Made available in DSpace on 2014-12-17T14:03:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 KatyaAJ.pdf: 641948 bytes, checksum: 8145771d141a135b5fa6f7f5586cd02d (MD5) Previous issue date: 2007-06-28 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Linseed is an important oilseed consumed raw as nutritional supplement, that although represents a rich source of nutrients, its nutritional value could be impaired due to the presence of antinutritional factors. In this study, protein fractions from raw linseed flour were extracted and isolated being obtained 12% of albumins, 82% of globulins, 5% of glutelins and 1% of prolamins. These proteins were visualized by SDS-PAGE and albumins showed low molecular mass protein bands around 21 kDa and minor bands, similar to that of trypsin inhibitor; Globulins presented protein bands with high molecular masses, which possibly are constituents of multimeric proteins, such as legumins. After determination of the centesimal composition of raw linseed, it was used as exclusive protein source for young rats to evaluate its effect on animal growth. The results showed negative effects on rat growth (weight gain 73% less than the control group) and reduction of intestinal villus (35%), that could be related with in vitro and in vivo globulin digestibility and proteinaceous antinutritional factors (mammalian digestive enzymes inhibitors and lectins) in albumin fraction. Native globulins showed, by SDS-PAGE, low susceptibility in vitro to trypsin and chymotrypsin, however presented high degradation by pancreatin. Thermal treatment of globulins for 5 and 15 minutes at 100?C improved considerably its digestibility by trypsin and pancreatin. Globulins presented 93.2% in vivo digestibility, similar to the control protein. Albumin fraction had high trypsin inhibition activity (100%) and chymotrypsin inhibition of 28.3%; haemagglutinating activity was not detected. The results of this study indicate the negative action of trypsin inhibitors on animal growth, but can not be discarded its combined action with other antinutritional factors, which could compromise the raw linseed utilization as an alternative food / A linha?a (Linum usitatissimun) ? uma importante oleaginosa consumida crua como suplemento nutricional, que apesar de representar rica fonte de nutrientes, pode ter valor nutricional reduzido devido ? presen?a de fatores antinutricionais. Neste estudo as principais fra??es prot?icas da farinha de linha?a crua foram extra?das e isoladas, sendo obtidos 12% de albuminas, 82% de globulinas, 5% de glutelinas e 1% de prolaminas; o padr?o eletrofor?tico das prote?nas mostrou que as albuminas apresentaram bandas majorit?rias de baixa massa molecular em torno de 21 kDa e menores, indicativas da presen?a de inibidores de tripsina, e nas globulinas foram observadas algumas bandas intensas que provavelmente comp?em uma prote?na multim?rica de alta massa molecular do tipo legumina. Ap?s a obten??o da composi??o centesimal da farinha crua, esta foi usada como fonte exclusiva de prote?nas para ratos rec?m-desmamados, a fim de avaliar seu efeito no crescimento dos mesmos. Os resultados de depress?o do crescimento (ganho de peso 73% inferior ao grupo padr?o) e redu??o no crescimento dos vilos intestinais (35%) levaram ? verifica??o da digestibilidade in vitro e in vivo da fra??o globulina e detec??o de fatores antinutricionais prot?icos (inibidores de enzimas digest?rias de mam?feros e lectinas) na fra??o albumina, como poss?veis fatores delet?rios ao crescimento dos ratos em estudo. As globulinas nativas apresentaram baixa susceptibilidade a digest?o in vitro por tripsina e quimotripsina, no entanto sofreram maior degrada??o pela pancreatina. O aquecimento das globulinas por 5 e 15 minutos a 100?C aumentou consideravelmente a digestibilidade pela tripsina e pancreatina. No experimento de digestibilidade in vivo, a globulina apresentou alta susceptibilidade ? degrada??o pelas enzimas digestivas (93,2%), semelhante ? prote?na padr?o. Na avalia??o da fra??o albumina, esta apresentou alta atividade inibit?ria de tripsina (100%) e, em menor grau, inibi??o de quimotripsina (28,3%), n?o sendo detectada atividade hemaglutinante. Os resultados obtidos s?o indicativos da a??o negativa dos inibidores de tripsina no crescimento dos animais, no entanto n?o se pode descartar a possibilidade de uma a??o sinerg?stica com outros fatores antinutricionais, que comprometem a utiliza??o da linha?a crua como um alimento alternativo

