This study presents the first attempt to combine the fields of ultraviolet (UV) photobiology, plant cell wall biochemistry, aerobic methane production and reactive oxygen species (ROS) mechanisms to investigate the effect of UV radiation on vegetation foliage. Following reports of a 17% increase in decomposition rates in oak (Quercus robur) due to increased UV, which were later ascribed to changes in cell wall carbohydrate extractability, this study investigated the effects of decreased UV levels on ash (Fraxinus excelsior), a fast-growing deciduous tree species. A field experiment was set up in Surrey, UK, with ash seedlings growing under polytunnels made of plastics chosen for the selective transmission of either all UV wavelengths, UV-A only, or no UV. In a subsequent field decomposition experiment on end-of-season leaves, a significant increase of 10% in decomposition rate was found after one year due to removal of UV-B. However, no significant changes in cell wall composition were found, and a sequential extraction of carbohydrate with different extractants suggested no effects of the UV treatments on cell wall structure. Meanwhile, the first observations of aerobic production of methane from vegetation were reported. Pectin, a key cell wall polysaccharide, was identified as a putative source of methane, but no mechanism was suggested for this production. This study therefore tested the effect of UV irradiation on methane emissions from pectin. A linear response of methane emissions against UV irradiation was found. UV-irradiation of de-esterified pectin produced no methane, demonstrating esters (probably methyl esters) to be the source of the observed methane. Addition of ROS-scavengers significantly decreased emissions from pectin, while addition of ROS without UV produced large quantities of methane. Therefore, this study proposes that UV light is generating ROS which are then attacking methyl esters to create methane. The study also demonstrates that this mechanism has the potential to generate several types of methyl halides. These findings may have implications for the global methane budget. In an attempt to demonstrate ROS generation in vivo by UV irradiation, radio-labelling techniques were developed to detect the presence of oxo groups, a product of carbohydrate attack by ROS. Using NaB3H4, the polysaccharides of ash leaflets from the field experiment were radio-labelled, but did not show any significant decrease in oxo groups due to UV treatments. However, UV-irradiation of lettuce leaves showed a significant increase in radio-labelling, suggesting increased UV irradiation caused an increase in the production of ROS. The study shows that the use of this radio-labelling technique has the potential to detect changes in ROS production due to changes in UV levels and could be used to demonstrate a link between ROS levels and methane emissions.

The biological control agent Pseudomonas chlororaphis PA23 is effective at protecting Brassica napus (canola) from the necrotrophic fungus Sclerotinia sclerotiorum via direct antagonism. Despite the growing importance of biocontrol bacteria in protecting crop plants from fungal pathogens, little is known about how the host plant responds to bacterial priming on the leaf surface and certainly nothing about global changes in gene activity in the presence and absence of S. sclerotiorum. PA23 priming of mature canola plants reduced the number of lesion-forming petals by 90%. Global RNA sequencing of canola tissue at the host-pathogen interface showed a 16-fold reduction in the number of genes uniquely upregulated in response to S. sclerotiorum when pretreated with PA23. Upstream defense-related gene patterns suggest MAMP-triggered immunity via surface receptors detecting PA23 flagellin and peptidoglycans. Although systemic acquired resistance (SAR) was induced in all treatment groups, a response centered around a glycerol-3-phosphate (G3P)-mediated pathway was exclusively observed in canola plants treated with PA23 alone. Activation of these defense mechanisms by PA23 involved production of reactive oxygen species as well as pronounced thylakoid membrane structures and plastoglobule formation in leaf chloroplasts. PA23 therefore primes defense responses in the plant through the induction of unique local and systemic regulatory networks. / October 2016

Morphine alkaloids and their derivatives are pharmaceutically important substances. Huge production and consumption of these compounds predetermines them to be significant pollutants in the environment. Some of them have been detected in surface waters. The aim of this study was to characterize effects of morphine alkaloids on the physiology of three model organisms: Agrobacterium sp. R89-1, Escherichia coli XL-1 (Blue), and Raoultella sp. kDF8, and elucidation of the mechanisms leading to toxicity. The biotransformation potential and utilization ability were characterized for model organisms. It was demonstrated that the microorganism Agrobacterium sp. R89-1 is capable of rapid biotransformation of codeine to its 14-OH derivatives. The manifestation of morphine compounds toxic effects for the strain R89-1 is the highest. In contrast, microorganism Raoultella sp. KDF8 is able to utilize codeine as a carbon and energy source. The accumulation of 14-OH-derivatives was not observed. Escherichia coli XL-1 (Blue) is not able to biotransform or utilize codeine. Α, β-unsaturated ketones (morphinone, codeinone, 14-OH-morphinone and 14-OH-codeinone) were found as a most toxic intermediates of codeine metabolism. Bacterial cell growth (strains R89-1 and KDF8) in the presence of codeine is characteristic with...

