MILHOME, M. A. L. Emprego de quitina e quitosana para adsorção de fenol de efluente de refinaria de petróleo. 2006. 90 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2006. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-04-28T12:56:05Z No. of bitstreams: 1 2006_dis_malmilhome.pdf: 1489969 bytes, checksum: f58a52721ab545595ad9bd10ad7c1772 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-06-02T17:19:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_dis_malmilhome.pdf: 1489969 bytes, checksum: f58a52721ab545595ad9bd10ad7c1772 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-02T17:19:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_dis_malmilhome.pdf: 1489969 bytes, checksum: f58a52721ab545595ad9bd10ad7c1772 (MD5) Previous issue date: 2006-05-25 / In this research was evaluated the efficiency of the adsorbents chitin and chitosan on the phenol adsorption using the wastewater produced by LUBNOR - Lubricants and Petroleum Derivative of Northeast Brazil, an oil refinery of Petrobras, located in Fortaleza, Ceará. The study was divided in two stages: study in batch and column of fixed bed. In the first stage were initially investigated the effect of the mass of adsorbent and the effect pH from phenolic solution. The optims parameters (mass 0,2 g and pH 6) were adopted for the subsequent studies of batch. The adsorption kinetic showed that the equilibrium of adsorption happened in 5 hours for chitin and 6 hours for chitosan. The application of the experimental data to the models of pseudo-first order, pseudo-second order and intraparticles diffusion, suggest that chitosan and chitin follow adsorption kinetic of first and second order respectively. The maximum adsorption capacities obtained, using the Langmuir model, were 1,96 mg/g for chitin and 1,26 mg/g for chitosan. In the second stage of the research, were studied the variation of hydraulic detention time (HDT), height of the bed and pH of the phenolic solution, to verify the optims conditions of column operation. The maximum phenol removal obtained were 70-80% for both adsorbents. In this study the regeneration of the adsorbents were tested with eluents acetone, acetone 50% v/v, ethanol and ethanol 50% v/v. Of these, ethanol 50% v/v, was more efficiency in the phenol recovery, as well as in the regeneration of the adsorbent. The evaluation of the parameters physical-chemical pH, conductivity, turbidity, oil and greases, COD and dissolved solids, suggest an improvement of quality from wastewater of refinery after the treatment with the adsorventes chitin and chitosan. / Nesta pesquisa foi avaliada a eficiência dos adsorventes quitina e quitosana na adsorção de fenol utilizando a água residuária produzida pela LUBNOR - Lubrificantes e Derivados de Petróleo do Nordeste, refinaria da Petrobras, localizada em Fortaleza. O estudo foi dividido em duas etapas: estudo em batelada e em coluna de leito fixo. Na primeira etapa foram avaliados a variação da massa do adsorvente e o efeito da mudança do pH do meio. As melhores condições (massa 0,2 g e pH 6) foram então adotadas nos estudos posteriores de batelada. Estudos cinéticos mostraram que a adsorção máxima ocorreu em torno de 5 horas para quitina e 6 horas para quitosana. A aplicação dos dados experimentais de cinética aos modelos de pseudo-primeira ordem, pseudo-segunda ordem e difusão intrapartícula, sugerem que quitosana e quitina seguem reação de primeira e segunda ordem, respectivamente. As capacidades máximas de adsorção obtidas nos estudos de equilíbrio, envolvendo isotermas de Langmuir, foram 1,96 mg/g para quitina e 1,26 mg/g para quitosana. Na segunda etapa da pesquisa, foram estudados os parâmetros tempo de detenção hidráulica (TDH), altura do leito fixo e pH da solução fenólica, para verificar as melhores condições operacionais da coluna. As máximas percentagens de remoção de fenol obtidas em coluna foram em torno de 70-80% para ambos os adsorventes. No estudo da regeneração dos adsorventes foram testados os eluentes acetona, acetona 50% v/v, etanol e etanol 50% v/v. Dentre estes, o etanol 50% v/v mostrou maior eficiência para recuperação do fenol adsorvido, bem como para regeneração do adsorvente. A avaliação dos parâmetros físico-químicos pH, condutividade, turbidez, TOG, DQO e sólidos dissolvidos, sugerem uma melhoria da qualidade do efluente petrolífero após o tratamento com os adsorventes quitina e quitosana.