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:03:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CarlosEMG.pdf: 434119 bytes, checksum: cffd1dddf77ec049b23dadc1bfa89773 (MD5) Previous issue date: 2004-12-20 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / A proteinaceous trypsin inhibitor was purified from Crotalaria pallida seeds by ammonium sulphate fractionation, affinity chromatography on immobilized Trypsin-Sepharose and TCA precipitation. The trypsin inhibitor, named ITC, had Mr of 32.5 kDa by SDS-PAGE and was composed by two subunits with 27.7 and 5.6 kDa linked by disulphide bridges, a typical characteristic of Kunitz-Inhibitor family. ITC was stable until 50?C, and at 100?C its residual activity was of about 60%. Also, ITC was stable at pHs 2 to 12. The inhibition of trypsin by ITC was non-competitive, with a Ki of 8,8 x 10-7M. ITC inhibits weakly other serine proteinases such as chymotrypsin and elastase. The inhibition of papain (44% of inhibition), a cysteine proteinase was an indicative of the bi-functionality of ITC. In vitro assays against digestive proteinases from several Lepdoptera, Diptera and Coleoptera pests were made. ITC inhibited in 100% digestive enzymes of Ceratitis capitata (fruit fly), Spodoptera frugiperda and Alabama argillacea, the last one being a cotton pest. It also inhibited in 74.4% Callosobruchus maculatus (bean weevil) digestive enzymes, a Coleoptera pest. ITC, when added in artificial diet models, affected weakly the development of C. capitata larvae and it had a WD50 of 2.65% to C. maculatus larvae / Um inibidor de proteinase foi isolado de sementes de Crotalaria pallida por fracionamento com sulfato de am?nio, cromatografia de afinidade em Sepharose com tripsina acoplada e precipita??o com ?cido tricloroac?tico (TCA). O inibidor de tripsina, denominado ITC, possui massa molecular de 32,5 kDa determinada por SDS-PAGE e ? composto por duas subunidades, uma de 25,7 e outra de 5,6 kDa, ligadas por pontes dissulfeto; uma caracter?stica t?pica da fam?lia de inibidores de Kunitz. ITC foi est?vel at? 50?C e a 100?C sua atividade residual foi cerca de 60%. ITC tamb?m foi est?vel em valores de pHs variando de 2 a 12. A inibi??o da tripsina por ITC ? do tipo n?o-competitivo, com um Ki de 8,8 x 10-7M. ITC inibe fracamente outras proteinases ser?nicas como quimotripsina e elastase. A inibi??o da papa?na (44%), uma proteinase ciste?nica, foi indicativa da bifuncionalidade de ITC. Ensaios in vitro contra proteinases digestivas de v?rios insetos praga das ordens Lepidoptera, Diptera e Coleoptera foram realizados. ITC inibiu em cerca de 100% enzimas digestivas de Ceratitis capitata (mosca-das-frutas), Spodoptera frugiperda (lagarta do cartucho do algod?o), e Alabama argillacea (curuquer? do algod?o). ITC tamb?m inibiu em 74,4% enzimas digestivas de Callosobruchus maculatus (broca do feij?o) uma praga da ordem Coleoptera. ITC, quando adicionado a dietas artificiais, afetou fracamente o desenvolvimento de larvas de C. capitata e teve um WD50 de 2,65% contra larvas de C. maculatus

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:03:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AnaCBC.pdf: 1320381 bytes, checksum: 881b82ecb0df2b87414957a1e02761bb (MD5) Previous issue date: 2008-10-20 / One Kunitz-type trypsin inhibitors (PmTI) was purified from Piptadenia moniliformis seeds, a tree of the sub-family Mimosoideae, by TCA precipitation, affinity chromatography on immobilized trypsin-Sepharose, DEAE cellulose (ion exchange) and Superose 12 (molecular exclusion) column FPLC/AKTA. The inhibitor has Mr of 25 kDa by SDS-PAGE and chromatography molecular exclusion. The N-terminal sequence of this inhibitor showed high homology with other family Kunitz inhibitors. This also stable variations in temperature and pH and showed a small decrease in its activity when incubated with DDT in the concentration of 100mM for 120 minutes. The inhibition of trypsin by PmTI was competitive, with Ki of 1.57 x10-11 M. The activity of trypsin was effectively inhibited by percentage of inhibition of 100%, among enzymes tested, was not detected inhibition for the bromelain, was weak inhibitor of pancreatic elastase (3.17% of inhibition) and inhibited by 76.42% elastase of