O dinoflagelado unicelular marinho fotossintetizante Gonyaulax polyedra tem sido utilizado como modelo para o estudo de relógios biológicos. Neste organismo já foram descritos os ritmos de: migração vertical, divisão celular, atividade de superóxido dismutase e nitrato redutase, bioluminescência e capacidade fotossintética. Investigamos a variação circadiana dos pigmentos carotenóides e de RuBisCo II e PCP, as quais estão intimamente ligadas ao processo fotossintético. Experimentos de supressão de espécies reativas de oxigênio (EROs) por carotenóides foram preparados e mostraram que extratos de carotenóides de G. polyedra são capazes de suprimir o O2(1Δg) (oxigênio singlete) in vitro confirmando o importante papel destes no controle das EROs nestas algas. Os extratos metanólicos apresentaram vários pigmentos, tais como clorofila a, β-caroteno e peridinina em diferentes concentrações. A peridinina representa 80 % do total de carotenóides enquanto que o β-caroteno somente 4%. As análises dos cromatogramas de HPLC mostraram que a razão peridinina/clorofila a não varia ao longo de 24 h porém, por outro lado, o β-caroteno apresenta uma variação significativa na sua quantidade, com níveis duas vezes maiores no meio do dia em comparação com os níveis no meio da noite. Esta variação é conservada mesmo quando as células são mantidas em condições de luz constante. A curva de dose-resposta para a síntese de β-caroteno induzida pela luz mostra uma resposta linear com 45 minutos de exposição a luz branca. A indução é máxima quando utilizamos as células do meio período da noite (CT 18) que após esta exposição apresentam níveis de β-caroteno semelhantes as células do meio do dia. Esta alteração de fase no CT 18 sugere que este pigmento pode ser um dos compostos-captadores de luz envolvidos no mecanismo de ajuste de fase por luz em G. polyedra. Culturas de G. polyedra do meio da noite foram expostas à diferentes irradiações (azul, vermelha e verde) e os seus pigmentos extraídos e analisados. Em outra série de experimentos, as células foram mantidas durante o período de claro (12: 12 h) sob diferentes irradiações (vermelha, verde e azul) por 36 horas e os seus pigmentos analisados. Os resultados sugerem que a síntese foto-induzida e a oscilação circadiana do β-caroteno estão ligadas a um fotorreceptor de luz azul/ verde. Nas condições utilizadas não foram observadas variações significativas no conteúdo protéico da RuBisCo II e da PCP ao longo do dia. As análises de RNA total da RuBisCo II mostram que não há variação nos seus níveis quando as células são coletadas no meio do dia e no meio da noite. Quando expostas a condições adversas, G. polyedra apresenta a capacidade de encistar. Embora se conheça bem este mecanismo de defesa, existem poucas informações sobre o estado fisiológico destas células. Células encistadas induzidas por dias curtos apresentam uma alteração na composição de pigmentos com diminuição nas quantidades de β-caroteno e de clorofila a e aumento da quantidade de peridinina, indicando um rearranjo do aparato fotossintético nesta situação, com a peridinina desempenhando um papel mais estrutural. Em consequência, embora o conteúdo protéico de RuBisCo permaneça inalterado, os níveis protéicos de PCP se encontram diminuídos nas células encistadas. / Gonyaulax polyedra, a marine dinoflagellate which has been used as a model to study the biological clock, displays numerous circadian processes, such as bioluminescence, cell aggregation, cell division, superoxide dismutase and nitrate reductase activities and photosynthesis. In this alga, the photosynthesis is maximal in the middle of the day and minimal in the middle of the night. We investigated the pigments content and the amounts of two proteins related to the photosynthesis: ribulose- 1,5- bisphosphate carboxylase/ oxygenase form II (RuBisCo II) and peridinin: chlorophyll a: protein (PCP) in a 24 h cycle. Using the thermal decomposition of 1,4-dimethylnaphtalene endoperoxide, it was shown that the carotenoids could act as effective quenchers of synglet oxygen in G. polyedra. G. polyedra pigments were extracted every three hours over 24 hours. The amounts of peridinin and chlorophyll a remain constant over the