A degradação de quitina é importante para o remodelamento da parede celular em fungos filamentosos e crucial para o rompimento da cutícula de hospedeiros artrópodes durante a infecção de fungos entomopatogênicos. Além disso a quitina é uma importante fonte nutricional. Para que a quitina possa ser eficientemente utilizada, a atividade de b-Nacetilglicosaminidases (NAGases) deve estar presente. Após a ação de quitinases sobre a quitina, gerando dímeros de N-acetilglicosamina (GlcNAc)2, NAGases hidrolisam suas ligações β-1-4 produzindo GlcNAc livre. Fungos filamentosos possuem, em média, 15 a 25 quitinases, mas somente duas NAGases, o que leva a questões sobre a real importância destas enzimas. Em escala genômica, foram identificadas no fungo entomopatogênico Metarhizium anisopliae duas NAGases da família GH20 (MaNAG1 e MaNAG2) e duas NAGases da família GH3 (MaNAG3 e MaNAG4) das glicosil hidrolases. Análises filogenéticas sugerem subsequentes duplicações ocorrendo principalmente no clado de MaNAG2, resultando na presença de ortólogos em um amplo espectro de ascomicetos com diferentes estilos de vida. MaNAG1 agrupou majoritariamente com espécies entomopatogênicas. MaNAG3 e MaNAG4 apresentaram alta similaridade de sequências e conservação de domínios com NAGases GH3 de bactérias O perfil transcricional dos genes das NAGases GH20 e GH3 foi avaliado por qPCR, em oito diferentes condições de cultivo, representando diferentes estágios de desenvolvimento ou diferentes estados nutricionais. As NAGases apresentaram perfis de transcrição diferenciais em resposta às diferentes condições, indicando a ausência de um padrão de regulação gênica em comum. Os perfis de expressão variáveis também sugerem que elas não devem possuir funções totalmente redundantes. Ensaios de transcrição relativa mostraram a indução da expressão de MaNAG1, MaNAG2 e MaNAG4 por quitina 1%, enquanto MaNAG3 foi induzida em meio suplementado com GlcNAc 0,25%. As relações evolutivas de MaNAG3 e MaNAG4 e a regulação de suas expressões por substratos quitinosos são a primeira evidência do envolvimento de NAGases GH3 em processos celulares fisiológicos em ascomicetos, apontando para sua potencial relevância na diferenciação celular durante o ciclo de vida de M. anisopliae. Com o objetivo de avançar no estudo funcional das NAGases de M. anisopliae, foram gerados vetores para a construção de mutantes nulos para os quatro genes de NAGases e linhagens transformantes foram obtidas utilizando-se a metodologia de transformação de fungos mediada por Agrobacterium tumefaciens. / Chitin degradation is important for filamentous fungi cell wall remodeling and, in entomopathogenic fungi, this process is pivotal for breaching the arthropod host cuticles during infection. Chitin is an important nutrient and to be efficiently used, β-Nacetylglucosaminidases (NAGases) activity must be present. After chitinase action on chitin generating N-acetylglucosamine dimers (GlcNAc)2, NAGases hydrolyze theirs β-1-4 linkages producing free GlcNAc. Filamentous fungi have between 15 to 25 chitinases, but only two NAGases; then, questions arise about the actual importance of these enzymes. On a genomic scale, were identified in the entomopathogenic fungus Metarhizium anisopliae two GH20 NAGases (MaNAG1 and MaNAG2) and two GH3 NAGases (MaNAG3 and MaNAG4) from glycoside hydrolases. Phylogenetic analysis suggested subsequent duplications occurring mainly in MaNAG2 clade, resulting in ortholog clusters in several ascomycetes with a broad range life style. MaNAG1 clusters mostly with entomopathogenic species clades. MaNAG3 and MaNAG4 showed high sequence similarity and domain conservation with bacterial GH3 NAGases Transcriptional profiles of GH20 and GH3 NAGase genes were evaluated by qPCR from eight culture conditions, representing different stages of development and different nutritional states. NAGases showed differential transcript profiles in response to different conditions, indicating an absence of a common gene regulation pattern. The variable expression profiles also suggest they may not have totally redundant roles. Relative transcription assays showed MaNAG1, MaNAG2 and MaNAG4 expression induction by chitin 1%, while MaNAG3 was induced in medium supplemented with GlcNAc 0.25%. Evolutionary relationships of MaNAG3 and MaNAG4 and their expression regulated by chitinous substrates are the first evidence of GH3 NAGases involvement in physiological cell process in entomopathogenic fungi, therefore, pointing to potential relevance on cell differentiation during M. anisopliae life cycle. In order to proceed on functional studies of M. anisopliae NAGases, vectors were constructed to produce knockout mutants for four NAGases genes and transformant strains were obtained by using fungi transformation mediated by Agrobacterium tumefaciens.