neutrophils, and inhibited in a moderate, chymotrypsin and papain with percentage of inhibition of 42.96% and 23.10% respectively. In vitro assays against digestive proteinases from Lepidoptera, Diptera and Coleoptera pests were carried out. Several degrees of inhibition were found. For Anthonomus grandis and Ceratitis capitata the inhibition was 89.93% and 70.52%, respectively, and the enzymes of Zabrotes subfasciatus and Callosobruchus maculatus were inhibited by 5.96% and 9.41%, respectively, and the enzymes of Plodia. interpunctella and Castnia licus were inhibited by 59.94% and 23.67, respectively. In vivo assays, was observed reduction in the development of larvae in 4rd instar of C. capitata, when PmTI was added to the artificial diet, getting WD50 and LD50 of 0.30% and 0.33%, respectively. These results suggest that this inhibitor could be a strong candidate to plant management programs cross transgenic / Um inibidor de tripsina da fam?lia Kunitz (PmTI) foi purificado de sementes de Piptadenia moniliformis, uma ?rvore da sub-fam?lia Mimosoideae, atrav?s da precipita??o com ?cido tricloroac?tico (TCA), cromatografia de afinidade com tripsina acoplada em sepharose, coluna DEAE- celulose(troca i?nica) e Superose 12 (exclus?o molecular) em sistema FPLC/AKTA. O inibidor possui massa molecular de 25 kDa como confirmado atrav?s de SDS-PAGE e cromatografia de exclus?o molecular. A seq??ncia do N-terminal deste inibidor mostrou alta homologia com outros inibidores da fam?lia Kunitz. Este tamb?m ? est?vel as varia??es de temperatura e pH, e apresentou um pequeno decr?scimo na sua atividade quando incubado com DTT na concentra??o de 100 mM por 120 minutos. A inibi??o da tripsina foi do tipo competitiva com Ki de 1,57x10-11 mM. A atividade da tripsina foi inibida efetivamente com percentual de inibi??o de 100%, entre as outras enzimas testadas n?o foi detectada inibi??o para a bromela?na, foi fracamente inibidor da elastase pancre?tica (3,17% de inibi??o), inibiu em 76,42% elastase de neutr?filos, inibiu de forma moderada quimotripsina e papa?na com percentual de inibi??o de 42,96% e 23,10%, respectivamente. Ensaios in vitro foram realizados com as proteinases digestivas de Lepid?ptera, Cole?ptera e D?ptera. V?rios graus de inibi??o foram encontrados. Para Anthonomus grandis e Ceratitis capitata a inibi??o foi de 89,93% e 70,52%, respectivamente, e as enzimas de Zabrotes subfasciatus e Callosobruchus maculatus foram inibidas com percentuais de 5,96% e 9,41% respectivamente, e as enzimas de Plodia interpunctella e Castnia licus foram inibidas com percentuais de 59,94% e 23,67%, respectivamente. No ensaio in vivo, foi observada redu??o no desenvolvimento de larvas em 4? ?nstar de C. capitata, quando PmTI foi adicionado ? dieta artificial, obtendo WD50 de 0,30% e LD50 0,33% . Estes resultados sugerem que este inibidor possa ser um forte candidato para programas de melhoramentos de plantas via transgenia

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:36:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarinoEAN_TESE.pdf: 1510121 bytes, checksum: 824b52d7ab71a45fa42ff2c16c22da7c (MD5) Previous issue date: 2011-02-28 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Shrimp farming in Brazil is a consolidated activity, having brought economical and social gains to several states with the largest production concentrated in the northeast. This fact is also reflected in higher feed intake, necessitating a more efficient feed management. Currently, management techniques already foresee food loss due to molting. In this sense, studies relating shrimp s digestive physiology, molting physiology and behavioral response of shrimp feed can optimize the feed management. Thus, our study aimed to evaluate the behavioral response of the marine shrimp L. vannamei (Crustacea: Penaeidae) in accordance with the stages of moulting cycle and feeding schedules based on higher or lower activity of proteolytic digestive enzymes; also, to investigate the influence of feeding schedule on hepatosomatic index and non-specific and specific protease activity (trypsin). Experiments were carried out at the Laboratory of Shrimp Behavioral Studies at UFRN in partnership with the Laboratory of Enzimology UFPE. Juveniles of L. vannamei weighting 5.25 g (+ 0.25 g) were kept in aquaria at a density of 33 shrimp m -2. In the first experiment, shrimp were fed