day while the levels of β-carotene oscillate, being two times higher at the day than at the night phase. This variation persists when the cells were kept under constant dim light. The dose-response curve for light-induced β-carotene synthesis showed a linear response up to 45 minutes of light exposure, after which night-phase cells contained the same levels of β-carotene as day-phase cells. Cells exposed to light pulses at different times displays the highest β-carotene induction in the middle of the night. This may suggest that β-carotene may be one of the light-harvesting compounds involved in the light induced phase-shift in Gonyaulax polyedra. To identify which was the photoreceptor involved in β-carotene synthesis, cell of the middle of the night-phase (CT 18) were exposed for 45 minutes to different irradiations (red, blue and green) and their pigments extracted and analysed. Also, cells were grown under red, blue and green light during the light phase (12 h light: 12 h dark ) for 36 hours and their pigments analysed. The results suggested that the circadian oscillation and the photoinduced response synthesis of β-carotene, are related to a blue light receptor. The amounts of RuBisCo II and PCP do not change over the circadian cycle when the cultures were grown under constant dim light. The levels of these proteins also remain constant when cells were kept under ither white light or different light qualities (red, blue and green ) in light: dark (12: 12 h) regime. The G. polyedra RuBisCo form II transcrits levels are the same in middle-day and middle-night cells, suggesting a post-translational control for this enzyme in this organism. Adverse environmental conditions elicit the encystment of G. polyedra. Our results showed an alteration in pigment composition of cysts. An increase in peridinin levels and a decrease in β-carotene and chlorophyll a content were observed. Although RuBisCo form II protein levels remained constant, there was a reduction in the amounts of PCP in cysts. This suggests an important role in thylakoids structure stabilizer for free peridinin.

A cisplatina (cis-diaminodicloroplatina II) é um efetivo agente anticâncer, porém seu uso clínico é altamente limitado, predominantemente devido à sua nefrotoxicidade. Muitos estudos têm demonstrado que a cisplatina causa disfunção mitocondrial em células epiteliais renais devido à ação de espécies reativas de oxigênio tais como ânions superóxido e radicais hidroxila. A proteção seletiva das mitocôndrias renais contra espécies reativas de oxigênio geradas pela cisplatina é fundamental na quimioterapia de pacientes com câncer. Vários estudos têm sugerido que o carvedilol é capaz de proteger contra a toxicidade mitocondrial cardíaca induzida pelo quimioterápico doxorubicina. Assim, no presente estudo investigou-se o potencial protetor deste fármaco contra a toxicidade mitocondrial renal induzida pela cisplatina, bem como os mecanismos moleculares envolvidos nesta proteção. Foram estudados 4 grupos (n=6, cada) de ratos Wistar machos tratados da seguinte forma: (i) Grupo controle: uma injeção intraperitoneal (i.p.) de DMSO (0,2mL/200g, i.p.) imediatamente antes da injeção de solução salina isotônica (2 ml/200g, i.p.) e posteriormente uma injeção diária de DMSO (0,2mL/200g, i.p.) em dois dias consecutivos; (ii) Grupo cisplatina (CISP): uma injeção de cisplatina (10 mg/kg, i.p.); (iii) Grupo carvedilol (CV): uma injeção de carvedilol (1 mg/kg, i.p.), seguida de uma injeção diária de carvedilol em dois dias consecutivos (1 mg/Kg, i.p) e (iv) Grupo carvedilol + cisplatina (CV+CISP): uma injeção de carvedilol (1mg/kg, i.p.), imediatamente antes da injeção de cisplatina (10 mg/Kg, i.p.) seguida de uma injeção diária de carvedilol nos dois dias seguintes (1 mg/Kg, i.p.). Os animais foram sacrificados 72 horas após o início do tratamento. O grupo CV+CISP apresentou uma significativa redução na lesão renal, marcada pela diminuição da concentração de uréia e creatinina plasmáticas, quando comparado ao grupo CISP. A avaliação da função mitocondrial comprovou o efeito protetor do carvedilol contra a toxicidade mitocondrial renal da cisplatina através da significativa melhora nos valores da (i) RCR, (ii) do