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química. / Made available in DSpace on 2012-10-20T23:14:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 195999.pdf: 2170522 bytes, checksum: 2dc4f92995a6050718b47dde8a0f98bb (MD5) / Microesferas de quitosana foram convertidas para a forma de um trocador aniônico fracamente básico (RNH3+NO3-) e empregadas no estudo de adsorção de ânions em solução aquosa. Os estudos de troca iônica foram conduzidos empregando os íons cloreto, brometo, iodeto e fosfato. A partir da definição de tempo de contato e faixa ótima de pH foram obtidas isotermas de troca. Os dados experimentais obtidos no estudo de adsorção dos ânions pelas microesferas de quitosana foram interpretados empregando modelo matemático de Langmuir. A capacidade máxima de troca estimada foi em torno de 1 mmol de ânion por grama de microesferas. A afinidade dos íons estudados pelo trocador aniônico foi determinada a partir da estimativa do coeficiente de seletividade pelo trocador. Após obtenção dos resultados dos estudos de troca, o trocador aniônico foi convertido em três diferentes formas: R-NH3+NO3-, R-NH3+Cl- e R-NH3+HCO3- com o objetivo de ser empregado na extração de fósforo disponível em solos (H2PO4-) e posteriormente ser comparado ao método da resina de troca iônica comercial (amberlite IRA 400). Neste experimento foram utilizados quatro diferentes solos com relação à fertilidade e textura (granulometria): Latossolo Vermelho eutroférrico, Organossolo Mésico, Argissolo Vermelho-Amarelo eutrófico e Organossolo Mésico.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química / Made available in DSpace on 2012-10-19T13:55:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 230918.pdf: 340870 bytes, checksum: 146df8d49730f878f49fbe583ef6e323 (MD5) / Quitosana ditiocarbamato de potássio (ChitDTCK) foi sintetizado e caracterizado por análise elementar e 13C RMN em estado sólido. O grau de substituição GS (numero de substituíntes por 100 unidades de 2-amino-2-deoxyglucopiranose) e molalidades dos grupos foram calculados para os substituíntes acetilamino, amino e ditiocarbamato na quitina, quitosana e ChitDTCK. Um estudo comparativo da retenção e recuperação de íons Cu(II), Co(II) e Ni(II) foi realizado com a quitina, quitosana e ChitDTCK a 30 oC, pH 6,0 (0,1M succinato). Para tal efeito foram calculadas as constantes de estabilidade (KX), para o equilíbrio heterogêneo, ChitX + M(II) ChitXM(II) onde X representa os ligantes acetilamino, amino e ditiocarbamato e M(II) = Cu(II), Co(II) e Ni(II). Também foram calculadas as constantes de instabilidade ( ), pelo equilíbrio inverso. Assumiu-se que os complexos apresentam a razão 1:1 metal-ligante com respeito a cada grupo. Para Cu(II) os valores das constantes de estabilidade KX foram 44,5 (acetilamino), 9,4x103 (amino), e 3,5x103 (ditiocarbamato). As constantes de instabilidade foram 5,0 x10-3 (acetilamino) e 1,90x10-5 (amino).Para Co(II) as constantes foram KX 0,69 (acetilamino) e 1,5x103 (amino); 1,80x10-2 (acetilamino) e 2,5x10-5 (amino). Para Ni(II) os valores foram KX 0,7 (acetilamino) e 1,1x104 (amino); 1,2x102 (acetilamino) e 4,1x10-6 (amino). É proposto que na presença de succinato a principal espécie presente em solução de ions aqua Cu(II) deve ser o complexo sem carga Cu(II)-succinato, que impede que os grupos ligantes (acetilamino, amino, DTC) formem complexos maiores que 1:1 e pode também explicar que a constante de estabilidade para o DTC fosse menor que o do grupo amino. O método permite a caracterização da habilidade quelante de cada grupo na matriz da quitosana com respeito a íons metálicos.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-04-30Bitstream added on 2014-06-13T20:35:53Z : No. of bitstreams: 1 rosa_h_me_rcla.pdf: 518038 bytes, checksum: 7164c25e5c6edcbdfe45e7d510c0cc68 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Durante a de fermentação alcoólica industrial, contaminações são comuns no meio fermentativo, causadas por bactérias e/ou leveduras selvagens. Um dos principais problemas devido a contaminações microbianas é a floculação das leveduras, responsável por dificuldades operacionais na indústria e implicações econômicas. A floculação pode ser resolvida por um tratamento enzimático à base de proteases, que agem na parede celular da levedura, substituindo o tratamento convencional, que emprega ácido sulfúrico. No entanto, o tratamento enzimático é economicamente inviável para a aplicação industrial. Para reduzir esses custos, o presente trabalho estudou duas técnicas para reutilizar a atividade catalítica da papaína. A primeira foi baseada na recuperação da enzima livre pela centrifugação da suspensão de leveduras. A segunda foi a imobilização da enzima nos suportes quitina e bagaço de cana (celulose). A enzima foi imobilizada em quitina tratada ou não com glutaraldeído, empregando