partir de 85 dias de gestação e durante a lactação e o intervalo desmame-estro (IDE). Os níveis de inclusão de DHA foram: 0,0 (controle); 3,5; 7,0; 14,0; e 28,0 g/d. Foram realizadas três coletas de sangue, no início do tratamento (durante a gestação), dez dias após o parto (durante a lactação) e um dia antes do desmame, para avaliação dos níveis séricos de indicadores metabólicos: triglicerídeos; colesterol; fator de crescimento semelhante a insulina tipo I (IGF-1); e ácidos graxos não esterificados (NEFA). Os tratamentos não apresentaram efeitos sobre a taxa de natimortalidade, o tamanho total da leitegada e a duração do IDE no parto no qual houve suplementação (P > 0,05), nem sobre o total de leitões nascidos e a taxa de natimortalidade no parto subsequente P > 0,05). Durante a gestação, os níveis séricos de colesterol e IGF-1 foram inferiores (P < 0,05) e os níveis de NEFA foram mais elevados durante a gestação (P < 0,05) do que durante a lactação e o IDE. Ainda, durante a gestação, os níveis séricos de triglicerideos foram reduzidos (P < 0,05) apenas em fêmeas suplementadas com 14 e 28 g de ômega-3. A suplementação de fêmeas suínas com esta fonte de ômega-3 não trouxe benefício para os parâmetros reprodutivos avaliados, possivelmente em função do ótimo desempenho observado durante o período do experimento. / Supplementation of diets of swine females with polyunsaturated fatty acids (PUFA) containing omega-3, especially the docosahexaenoic acid (DHA) may be an alternative to improve their reproductive performance. The objective of this study was to evaluate reproductive performance and serum levels of metabolic marker in swine females supplemented with omega-3. In this study, 463 swine females were supplemented in the diet with a source of DHA extracted from microalgae, from the 85th day of gestation and during both the lactation and the weaning-to-estrus interval (WEI). The DHA was included in the diet at: 3.5; 7.0; 14.0; and 28.0 g/d. Blood samples were collected at the beginning of the supplementation (during gestation), ten days after farrowing (during lactation) and one day prior to weaning, for determination of serum levels of metabolic markers: triglycerides; cholesterol; insulinlike growth factor type I (IGF-I); and non-esterified fatty acids (NEFA). No effect of the treatments was observed on the stillborn rate, total litter size and WEI at the parity in which supplementation occurred (P > 0.05), and also no effect occurred on total litter size and stillborn rate at the subsequent parity (P > 0.05). During the gestation, serum levels of cholesterol and IGF-I were lower (P < 0.05) and NEFA serum levels were greater than during lactation and the WEI (P < 0.05). Also during gestation, serum triglyceride levels were reduced (P < 0.05) only for females supplemented with 14.0 and 28.0 g of omega-3. The supplementation with DHA did not benefit the evaluated reproductive parameters of swine females, possibly due to the excellent performance observed during the experimental period.