consumo de oxigênio no estado 3 e (iii) da razão ADP/O. Além disso, no grupo CV+CISP o potencial de membrana mitocondrial e a captação de cálcio mitocondrial foram preservados. Adicionalmente, a redução da oxidação do NADPH, da cardiolipina, da glutationa e das proteínas sulfidrilas, bem como a redução na formação de MDA no grupo CV+CISP sugerem efeito protetor do carvedilol contra o estresse oxidativo mitocondrial. O grupo CV+CISP também apresentou menor ativação da caspase-3, o que sugere menor indução de apoptose. Os grupos CISP e CV+CISP apresentaram concentrações semelhantes de platina na suspensão mitocondrial renal, indicando que o mecanismo de proteção do carvedilol provavelmente não envolve a formação de complexos e a subseqüente inativação da cisplatina. Os resultados do presente estudo são promissores, pois o carvedilol é um fármaco de uso seguro e já estabelecido na clínica e a comprovação do seu efeito protetor contribuirá para o desenvolvimento de novas estratégias de prevenção dos danos nefrotóxicos da cisplatina. / Cisplatin (cis-diamminedichloridoplatinum II) is an affective anticancer agent; however its clinical use is highly limited, predominantly due to its nephrotoxicity. Many studies have shown that cisplatin cause mitochondrial dysfunction in renal epithelial cells due to the generation of reactive oxygen species, such as superoxide anions and hydroxyl radicals. The selective protection of the renal mitochondria against the reactive oxygen species generated by cisplatin is of critical importance in the chemotherapy of cancer patients. Some studies have suggested that carvedilol can protect against the cardiac mitochondrial toxicity induced by the chemotherapeutic agent doxorubicin. Therefore, in the present study we investigated the protective effect of carvedilol against renal mitochondrial toxicity, as well as the molecular mechanisms involved in this protection. We studied 4 groups (n=6, each) of male Wistar rats treated as follows: (i) Control group: one injection of DMSO (0,2 mL/200g body weight, i.p.), intraperitoneal injection (i.p.), immediately before the injection of isotonic saline solution (2mL/200g body weight) followed by one injection of DMSO (0,2 mL/200g body weight, i.p.) in the two following days; (ii) Cisplatin group (CISP): one injection of cisplatin (10 mg/kg body weight, i.p.); (iii) Carvedilol group (CV): one injection of carvedilol (CV) (1mg/kg body weight, i.p.) in three consecutive days and (iv) Carvedilol + Cisplatin group (CV+CISP): one injection of carvedilol (1mg/kg, body weight, i.p.) immediately before the injection of cisplatin (10mg/kg, body weight, i.p.), followed by one injection of carvedilol (1mg/kg, body weight, i.p.) in the two following days. Animals were killed 72h after the beginning of the treatment. CV+CISP group presented a significantly reduced renal injury, marked by the decrease of urea and creatinine plasmatic levels, as compared to the CISP group. The evaluation of the mitochondrial function showed the protective effect of carvedilol against the renal mitochondria toxicity induced by cisplatin, as demonstrated by the improvement in the values of (i) RCR; (ii) the oxygen consumption on state 3 respiration and ADP/O ratio. Besides that, in the CV+CISP group the mitochondrial membrane potential and the mitochondrial calcium uptake were preserved. Additionally, the lower oxidation of NADPH, cardiolipin, glutathione and sulfhydryl proteins, as well as the lower values of MDA in the CV+CISP group, suggests a protective effect of carvedilol against the mitochondrial oxidative stress. CV+CISP group also presented lower values of caspase 3, which suggests lower induction of apoptosis. The groups CISP and CV+CISP presented a similar platinum concentration in the mitochondrial suspension, which indicates that the protective mechanism of carvedilol probably does not involve complex formation with cisplatin and its ensuing inactivation. The present results are promising, since carvedilol is a safe drug, which is currently used in the clinical practice and the evidence of its protective effect will contribute to the development of new strategies to prevent the nephrotoxic damage of cisplatin.