diferentes concentrações de polietilenoimina, perfazendo 6 diferentes protocolos de imobilização em quitina. A imobilização em bagaço de cana foi efetuada pela ativação da celulose com ácido periódico. A quantidade de proteína imobilizada e os rendimentos da atividade da enzima imobilizada foram muito baixos nas técnicas de imobilização. A atividade específica da enzima imobilizada, no entanto, foi satisfatória em algumas imobilizações, com exceção daquelas que utilizaram suporte tratado com glutaraldeído, mostrando o efeito negativo desse reagente sobre a papaína e a importância do aprimoramento dessa técnica. A suspensão de leveduras tratada com papaína livre foi centrifugada e esse processo foi realizado 14 vezes, usando a mesma papaína recuperada. O uso de SDS nesse processo para potencializar a desfloculação celular... / During the industrial alcoholic fermentation contaminations are common due to bacterium and/or wild yeasts in the wort. One of the principal problems due to microbial contaminations is the yeasts flocculation, responsible by industrial operational difficulties and economic implications. The flocculation can be solved by protease enzymatic treatment, which acts on the yeast cellular wall, changing the conventional treatment, which employs sulfuric acid. However, the enzymatic treatment is economically impracticable for industrial application. In order to reduce these costs, this work studied two techniques to reuse the catalytic activity of papain. The first one was based on the free enzyme recuperation by yeast suspension centrifugation. The second one was the enzyme immobilization on chitin and sugar cane bagasse (cellulose) supports. The enzyme was immobilized on treated or nontreated chitin with glutaraldehyde, using different concentrations of polyethylenimine, resulting in 6 different immobilization techniques on chitin. The immobilization on cane bagasse was made by cellulose activation with periodic acid. The quantity of immobilized protein and its activity yields were very low in the immobilization techniques. Nevertheless, the specific activity of the immobilized enzyme was satisfactory in several immobilizations, except those which have used treated-support with glutaraldehyde, showing the negative effect of this reagent on papain and the importance of improvement of this technique. The yeast suspension treated with free papain in solution was centrifuged and this process was done 14 times, using the same recovered papain. The use of SDS in this process to improve the cell deflocculation wasn’t efficient. The yeast cell suspension centrifugation after free-enzyme treatment must be studied to industrial purposes.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-01-18Bitstream added on 2014-06-13T18:58:30Z : No. of bitstreams: 1 souza_rhfv_me_sjrp_parcial.pdf: 227052 bytes, checksum: 346b8df229c15977aeecc49e607866c6 (MD5) Bitstreams deleted on 2015-02-23T17:35:44Z: souza_rhfv_me_sjrp_parcial.pdf,Bitstream added on 2015-02-23T17:36:19Z : No. of bitstreams: 1 000713805.pdf: 736844 bytes, checksum: 5c3db864c655673a0978e9ecb86de411 (MD5) / A quitosana e seus derivados têm se mostrado muito atrativos para a indústria de alimentos, visando principalmente a sua conservação. No presente trabalho foram sintetizados e caracterizados derivados de quitosana contendo grupos quaternários de amônio com proporções crescentes de grupos hidrofóbicos com o objetivo de investigar a atividade fungicida desses derivados contra os fungos Aspergillus flavus e Aspergillus parasiticus que são um problema na contaminação do amendoim e outros grãos. Os derivados foram sintetizados usando quitosana desacetilada e a reação foi realizada em duas etapas, sendo a primeira a quaternização do polímero com brometo de propiltrimetilamônio seguido da reação de aminação redutiva com dodecilaldeído. Os derivados foram caracterizados por RMN 1 H e os graus de substituição pelo grupo dodecil foram variados para melhorar a atividade antifúngica dos derivados. A atividade antifúngica da quitosana desacetilada e seus derivados foi testada variando-se a concentração dos polímeros de 0,1 a 1,0 g/L. Os resultados mostraram que a quitosana substituída com grupos propil exibiu uma baixa inibição contra o fungo Aspergillus flavus, resultado similar àquele obtido com quitosana desacetilada. Quanto aos derivados anfifílicos com conteúdo crescente de grupos dodecil, observou-se um aumento no índice de inibição com o aumento da concentração e do conteúdo hidrofóbico. A partir de 0,5 g/L os derivados anfifílicos contendo de 10% a 30% de grupos dodecil e 83% de grupos quaternários inibiram completamente o crescimento do fungo. Resultados similares foram obtidos no estudo de inibição do fungo Aspergillus parasiticus / Chitosan and its derivatives have been shown very attractive for