A complexidade de alguns sistemas biotecnológicos impossibilita seu estudo sem o uso de técnicas de programação matemática avançadas. A quantificação de fluxos metabólicos e a síntese e projeto ótimos de plantas multiproduto são problemas com esta característica, abordados na presente tese. A quantificação de fluxos metabólicos empregando balanços de marcações é representada como um problema de otimização não-linear, o qual se resolve através da minimização da diferença entre as medidas experimentais e as predições do modelo da rede metabólica. Este problema surge da necessidade de se caracterizar o metabolismo mediante a estimação das velocidades das reações bioquímicas. O modelo matemático para problemas deste tipo é composto basicamente por balanços de metabólitos e de isótopos; os primeiros são lineares, enquanto os segundos introduzem não-linearidades ao problema e, neste trabalho, são modelados mediante uma modificação da técnica de matrizes de mapeamento de átomos. Para quantificar os fluxos metabólicos considerando a existência de ótimos locais, desenvolveu-se um algoritmo branch & bound espacial, no qual a busca global é feita mediante a divisão da região de busca (branching) e a geração de seqüências de limites (bounding) que convergem para a solução global. Como estudo de caso, estimaram-se os fluxos no metabolismo central de Saccharomyces cerevisiae. Os resultados confirmam a existência de soluções locais e a necessidade de desenvolver uma estratégia de busca global; a solução global obtida apresenta semelhanças, nos fluxos centrais, com a melhor solução obtida por um algoritmo evolucionário. Quanto aos problemas de síntese e projeto de sistemas biotecnológicos multiproduto, As abordagens mais empregadas para resolve-los são a definição e dimensionamento seqüencial das operações unitárias, e a fixação dos parâmetros de dimensionamento e de estimação do tempo de operação (com valores obtidos em laboratório ou planta piloto); porém ambas abordagens fornecem soluções subótimas. Por outro lado, a solução simultânea da síntese e projeto de sistemas biotecnológicos multiproduto gera modelos misto-inteiros não-lineares (MINLP) de grande porte, devido à combinação das decisões, ligadas à existência de alternativas no processo, com as restrições não-lineares geradas dos modelos das operações. Como estudo de caso considera-se uma planta para produção de insulina, vacina para hepatite B, ativador de plasminogênio tecidual (tissue plasminogen activator) e superóxido dismutase, mediante três hospedeiros diferentes: levedura (S. cerevisiae) com expressão extra ou intracelular, Escherichia coli e células de mamíferos. O projeto deve satisfazer a meta de produção para cada produto, minimizando os custos de capital e selecionando os hospedeiros, as operações e o arranjo dos equipamentos em cada estágio. Os resultados obtidos mostram que a formulação das decisões por abordagem big-M permite resolver o modelo MINLP gerado e que a consideração de múltiplos produtos com seqüências e condições de processamento diferentes gera grande ociosidade nos equipamentos e aumenta o custo total do projeto. Para o estudo de caso observou-se que a alocação de tanques intermediários tem um efeito limitado na diminuição do custo do projeto, porém a implementação simultânea da flexibilização do scheduling, do projeto de equipamentos auxiliares e tanques intermediários permite obter projetos satisfatórios. / The complexity of biotechnological systems does not allow their study without the use of advanced mathematical programming techniques. Metabolic flux quantification and optimal synthesis and design of multiproduct plants are problems with this characteristic, and are addressed in this thesis. The metabolic flux quantification employing labeling balances is formulated as a nonlinear optimization problem that is solved by the minimization of the difference between experimental measurements and predictions of the metabolic network model. This problem is generated by the necessity of estimating the rates of biochemical reactions that characterize the metabolism. The mathematical model for this class of problems is composed by balances of metabolites and isotopes; the former are linear whereas the latter are nonlinear and, in this work, are modeled by a modification of the atom mapping matrix technique. A spatial branch & bound algorithm was developed to quantify the metabolic fluxes, that considers the existence of local optima; in this algorithm, the global search is developed by the division of the searching region (branching) and the generation of sequences of bounds (bounding) that converge to the global solution. As a case study, fluxes in central metabolism of Saccharomyces cerevisiae were estimated. The results confirm the existence of local solutions and the necessity of