A produção de espécies reativas de oxigênio (ROS) nos sistemas biológicos é contrabalanceada pelos sistemas antioxidantes enzimáticos e não-enzimáticos. Quando há um desequilíbrio entre a geração de ROS e esses sistemas, ocorre um aumento dessas espécies reativas causando estresse oxidativo, que pode levar a danos a macromoléculas, como lipídios, proteínas e o DNA. Os fármacos doxorrubicina (antineoplásico) e benzonidazol (antiparasitário) são conhecidos por induzir efeitos colaterais que podem estar relacionados ao aumento de ROS. Além disso, ensaios de mutagenicidade demonstram que esses fármacos apresentam atividade mutagênica por danos oxidativos. O Grupo NEQUIMED desenvolve substâncias com potencial atividade antineoplásica e antiparasitária, as quais ainda não foram avaliadas em relação às propriedades tóxicas e genotóxicas. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi analisar as propriedades mutagênicas e de estresse oxidativo dessas novas substâncias, comparando aos fármacos benzonidazol e doxorrubicina. Para detecção de ROS foi realizado o ensaio fluorimétrico utilizando o marcador 2,7-diacetato de diclorofluoresceína (DCFH-DA) em linhagens celulares de hepatocarcinoma humano (HepG2) e fibroblasto de camundongo (Balb/C 3T3 clone A31). O estado redox destas células foi avaliado através da quantificação da expressão gênica e do conteúdo proteico das enzimas antioxidantes através das técnicas de qRT-PCR e Western blot, respectivamente. A atividade mutagênica foi analisada com o ensaio Ames miniaturizado Salmonella/microssoma utilizando a linhagem TA102 de Salmonella typhimurium que detecta agentes mutagênicos que causam danos por oxidação. Os resultados mostraram que as substâncias estudadas pelo Grupo não induzem aumento na produção de ROS ou induzem em menores níveis do que doxorrubicina e benzonidazol, além de levar a alterações menos proeminentes que os fármacos para a expressão das proteínas antioxidantes. No ensaio mutagênico, o benzonidazol apresentou o pior perfil, doxorrubicina e Neq0438 somente foram mutagênicos com ativação enzimática, enquanto Neq0551 foi inativo. Assim, as novas substâncias (Neq0438 e Neq0551) apresentaram um perfil melhor do que os fármacos de referência, tornando-os candidatos promissores para estudos in vitro e in vivo subsequentes. / The production of reactive oxygen species (ROS) in biological systems is compensated by the enzymatic and non-enzymatic antioxidant systems. The excessive ROS production causes oxidative stress, which can damage important cellular macromolecules such as lipids, proteins and DNA. The drugs doxorubicin (antineoplastic) and benzonidazole (antiparasitic) are both known for their side effects, which can be related to the increase of ROS. Besides, mutagenicity assays show that these drugs have a mutagenic activity via oxidative damages. The research group NEQUIMED studies new substances with potential antineoplastic and antiparasitic activities, but their toxic and genotoxic properties have not been fully evaluated yet. Thus, the aim of this work is to assess the mutagenic potential and the oxidative stress generated by these substances, comparing them to benzonidazole and doxorubicin. The fluorimetric assay using the probe dichloro-dihydro-fluorescein diacetate (DCFH-DA) was used for ROS detection in human hepatocarcinoma (HepG2) and mouse fibroblast (Balb/C 3T3 clone A31) cell lines. The redox state of these cells was evaluate by qRT-PCR and Western blot methods to quantifying gene expression and protein content of the antioxidant enzymes. The mutagenic potential was assessed by the miniaturized Ames text with the Salmonella/microssome mutagenicity assay, using the TA102 strain of Salmonella typhimurium, which detects oxidation damages to the DNA. The new substances did not induce an increase on ROS production, or did in lower levels when compared to doxorubicin and benzonidazole. Moreover, reference drugs also induced greater changes on the expression of the antioxidant enzymes. Benznidazole had a higher mutagenic activity, while Neq0438 and doxorubicin were mutagenic only when incubated with enzymatic activation. Neq0551 was inactive for Ames assay. Therefore, these new substances (Neq0438 and Neq0551) had a better overall profile than the reference drugs, turning out to be promising candidates for further in vitro and in vivo studies.