the food industry, mainly targeting its conservation. In this study were synthesized and characterized chitosan derivatives containing quaternary ammonium groups with increasing proportions of hydrophobic groups in order to investigate the antifungal activity of these derivatives against the fungi Aspergillus flavus and Aspergillus parasiticus that are a problem in the contamination of peanuts and other grains. The derivatives were synthesized using deacetylated chitosan and the reaction was carried out in two steps, first the quaternization of the polymer with propyltrimethylammonium bromide followed by reductive amination reaction with dodecylaldehyde. The derivatives were characterized by 1 HNMR and the degree of substitution by the group dodecyl was varied to enhance the antifungal activity of the derivatives. The antifungal activity of deacetylated chitosan and their derivatives was tested by varying the concentration of the polymers 0.1 to 1.0 g/L. The results showed that chitosan substituted with propyl groups exhibited a low inhibition against the fungus Aspergillus flavus, a result similar to that obtained with chitosan deacetylated. Regarding the amphiphilic derivatives with increasing content of dodecyl groups, we observed an increase in the rate of inhibition with increased concentration and hydrophobic content. Since 0.5 g/L amphiphilic derivatives containing from 10% to 30% dodecyl groups and 83% of quaternary groups inhibited completely growth of the fungus. Similar results were obtained in the study of inhibition of Aspergillus parasiticus

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-01-25Bitstream added on 2014-06-13T18:58:31Z : No. of bitstreams: 1 gabriel_js_me_sjrp_parcial.pdf: 216992 bytes, checksum: bbc625daf5b4deae2f711159759b17f1 (MD5) Bitstreams deleted on 2015-02-04T11:39:22Z: gabriel_js_me_sjrp_parcial.pdf,Bitstream added on 2015-02-04T11:40:09Z : No. of bitstreams: 1 000713818.pdf: 6444616 bytes, checksum: d678f998fb14745c7aacc63852bd136f (MD5) / No presente trabalho foi realizada a síntese e caracterização de derivados de quitosana que tiveram suas atividades antifúngicas testadas contra os fungos Aspergillus flavus e A. parasiticus. As quitosanas utilizadas nas sínteses foram obtidas da desacetilação heterogênea de quitosana comercial e da quitosana comercial de média massa molecular. Os graus médios de desacetilação ( ) da quitosana desacetilada (CH) e da quitosana de média massa molecular desacetilada (CHm) foram determinados pelas técnicas de Potenciometria e Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio (RMN-H). Parte da quitosana desacetilada CH foi degradada para obtenção de polímeros de baixa massa molecular (CHD). As massas moleculares médias das quitosanas CHm, CH e CHD foram determinadas por viscosimetria e os valores obtidos foram 42,93 kDa, 15,22 kDa e 610,79 Da, respectivamente. Os derivados hidrofílicos foram obtidos pela reação das quitosanas CHm, CH e CHD com cloreto de 2-cloro-N,N-dietilaminoetila (DEAE). Os graus de substituição (GS) de grupos DEAE de CHm, CH e CHD foram determinados utilizando-se RMN-H e os valores obtidos foram 14, 30 e 43%, respectivamente. Na sequência, as quitosanas CHm14DEAE, CH30DEAE e CHD43DEAE foram alquiladas com dodecil aldeído seguido pela redução com cianoboroidreto de sódio, obtendo-se derivados com diferentes graus de substituição. Os graus de substituição por grupos dodecila (GDD) para a quitosana contendo 14% de grupos DEAE foram 2,5, 10 e 14%. Para a quitosana com 30% de DEAE os graus de substituição por dodecila foram 2,7, 10 e 19%. Para o derivado contendo 43% de DEAE os graus de substituição por dodecila foram 5, 28 e 39%. Além da Espectroscopia de RMN-H o sucesso da obtenção dos derivados anfifílicos também foi indicado por meio da... / In this study, it was done the synthesis and characterization of chitosan derivatives, that had their antifungal activity tested against Aspergillus flavus and A. parasiticus. The chitosan used for the syntheses was obtained from heterogeneous deacetylation of the commercial chitosan and commercial chitosan of average molecular mass. The average degrees of deacetylation ( ) of chitosan (CH) and deacetylated chitosan of medium molecular weight (CHm) were determined by Potentiometry and techniques Spectroscopy Hydrogen Nuclear Magnetic Resonance (H-NMR). Part of deacetylated chitosan CH was degraded to obtain low molecular weight polymers (CHD). The average molecular weights of chitosans CHm, CH and CHD were determined by viscometry, and the values obtained were 42.93 kDa, 15.22 kDa and 610.79 Da, respectively. Hydrophilic derivatives were obtained by reaction of chitosan CHm, CH, CHD with chloride 2-chloro-N,N-diethylaminoethyl (DEAE). The degrees of substitution (DS) by DEAE groups of CHm, CH and CHD were determined by H-NMR and the values obtained were 14, 30 and 43%, respectively. After that the chitosans CHm14DEAE, CH30DEAE and CHD43DEAE were alkylated with dodecyl aldehyde followed by reduction with sodium cyanoborohydride to yield derivatives with different degrees of substitution. The degrees of substitution by dodecyl groups (GDD) for the chitosan containing 14% of DEAE groups were 2.5, 10 and 14%. For chitosan with 30% of DEAE the degrees of substitution by dodecyl groups were 2.7, 10... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-01-18Bitstream added on 2014-06-13T19:17:16Z : No. of bitstreams: 1 pedro_ro_me_sjrp_parcial.pdf: 308733 bytes, checksum: 9891c3253677398a2eaeee4aa835dae4 (MD5) Bitstreams deleted on 2015-02-09T14:35:39Z: pedro_ro_me_sjrp_parcial.pdf,Bitstream added on 2015-02-09T14:36:20Z : No. of bitstreams: 1 000713827.pdf: 1107831 bytes, checksum: 7123832b50b5229b5f6397201b89b8a2 (MD5) Bitstreams deleted on 2015-02-09T17:15:02Z: 000713827.pdf,Bitstream added on 2015-02-09T17:15:39Z : No. of bitstreams: 1 000713827.pdf: 1107831 bytes, checksum: 7123832b50b5229b5f6397201b89b8a2 (MD5) / Os fungos do gênero Aspergillus, presentes em amendoins, milho, arroz, nozes e outros grãos, são uma constante preocupação nos dias atuais devido a sua capacidade de produzir toxinas cancerígenas. Dentre as várias técnicas de controle desse microrganismo, tem se destacado o uso de produtos naturais, não agressivos ao meio ambiente e de baixo custo, como por exemplo, a quitosana. O presente trabalho apresenta a síntese e caracterização de duas séries de novos derivados de quitosana para utilização como biofungicida contra os fungos Aspergillus flavus e Aspergillus parasiticus. A primeira série descreve a síntese de derivados de quitosana pela reação de quitosana desacetilada (QD) com brometo de propil (Q-Propil) pentil (Q-Pentil) trimetilamônio para obter derivados com proporções crescentes do grau de substituição (GS). A segunda série foi obtida a partir da síntese de sais bi-quaternários de amônio, com a posterior reação com quitosana desacetilada obtendo-se derivados bi-quaternários de quitosana. Todos os derivados foram caracterizados por técnicas de RMN 1 H, infra-vermelho (IR) e titulação potenciométrica e as suas atividades fungicidas testadas contra o crescimento micelial dos fungos A. flavus e A. parasiticus in vitro. Os estudos foram conduzidos variando-se a acidez e a força iônica do meio. Os resultados dos ensaios microbiológicos mostram que as atividades antifúngicas aumentam com o grau de substituição e os derivados mais substituídos de ambas as series, propil e pentil, exibiram respectivamente atividades três e seis vezes maiores que as quitosanas comercial e desacetilada. As concentrações inibitórias mínimas foram avaliadas após 24, 48 e 72 horas, variando-se a concentração dos polímeros de 0,5 a 16 g L -1 e os resultados mostraram que os derivados quaternários inibem o crescimento... / The fungi of the genus Aspergillus, present in peanuts, corn, rice, nuts and other grains, are a constant concern nowadays due to its ability to produce carcinogenic toxins. Among the various techniques for controlling this microorganism it has been emphasized the use of natural products not harmful to the environment and at a low cost, for example, chitosan. This paper presents the synthesis and the characterization of two series of novel derivatives of chitosan for use as biofungicide against the Aspergillus flavus and Aspergillus parasiticus fungi. The first series of derivatives was synthesized by the reaction of deacetylated chitosan (QD) propyl bromide (Q-Propil) and pentyl trimethylammonium (Q-Pentil) for obtaining derivatives with increasing degrees of substitution (GS). The second series was obtained from the synthesis of bi-quaternary salts, with subsequent reaction with deacetylated chitosan to yield bi-quaternary derivatives of chitosan (Q-BPHD). All derivatives were characterized using NMR techniques, infra-red (IR) and potentiometric titration and fungicides activities were tested against A. flavus and A. parasiticus by evaluating the mycelial growth of fungi in vitro. The studies were conducted by varying the acidity and ionic strength of the medium. The antifungal activities increase with the degree of substitution and the most substituted derivatives from both series, propyl and pentyl, respectively exhibited activities three to six times lighter than the commercial and deacetylated chitosans. The minimum inhibitory concentrations were recorded after 24, 48 and 72 hours varying the concentration of polymer from 0.5 to 16 g L -1 and the results showed that the quaternary derivatives inhibit the growth of fungi in concentrations four times lower than deacetylated chitosan . The bi-quaternary derivative (Q-BPHD) showed the... (Complete abstract click electronic access below)