in the light phase or in the dark phase for 8 days; in the ninth day, the animals were observed for 15 minutes every hour during the 12 hours of each phase of the photoperiod. We recorded the frequency of inactivity, exploration, food intake, burrowing, swimming and crawling behavior. At the end of the 12th observation session, the shrimp were sacrified and classified by the method of setogenesis in the molt cycle stages A, B, C, D0, D1, D2 or D3. We found that the shrimp in A stage show high levels of inactivity. Moreover, the frequency of food intake was very low. The shrimp in D3 stage also had low food intake and high inactivity associated with elevated frequencies of burrowing. In the second experiment, shrimp were kept in physiological acclimation to experimental conditions for 28 days, distributed in 12 treatments in the light phase and 12 treatments in the dark phase. In the end, the animals were sacrified and dissected to assess non-specific and specific protease activity (trypsin) activity. In general, these parameters did not vary among animals fed in the light phase and those fed in the dark phase. However, significant differences were found in the activity of specific and nonspecific proteases in relation to food treatment. In the light phase, the major proteolytic activities converged to 10 hours after the start of the light phase, while the lowest activities converged to 6 hours after the beginning of this phase. In the dark phase, the highest enzyme activity converged to 12 hours after the onset of phase, while the lowest activities converged to 3 hours after the onset of phase. In the third experiment, we sought to evaluate the behavioral responses of shrimp in relation to dietary treatments based on higher or lower activity of proteolytic enzymes, considering the results of the second experiment. The behavioral categories observed were the same as the ones in the first experiment, with observations of 30 minutes (15min before and 15min after food supply). We found variation in behavioral responses as a function of the treatments, with greater intake of food in shrimp fed during the period of greatest activity of proteolytic enzymes, in the light phase. Thus we see that periodic events associated with the shrimp s physiology interfere in their behavioral responses, revealing situations that are more adjustable to the provision of food, and consequently optimizing feeding management / A carcinicultura brasileira ? uma atividade consolidada, pois trouxe ganhos econ?micos e sociais a v?rios estados, com a maior produ??o e ?rea cultivada localizada na regi?o nordeste. Esse fato tamb?m se reflete no maior consumo de ra??o, tornando necess?rio um manejo alimentar mais eficiente. Atualmente, as t?cnicas de manejo j? prev?em sobra alimentar em decorr?ncia dos processos de muda. Nesse sentido, estudos relacionando fisiologia digestiva, fisiologia da muda e resposta comportamental do camar?o podem otimizar o manejo alimentar. Assim, nosso trabalho teve o objetivo de avaliar a resposta comportamental do camar?o marinho L. vannamei (Crustacea: Penaeidae) de acordo com os est?gios do ciclo de muda e com a alimenta??o baseada em hor?rios de maior ou de menor atividade de enzimas digestivas proteol?ticas, bem como investigar a influ?ncia do hor?rio de alimenta??o sobre o ?ndice hepatossom?tico, atividade de protease espec?fica (tripsina) e n?o espec?fica. Para tanto, foram realizados tr?s experimentos no Laborat?rio de Estudos do Comportamento de Camar?es Departamento de Fisiologia da UFRN, em parceria com o Laborat?rio de Enzimologia Departamento de Bioqu?mica da UFPE. Juvenis de L. vannamei pesando 5,25 g (+ 0,25 g), foram mantidos em aqu?rios a uma densidade de 33 camar?es m-2. No primeiro experimento, os camar?es foram alimentados na fase de claro ou na fase de escuro durante 8 dias; no nono dia, os animais foram observados por 15 minutos a cada hora, durante as 12 horas de cada fase do fotoper?odo, sendo registradas as freq??ncias de ocorr?ncia dos comportamentos parado, explora??o, ingest?o de alimento, enterramento, nata??o e rastejamento. Ao final da 12? sess?o de observa??o, foram sacrificados e classificados pelo m?todo da setog?nese, nos est?gios do ciclo de muda A, B, C, D0, D1, D2 ou D3. Como resultado, encontramos que os camar?es em est?gio A apresentam elevada frequencia do comportamento parado. Por