Associações entre fungos micorrízicos arbusculares e plantas hospedeiras podem transferir césio (137Cs) para o vegetal. A mobilidade do césio (Cs+) nos solos e sua similaridade química com o potássio (K+) constituem a principal ameaça à contaminação da vegetação pelo radionuclídeo. Foi realizado experimento com plantas de feijão (Phaseolus vulgaris L.) variedade Iapar Tangará, com o objetivo de avaliar o coeficiente de transferência direta do 137Cs do solo para a planta, a absorção, o transporte e o acúmulo do radionuclídeo 137Cs nas folhas, caule e raízes das plantas, a produção de massa seca do feijoeiro, o diâmetro do caule das plantas, a peroxidação lipídica, avaliar as enzimas do sistema antioxidativo (catalase, ascorbato peroxidase, glutationa redutase e superóxido dismutase), o teor de clorofila em unidade SPAD, em função dos efeitos da: (I) inoculação ou não com fungos micorrízicos arbusculares (FMA) e (II) do nível de potássio em quatro tipos de solos: Nitossolo, Chernossolo, Argissolo e Gleissolo. O delineamento experimental foi o de blocos completos ao acaso, utilizando esquema fatorial de quatro tipos de solo x dois níveis de potássio x presença e ausência de micorrizas com três repetições, totalizando 48 unidades experimentais. Foi calculada a atividade específica do 137Cs no solo e na planta e, por fim, a determinação do coeficiente de transferência direta do 137Cs do solo para o vegetal. Nas plantas cultivadas em Argissolo, Chernossolo e Gleissolo, foi observada maior atividade específica de 137Cs nas raízes do feijão em relação às folhas e ao caule, na condição de baixo nível de potássio e ausência de inoculação de FMA. O coeficiente de transferência solo-planta do 137Cs e a atividade na planta foram maiores no Argissolo e Nitossolo, com baixo teor de potássio e sem a presença de FMA. Constatou-se interação entre os tipos de solo, teor de K e presença de FMA quanto à peroxidação de lipídeos, sendo que houve maior dano nas folhas das plantas cultivadas no Chernossolo, principalmente no tratamento sem aplicação de FMA e com baixo teor de K. Não foi observada interação entre os solos e a inoculação com FMA para a quantificação de peróxido de hidrogênio (H2O2) nas folhas, todavia, constatou-se efeito para os teores de K no solo. Quanto ao sistema enzimático antioxidativo, a atividade da catalase, glutationa redutase, ascorbato peroxidase e superóxido dismutase houve interação entre os tipos de solo, níveis de K e presença ou ausência de FMA. Maior atividade da superóxido dismutase (SOD) foi demonstrada nas plantas cultivadas no Argissolo, sem a presença de FMA, também independente dos teores de K. O aumento nos teores de K nos solos não impediu a transferência direta de 137Cs do solo para as plantas, porém, reduziu a absorção do nuclídeo pelo feijoeiro. O tipo de solo influenciou na disponibilidade de 137Cs às plantas de feijão e por sua vez, nas atividades das enzimas do sistema de defesa da planta. A inoculação com os FMA não foi efetiva para evitar a transferência e a absorção de 137Cs pelas plantas / Associations between arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and host plants might transfer cesium (137Cs) for the plant. The mobility of cesium (Cs+) in soils and their chemical similarity to potassium (K+) are the main threat to contamination of vegetation by radionuclide. Experiment with common bean (Phaseolus vulgaris L.) variety Iapar Tangara was conducted with the objective of evaluating the coefficient of direct transfer of 137Cs from soil to the plant, absorption, transport and accumulation of the radionuclide 137Cs in the leaves, stem and plant roots, the dry mass of bean stem diameter of plants, lipid peroxidation, evaluate the antioxidant system enzymes (catalase, ascorbate peroxidase, glutathione reductase and superoxide dismutase), the content of chlorophyll SPAD unit, due to the effects of: (I) or without inoculation with mycorrhizal fungi (AMF) and (II) the level of potassium in four types of soil: Nitosol Chernosol, Alfisol and Ultisol. The experimental design was a randomized complete block, factorial design using four soil types