A degradação de quitina é importante para o remodelamento da parede celular em fungos filamentosos e crucial para o rompimento da cutícula de hospedeiros artrópodes durante a infecção de fungos entomopatogênicos. Além disso a quitina é uma importante fonte nutricional. Para que a quitina possa ser eficientemente utilizada, a atividade de b-Nacetilglicosaminidases (NAGases) deve estar presente. Após a ação de quitinases sobre a quitina, gerando dímeros de N-acetilglicosamina (GlcNAc)2, NAGases hidrolisam suas ligações β-1-4 produzindo GlcNAc livre. Fungos filamentosos possuem, em média, 15 a 25 quitinases, mas somente duas NAGases, o que leva a questões sobre a real importância destas enzimas. Em escala genômica, foram identificadas no fungo entomopatogênico Metarhizium anisopliae duas NAGases da família GH20 (MaNAG1 e MaNAG2) e duas NAGases da família GH3 (MaNAG3 e MaNAG4) das glicosil hidrolases. Análises filogenéticas sugerem subsequentes duplicações ocorrendo principalmente no clado de MaNAG2, resultando na presença de ortólogos em um amplo espectro de ascomicetos com diferentes estilos de vida. MaNAG1 agrupou majoritariamente com espécies entomopatogênicas. MaNAG3 e MaNAG4 apresentaram alta similaridade de sequências e conservação de domínios com NAGases GH3 de bactérias O perfil transcricional dos genes das NAGases GH20 e GH3 foi avaliado por qPCR, em oito diferentes condições de cultivo, representando diferentes estágios de desenvolvimento ou diferentes estados nutricionais. As NAGases apresentaram perfis de transcrição diferenciais em resposta às diferentes condições, indicando a ausência de um padrão de regulação gênica em comum. Os perfis de expressão variáveis também sugerem que elas não devem possuir funções totalmente redundantes. Ensaios de transcrição relativa mostraram a indução da expressão de MaNAG1, MaNAG2 e MaNAG4 por quitina 1%, enquanto MaNAG3 foi induzida em meio suplementado com GlcNAc 0,25%. As relações evolutivas de MaNAG3 e MaNAG4 e a regulação de suas expressões por substratos quitinosos são a primeira evidência do envolvimento de NAGases GH3 em processos celulares fisiológicos em ascomicetos, apontando para sua potencial relevância na diferenciação celular durante o ciclo de vida de M. anisopliae. Com o objetivo de avançar no estudo funcional das NAGases de M. anisopliae, foram gerados vetores para a construção de mutantes nulos para os quatro genes de NAGases e linhagens transformantes foram obtidas utilizando-se a metodologia de transformação de fungos mediada por Agrobacterium tumefaciens. / Chitin degradation is important for filamentous fungi cell wall remodeling and, in entomopathogenic fungi, this process is pivotal for breaching the arthropod host cuticles during infection. Chitin is an important nutrient and to be efficiently used, β-Nacetylglucosaminidases (NAGases) activity must be present. After chitinase action on chitin generating N-acetylglucosamine dimers (GlcNAc)2, NAGases hydrolyze theirs β-1-4 linkages producing free GlcNAc. Filamentous fungi have between 15 to 25 chitinases, but only two NAGases; then, questions arise about the actual importance of these enzymes. On a genomic scale, were identified in the entomopathogenic fungus Metarhizium anisopliae two GH20 NAGases (MaNAG1 and MaNAG2) and two GH3 NAGases (MaNAG3 and MaNAG4) from glycoside hydrolases. Phylogenetic analysis suggested subsequent duplications occurring mainly in MaNAG2 clade, resulting in ortholog clusters in several ascomycetes with a broad range life style. MaNAG1 clusters mostly with entomopathogenic species clades. MaNAG3 and MaNAG4 showed high sequence similarity and domain conservation with bacterial GH3 NAGases Transcriptional profiles of GH20 and GH3 NAGase genes were evaluated by qPCR from eight culture conditions, representing different stages of development and different nutritional states. NAGases showed differential transcript profiles in response to different conditions, indicating an absence of a common gene regulation pattern. The variable expression profiles also suggest they may not have totally redundant roles. Relative transcription assays showed MaNAG1, MaNAG2 and MaNAG4 expression induction by chitin 1%, while MaNAG3 was induced in medium supplemented with GlcNAc 0.25%. Evolutionary relationships of MaNAG3 and MaNAG4 and their expression regulated by chitinous substrates are the first evidence of GH3 NAGases involvement in physiological cell process in entomopathogenic fungi, therefore, pointing to potential relevance on cell differentiation during M. anisopliae life cycle. In order to proceed on functional studies of M. anisopliae NAGases, vectors were constructed to produce knockout mutants for four NAGases genes and transformant strains were obtained by using fungi transformation mediated by Agrobacterium tumefaciens.