outro lado, a freq??ncia de ingest?o de alimento foi muito baixa. Os camar?es em est?gio D3 tamb?m apresentaram baixa ingest?o de alimento e elevada inatividade, associada a elevadas freq??ncias de enterramento. No segundo experimento, os camar?es foram mantidos em aclimata??o fisiol?gica ?s condi??es experimentais por 28 dias, distribu?dos em 12 tratamentos na fase de claro e 12 tratamentos na fase de escuro. Ao final, os animais foram sacrificados e dissecados para avalia??o da atividade de protease espec?fica (tripsina) e atividade de protease n?o espec?fica. De modo geral, esses par?metros n?o variaram entre os animais alimentados na fase de claro e aqueles alimentados na fase de escuro. No entanto, percebemos diferen?as significativas na atividade das proteases espec?fica e n?o espec?fica em rela??o ao tratamento alimentar. Na fase de claro, as maiores atividades proteol?ticas convergiam para a 10? hora ap?s o in?cio da fase de claro, enquanto as menores atividades convergiram para a 6? hora ap?s o in?cio dessa fase. Na fase de escuro, as maiores atividades dessas enzimas convergiram para a 12? hora ap?s o in?cio da fase, enquanto as menores atividades convergiram para a 3? hora ap?s o in?cio da fase. No terceiro experimento, buscamos avaliar as respostas comportamentais dos camar?es a tratamentos alimentares baseados na maior ou menor atividade de enzimas proteol?ticas, considerando os resultados do segundo experimento. As categorias comportamentais observadas foram ?s mesmas do primeiro experimento, com observa??es de 30 minutos (15min antes e 15min depois da oferta alimentar). Encontramos uma varia??o na resposta comportamental em fun??o dos tratamentos, com maior ingest?o de alimento nos camar?es alimentados no hor?rio de maior atividade de enzimas proteol?ticas, da fase de claro. Assim, percebemos que eventos peri?dicos associados ? fisiologia dos camar?es interferem em suas respostas comportamentais, revelando situa??es mais prop?cias ? oferta de alimento, capazes de otimizar o manejo alimentar

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A toxicidade ao meio ambiente, a baixa biodegrabilidade e a crescente resistÃncia de insetos praga da agricultura e de insetos vetores de doenÃas aos inseticidas tradicionalmente utilizados tem estimulado o desenvolvimento de alternativas com maior biodegradabilidade e especificidade, especialmente de origem vegetal. Nesse sentido, o presente estudo consistiu na purificaÃÃo, caracterizaÃÃo e avaliaÃÃo do efeito biolÃgico in vitro de um novo inibidor de tripsina obtido das sementes de Sapindus saponaria sobre as enzimas digestivas de insetos. AtravÃs de precipitaÃÃo com Ãcido tricloroacÃtico (TCA), cromatografia de afinidade à tripsina e cromatografia de fase reversa em sistema UFLC, foi purificado um novo inibidor de tripsina (SSTI2) pertencente ao grupo de inibidores do tipo Batata I, uma categoria de inibidores de peptidases serÃnicas com reconhecido efeito tÃxico sobre insetos. O inibidor nativo e fragmentos desse gerados por tratamento enzimÃtico com tripsina e pepsina foram analisados e sequenciados por espectrometria de massa do tipo MALDI-TOF e ESI-TOF, determinando assim a sua massa molecular acurada (MM = 7571, 976 Da) e elucidando a sua estrutura primÃria (64/69 aminoÃcidos). O inibidor apresentou uma IC50 de 8,3 x 10-2 μmol.L-1 contra a tripsina bovina, mas apresentou baixa atividade inibitÃria sobre as enzimas quimotripsina (13,24  0,28%) e papaÃna (5,28  0,42%), e nÃo foi capaz de inibir a proteÃlise promovida pela bromelaÃna. O SSTI2 inibiu moderadamente a atividade catalÃtica das enzimas digestivas totais dos insetos, com percentual de inibiÃÃo variando entre 4,74  0,45% a 56,06  1,41%. No entanto, o inibidor foi eficaz em atuar sobre as enzimas digestivas do tipo tripsina presentes nos intestinos dos insetos Aedes aegypti (92,44  0,99%), Anthonomus grandis (77,93  0,12%), Anticarsia gemmatalis (32,21  0,57%) e Spodoptera frugiperda (71,44  1,23%). Esse expressivo efeito inibitÃrio do SSTI2 sobre a atividade catalÃtica das peptidases do tipo tripsina provenientes do intestino mÃdio dos insetos sugere um possÃvel efeito supressor no desenvolvimento e sobrevivÃncia de insetos alimentados com dietas contendo o inibidor. Assim, futuros estudos in vivo e avaliaÃÃes de outras propriedades bioquÃmicas do inibidor serÃo importantes para determinar a potencial