x two levels of potassium x presence and absence of mycorrhizae with three replications, totaling 48 experimental units. The specific activity of 137Cs in soil and plant and finally, the coefficient of 137Cs direct transfer from soil to plant was calculated. In plants grown in Alfisol and Ultisol Chernosol, higher specific activity of 137Cs in bean roots compared to the leaves and the stem was observed under the condition of low potassium and absence of AMF inoculation. The coefficient of soil-plant transfer of 137Cs activity and yield were higher in the Ultisol and Alfisol with low potassium and without the presence of AMF. Found an interaction between soil types, K content and the presence of AMF as to lipid peroxidation, and there was more damage on the leaves of plants grown at Chernosol, primarily in the treatment without application of AMF and low in K. No interaction between soil and AMF inoculation for quantification of hydrogen peroxide (H2O2) in the leaves was observed, however, it was found to effect the K in the soil. As for the antioxidant enzyme system, the activity of catalase, glutathione reductase, ascorbate peroxidase and superoxide dismutase was no interaction between soil types, levels of K and the presence or absence of AMF. Increased activity of superoxide dismutase (SOD) has been demonstrated in plants grown in Ultisol without the presence of AMF, independent of the levels of K. The increase of K in the soil did not prevent the direct transfer of 137Cs from soil to plants, however, reduced the uptake of the nuclide by bean. Soil type influenced the availability of 137Cs to bean plants and in turn, the enzyme activities of the plant defense system. Inoculation with AMF was not effective to prevent the transfer and uptake of 137Cs by plants

Neste trabalho, estudou-se a degradação do bisfenol A (BPA) em solução aquosa através da fotólise direta sob radiação UV em 254 nm. Os experimentos foram realizados um reator fotoquímico tubular de vidro de 3,9 L, equipado com uma lâmpada de vapor de mercúrio de baixa pressão tubular concêntrica (36 W). Avaliaram-se os efeitos da taxa específica de emissão de fótons (0,87×10 18 ; 1,4×1018 e 3,6×1018 fótons L-1 s-1 ) e da concentração inicial de BPA (10 a 50 mg L-1 ), conforme um projeto experimental Doehlert. Os resultados dos experimentos indicaram que a degradação do BPA diminui com o aumento de sua concentração inicial, seguindo decaimento de pseudo primeira-ordem. A constante cinética de velocidade de degradação do BPA variou de 0,001 a 0,0066 min-1 , enquanto a porcentagem de degradação de BPA ao final de 120 minutos variou de 14 a 55%; já a remoção do carbono orgânico total variou entre 1,5 e 12,5%. Houve a formação de produtos persistentes e as espécies reativas de oxigênio (1 O2 oOH ) mostraram-se muito importantes durante a degradação do BPA. O rendimento quântico para fotólise de BPA foi de 0,0075 mol BPA mol fótons-1, determinado a partir dos dados experimentais através de um modelo matemático para degradação fotolítica do BPA em função do tempo. Para tanto, considerou-se um sistema de tratamento formado por um reator tubular e um tanque de mistura com recirculação entre eles, sendo o reator tubular tratado como uma série de três reatores contínuos de mistura perfeita (CSTR) associados entre si. Através da análise estatística dos dados experimentais para duas respostas (constante específica de degradação do BPA e porcentagem de degradação do BPA ao final de 120 minutos) avaliaram-se os efeitos das variáveis envolvidas (concentração inicial de BPA e taxa específica de emissão de fótons). / The aim of this study was to evaluate bisphenol A (BPA) degradation in aqueous solution by direct photolysis under UV radiation at 254 nm, considering the effects of the specific rate of photon emission (0.87×1018; 1.4×1018 and 3.6×1018 fótons L-1 s-1) and the initial BPA concentration (10-50 mg L-1), according to a Doehlert experimental design. The experiments were performed in a glass tubular photochemical reactor of 3.9 L equipped with a concentric low pressure mercury vapor lamp of 36 W. The experimental results