develop a global search strategy; the central fluxes in the obtained global solution are similar to those ones obtained by an evolutionary algorithm. To solve problems of synthesis and design of multiproduct biotechnological systems, the most employed approaches are the sequential selection and sizing of the unit operations, and the fixing of sizing and time parameters (employing values from laboratory or pilot plants); nevertheless, both approaches generate suboptimal solutions. On the other hand, the simultaneous solution of the synthesis and design of multiproduct biotechnological systems generates large size mixed-integer nonlinear models (MINLP), due to the combination of options into the processing with nonlinear constraints from the operation models. As case study, a plant for production of insulin, hepatitis B vaccine, tissue plasminogen activator and superoxide dismutase was considered, by three hosts: yeast (S. cerevisiae) with extra or intracellular expression, Escherichia coli and mammalian cells. The design must satisfy the production target for each product, minimizing the capital cost and considering the selection of hosts, the operations and the number of parallel units in each stage. The obtained results show that the formulation of decisions by the big-M approach allows the solution of the generated MINLP model and that consideration of several products with different processing sequences and conditions generates large idleness at the equipment and increases the total cost of the design. In the case study it was observed that the allocation of storage tanks has a limited effect on cost reduction, but the simultaneous implementation of flexible scheduling, design of auxiliary equipments and intermediate storage tanks allow the generation of satisfactory designs.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Early lactation in dairy cows involves metabolic changes, being mobilization of corporal reserves very common. So the objective of this work is to study indexes of negative energetic balance in dairy cows on early lactation, in two different energy levels. For this, 20 cows were distributed in a randomized complete block design, resulting in 2 treatments: T1 one milking per day for 8 weeks on the beginning of lactation and T2 two milkings for the same period of time. In animals, it was measured live weight, body condition scoring, skinfold thickness, being also collected blood samples for non-esterified fatty acids, urea, glucose, acetoacetate and Dβ-Hydroxybutirate analyses. It was also realized urea dilution measurements. As a result dry matter intake wasn´t different between treatments, milk production and milk solids in kg were lower for T1. For differences analyses T1 resulted in a better energy balance for the treatment period (P = 0.0002), obtaining the opposite result for residual period (P = 0.0423). Talking about corporal characteristics, corporal protein was statistically different between the treatments only for residual period, being higher for T1 (P = 0.0463), meanwhile in blood measures, non-esterified fatty acids (P = 0.0352) and Dβ-Hydroxybutirate (P = 0.0004), were lower for T1, for treatment period. Dβ-Hydroxybutirate didn´t show relation with energy balance, so more studies must be done. / Período inicial da lactação em vacas leiteiras envolve várias modulações a nível metabólico, sendo mobilização de reservas corporais característico neste momento. Portanto, o objetivo com este trabalho é estudar indicadores de balanço energético negativo em vacas leiteiras em período inicial de lactação, mantidas sob dois níveis de balanço energético. Para isso, 20 vacas foram arranjadas em um delineamento blocos ao acaso, sendo aplicados dois tratamentos: T1 uma ordenha diária durante oito semanas iniciais de lactação; T2 duas ordenhas diárias durante oito semanas iniciais de lactação. Nos animais foi determinado peso vivo, escore de condição corporal, espessura de gordura subcutânea; sendo ainda coletadas amostras de sangue, para análise de ácidos graxos não esterificados, ureia, glicose, acetoacetato e Dβ-Hidroxibutirato. Técnica de diluição de ureia também foi realizada. Consumo de matéria seca não diferiu entre os grupos. Produção de leite e kilogramas de sólidos foram menores para T1. Pelas análises das diferenças T1 apresentou melhor balanço energético em período de tratamento (P = 0,0002), invertendo a relação para o período residual (P = 0,0423). Para as características corporais, proteína corporal diferiu no período residual sendo maior para T1 (P = 0,0463), já das mensurações sanguíneas, ácidos graxos não esterificados (P = 0,0352) e Dβ-Hidroxibutirato (P = 0,0004) foram menores no período de tratamento em T1. Dβ-Hidroxibutirato não apresentou relação com balanço energético, assim mais estudos deverão ser realizados.