A finalidade deste trabalho foi obter suspensões aquosas estáveis de beta-quitina (GA = 79%) explorando o uso de ultrassom de alta intensidade, e preparar filmes autossuportados por casting a partir de suspensões de beta-quitina, soluções aquosas de quitosana (GA = 4,9%) e da combinação de ambas em diferentes proporções. Assim, foram preparados os filmes BQF (100% beta-quitina) e QF (100% quitosana), e os filmes compostos BQ80/Q20, BQ50/Q50, BQ20/Q80, sendo que as porcentagens de beta-quitina e quitosana são indicadas pelos sub-índices empregados na identificação dos referidos filmes. Foi constatado por análises de espectroscopia na região do infravermelho e espectroscopia de ressonância magnética nuclear de hidrogênio que o tratamento de ultrassom não alterou a estrutura de beta-quitina, enquanto a viscosimetria capilar em solução diluída mostrou ligeiro decréscimo (16%) da viscosidade intrínseca, indicando a ocorrência de despolimerização em baixa extensão. As análises de microscopia eletrônica de varredura e microscopia de força atômica mostraram que os filmes com maiores teores de beta-quitina exibiram superfícies mais heterogêneas, granulares e rugosas, enquanto a presença de quitosana resultou em filmes mais homogêneos e significativamente menos rugosos. Assim, os filmes BQF e QF apresentaram valores de rugosidade média quadrática (RMS) 225,0 nm e 21,6 nm , respectivamente. As medidas de ângulo de contato revelaram que o filme QF é o mais hidrofílico (θ ≈ 75,40), enquanto os filmes compostos BQ20/Q80, BQ50/Q50 e BQ80/Q20, que têm teores crescentes de beta-quitina, foram mais hidrofóbicos, apresentando ângulos de contato 87,50, 95,60 e 95,20, respectivamente. As análises termogravimétricas revelaram que o tratamento de ultrassom favorece o intumescimento das partículas de beta-quitina e que o baixo grau de ordem dos filmes contribui para diminuir a estabilidade térmica quando comparada à beta-quitina na forma de pó. As análises de calorimetria exploratória diferencial dos filmes compostos mostraram que a eliminação de água demanda maior energia quanto maior o teor de beta- quitina, evidenciando a ocorrência de fortes interações entre as cadeias de beta-quitina e moléculas de água. Assim, os resultados mostraram que o tratamento de ultrassom permitiu o processamento de beta-quitina/quitosana para a formação de filmes autossustentados sem a utilização de solventes orgânicos, e que os filmes exibem características e propriedades que dependem fortemente de sua composição, i. e. dos teores de beta-quitina e quitosana. / The purpose of this study was to obtain stable aqueous suspensions of beta-chitin (GA = 79%) exploring the use of high intensity ultrasound, and to prepare self-sustained films by casting from suspensions of beta-chitin, chitosan aqueous solutions (GA = 4.9%) and from the combination of both, in different proportions. Thus, the films BQF (100% of beta-chitin) and QF (100% of chitosan) and compound films BQ80/Q20, BQ50/Q50, BQ20/Q80 were prepared, the percentages of beta-chitin and chitosan being indicated by the sub-indices used in the identification of those films. It has been found by infrared spectroscopy and proton nuclear magnetic resonance spectroscopy that the ultrasound treatment did not alter the structure of beta-chitin, while the capillary viscometry in dilute solution showed a slight decrease (16%) of intrinsic viscosity indicating the occurrence of depolymerization at low extension. Atomic force microscopy and scanning electron microscopy showed that the films with higher content of beta-chitin exhibited more heterogeneous, granular and rough surfaces, while the presence of chitosan resulted in significantly more homogeneous and less rough films. Thus, QF and BQF films showed values of mean square roughness (RMS) 225.0 nm and 21.6 nm, respectively. The contact angle measurements showed that QF (θ ≈ 75.40) is the more hydrophilic film, while the composite films BQ20/Q80, and BQ50/Q50, BQ80/Q20, which have increasing contents of beta-chitin were more hydrophobic, exhibiting contact angles 87.50, 95.60 and 95.20, respectively. Thermogravimetric analysis showed that the ultrasound treatment favored the swelling of the particles of chitin and that the low degree of order of the films contributed to decrease the thermal stability when compared to beta-chitin in powder form. The differential scanning calorimetry of the compound films showed that the elimination of water requires more energy the higher the content of beta-chitin, indicating the occurrence of strong interactions between the chains of beta- chitin and water molecules. Thus, the results showed that the ultrasoud treatment allowed the processing beta- chitin/chitosan for the formation of self-sustained films without the use of organic solvents, and that the films exhibited characteristics and properties strongly dependent on their composition, i. e. the content of beta-chitin and chitosan.