indicated that BPA degradation decreases with increasing initial concentration, following pseudo first-order decay, and increases with increasing specific rate of photon emission. The values of the specific BPA degradation rate varied in the range 0.001-0.0066 min-1, while BPA percent degradation at 120 minutes of irradiation varied from 14 to 55%; TOC removal varied from 1.5 to 12.5%. Persistent degradation products were formed, and oxygen reactive species (1O2, oHO) showed to exhibit an important role during BPA degradation. The obtained quantum yield of BPA photolysis was 0.0075 mol BPA mol photons-1, determined from the experimental data through a mathematical model for BPA photolytic degradation versus time. With that aim a treatment system formed by a tubular reactor connected with a mixing tank with recirculation between them was considered; the tubular reactor was treated as a series of three associated continuous perfect mixing reactors (CSTR). Through statistical analysis of the experimental data for two responses (specific BPA degradation rate and BPA percent degradation at 120 minutes), the effects of the variables involved in BPA degradation (initial BPA concentration and specific rate of photon emission) were discussed.

This master thesis deals with the methods of measurement of singlet oxygen steady state concentrations in surface water and the factors affecting this concentration. The first part of this work shows theoretical background and an introduction to photochemistry of surface water with respect to the reactive oxygen species. The second part describes the methodology of conducted experiments and discuss its results with respect to current literature.

Dietas hiperlipídicas e a esteatose hepática são condições extremamente prevalentes. Trabalhos anteriores mostraram que a esteatose está associada a um aumento na geração de espécies reativas de oxigênio (ERO), e que isso pode mediar danos no fígado. Neste trabalho nós investigamos os possíveis mecanismos que desencadeiam os aumentos nas taxas de geração de ERO por meio da administração de dietas hiperlipídicas. Nós descobrimos que mitocôndrias de animais sujeitos a dietas hiperlipídicas não apresentaram diferenças significativas quanto a capacidade respiratória máxima e acoplamento, mas eram capazes de gerar mais ERO especificamente quando usados substratos do metabolismo de ácidos graxos. Além disso, foi observado que muitas isoformas de acil-CoA desidrogenases estavam mais expressas nos fígados de animais alimentados pela dieta hiperlipídica. No entanto, quando realizados ensaios de atividade enzimática apenas a acil CoA desidrogenase de cadeia longa (VLCAD) foi mais ativa. Estudos conduzidos com mitocôndrias permeabilizadas e expostas a grupos acil-CoA de diferentes tamanhos sugerem que a VLCAD pode ser uma fonte da produção aumentada de ERO em animais submetidos a dietas hiperlipídicas. Esta produção foi estimulada pela ausência de NAD+. Concluindo, nossos estudos descobriram uma nova fonte importante na geração de ERO estimulada por dietas hiperlipídicas, a VLCAD / High fat diets and accompanying hepatic steatosis are highly prevalent conditions. Previous work has shown that steatosis occurs concomitantly with enhanced reactive oxygen species (ROS) generation, which may mediate further liver damage. Here we investigated mechanisms leading to enhanced ROS generation following high fat diets (HFD). We found that mitochondria from HFD livers present no differences in maximal respiratory rates and coupling, but generate more ROS specifically when fatty acids are used as substrates. Indeed, many acyl-CoA dehydrogenase isoforms were found to be more highly expressed in HFD livers, although only the very long chain acyl-CoA dehydrogenase (VLCAD) was more functionally active. Studies conducted with permeabilized mitochondria and different chain length acyl-CoA derivatives suggest that VLCAD is a source of enhanced ROS production in mitochondria from HFD animals. This production is stimulated by the lack of NAD+. Overall, our studies uncover VLCAD as a novel, diet-sensitive, source of mitochondrial ROS