Sugarcane plants (Saccharum sp) originates from Southeast Asia but has adapted to the climate and soil in Brazil thus become the main crop for ethanol and sugar production. The main obstacles in sugarcane production are pests and plant diseases. Amongst the various sugarcane pests, Diatrea saccharalis, are of great importance as they attack the sugarcane stalk. Upon attack, sugarcane plants combine constitutive and induced defenses in order to prevent further damage. Volatile organic compounds and secondary metabolites are two mechanisms synthetized by the plant that provides protection against herbivores. Based on the attributes, secondary metabolites have gained great interest as a tool for pest management. This study aims to identify volatile metabolites and metabolite alterations upon herbivore attack in different sugarcane cultivars in order to determine resistance. In addition, the effect of various chlorogenic acid doses on the different life stages of D. saccharalis was evaluated. Initially, two sugarcane cultivars were analyzed, SP81-3250 and SP89-1115, that are considered to be susceptible and resistant, respectively. These cultivars were acquired by the germplant bank of the Genetic Improvement Program of sugarcane at the Federal University of Viscosa (RIDESA). In addition, different material from the Saccharum Complex was used, including Saccharum officinarum, Saccharum officinarum (Caiana), Miscanthu and Erianthus, all acquired from EMBRAPA Tabuleiros Costeiros. The following behavioral assays were conducted: choice assays using wind tunnel, oviposition assays and larval performance when exposed to two plant cultivars (SP81-3250 and SP89-1115). Extraction and identification of phenolic compounds, DIMBOA and chlorogenic acid from SP81-3250 and SP89-1115 was conducted. Results from the no choice oviposition assay using D.saccaralis demonstrated a significant preference for oviposition on the SP89-1115 cultivar. There was a significant difference between the volatile profiles of the two different cultivars, which could explain the preference of D.saccaralis. The two cultivars also presented a quantitative difference of phenolic compounds present in both leaf and root tissue with and without infestation, chlorogenic acid was only detected in leaf tissue and at higher concentrations in the resistant cultivar. Feeding adult D. saccharalis with a diet containing chlorogenic acid resulted in deformation after emerging from the pupae. The various materials from the “Saccharum complex” presented a varied VOC profile. This study demonstrated that there is a difference between cultivars of sugarcane plants and their direct and indirect defense mechanisms. This provides a potential aspect that should be further explored within genetic programs of sugarcane and the development of resistant cultivars. / A cana-de-açúcar (Saccharum sp.) é uma planta originária do sudeste da Ásia que adaptou-se bem ao clima e solo do Brasil, sendo a principal matéria-prima para a produção de etanol e açúcar. Um dos grandes entraves à produção de cana-de-açúcar ainda é o ataque de pragas e doenças. Dentre as pragas mais importantes para a cultura estão as que atacam o colmo e entre elas a broca-da-cana, Diatraea saccharalis. As plantas ao serem atacadas se protegem através da combinação de defesas constitutivas e induzidas que consequentemente, podem interromper a propagação do dano. Entre essas defesas está a síntese de compostos orgânicos voláteis (COVs) e a produção de metabólicos secundários tóxicos que lhes atribui proteção contra diferentes herbívoros. Este trabalho busca Identificar os metabólitos voláteis e as alterações metabólicas em diferentes cultivares de cana-de-açúcar que sejam induzidas em resposta a herbivoria, visando a busca de novas fontes de resistência. Além disso, avaliou-se o efeito de diferentes doses do ácido clorogênico sobre as diferentes fases do ciclo de vida de D. saccharalis. Primeiramente duas cultivares de cana-de-açucar foram analisadas SP81-3250 e SP89-1115 (consideradas resistente e suscetível, respectivamente). Estas foram adquiridas junto ao banco de germoplasma do Programa de Melhoramento Genético de cana-de-açúcar da Universidade Federal de Viçosa (RIDESA). Num segundo momento utilizaram-se diferentes materiais do “complexo Saccharum”, entre elas Saccharum officinarum, Saccharum officinarum (Caiana), Miscanthu e Erianthus que foram adquiridos junto a EMBRAPA Tabuleiros Costeiros. Foram realizados bioensaios de preferência em túnel de vento, comportamento de oviposição e performance larval, além de extração e identificação de compostos fenólicos, DIMBOA e ácido clorogênico nas duas cultivares SP81-3250 e SP89-1115. No teste de oviposição com chance de escolha D. saccharalis a mostrou preferência de oviposição para a cultivar suscetível SP89-1115. As diferenças encontradas entre os perfis dos COVs podem auxiliar a explicar este comportamento. As duas cultivares também apresentaram diferenças quantitativas e qualitativas nos compostos fenólicos presentes nos tecidos foliares e radiculares com e sem infestação, entre eles, o ácido clorogênico que foi detectado apenas no tecido foliar e em maior concentração na cultivar resistente. Quando adultos de D. saccharalis foram alimentados com dietas adicionadas de ácido clorogênico, estes apresentaram má formação após emergirem das pupas. Os diferentes materiais do “complexo Saccharum” apresentaram também diferenças nos perfil de COVs. Os resultados obtidos demonstram que diferentes cultivares de cana-de-açúcar possuem respostas de defesa direta e indireta distintas, apresentando-se como potencial a ser explorado e aplicado em Programas Genético de cana-de-açúcar no desenvolvimento de materiais mais resistentes.