aplicaÃÃo biotecnolÃgica do SSTI2, especialmente para o combate de A. aegypti, A. grandis e A. gemmatalis. AlÃm disso, a sequÃncia do SSTI2 elucidada nesse estudo possibilita a sÃntese, clonagem do gene codificante e expressÃo heterÃloga dessa potencial ferramenta biotecnolÃgica. / Environmental toxicity, low biodegradability and increased resistance in agricultural pest insects and in insect vectors of diseases to insecticides traditionally used for their control have encouraged the development of chemical alternatives with greater specificity and biodegradability especially from plants. In this way, the present study aimed the purification, characterization and evaluation of activity towards pest insect digestive enzymes of a new trypsin inhibitor obtained from Sapindus saponaria seeds. This new trypsin inhibitor obtained from S. saponaria seeds (SSTI2) belongs to Potato I inhibitor family and was purified by protein precipitation with trichloroacetic acid, affinity chromatography and reverse phase chromatography using UFLC system. The native inhibitor and its fragments generated by enzymatic treatment with trypsin and pepsin were analyzed and sequenced by MALDI-TOF and ESI-TOF mass spectrometry, determining its accurate molecular mass (MM = 7571, 976 Da) and primary structure (64 of 69 amino acids). The SSTI2 showed an IC50 of 8.3 x 10-2 μmol.L-1 against bovine trypsin, and a much lower inhibitory activity on the enzymes chymotrypsin (13.24  0.28%) and papain (5.28  0 , 42%), but was unable to inhibit proteolysis promoted by bromelain. In spite to show moderate inhibition of total digestive enzymes (4.74  0.45% to 56.06  1.41%), the inhibitor was very effective upon trypsin-like enzymes present in Aedes aegypti (92.44  0.99%), Anthonomus grandis (77.93  0.12%), Anticarsia gemmatalis ( 32.21  0.57%) and Spodoptera frugiperda (71.44  1.23%) guts. This strong inhibitory effect of SSTI2 on the catalytic activity of trypsin-like peptidases of insectâs midguts suggests a possible suppressive effect on development and survival of insects fed with diets containing the inhibitor. Thus, future in vivo assays and evaluation of other biochemical properties will be important to establish the potential biotechnological application of SSTI2, especially for the combat of Ae. aegypti, A. grandis and An. gemmatalis. Furthermore, the sequence of SSTI2 elucidated in this study allows the chemical synthesis, cloning of coding gene sequence and heterologous expression of this potential new biotechnological tool.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Castor bean (Ricinus communis L.) is an important crop for the Northeast of Brazil, which recently has been used to produce biodiesel. Around 90% of the castor bean production in Brazil is concentrated at Northeast region and the state of Cearà is the second largest producer. During the oil extraction process from the castor bean seeds, a resulting residue, called castor cake, is underutilized. However, this byproduct is rich in protein and micronutrients such as nitrogen, phosphorus and potassium, an attribute that qualifies it as a stuff that could be used as organic fertilizer or as animal feed, for example, bringing added value to it. Unfortunately, its use as food has not been possible because of the presence of toxic elements and allergens (ricin, ricinine, complex allergens) in its composition, unless it were previously submitted to a detoxification process. To date, the existing technologies to this end are not economically viable on an industrial scale. Therefore, studies to add value to this abundant byproduct generated in the castor bean biodiesel productive chain is of paramount importance. Thus, in this context, this study was performed to identify, isolate, purify and characterize new bioactive molecules of de-oiled castor cake with biotechnological potential. Through extraction of soluble proteins with 50 mM Tris-HCl pH 7.5, fractionation with ammonium sulfate (50-75%), following by hydrophobic interaction chromatography in Phenyl-Sepharose column and ion exchange chromatography (DEAE-Sepharose), a protein, named Rc-2S-Alb, able to inhibit trypsin was purified. Rc-2S-Alb has a molecular mass of approximately 75.8 kDa, as determined by SDS-PAGE, and under reducing conditions showed a large and a small protein band of 15.8 kDa and 10.5 kDa, respectively. Its NH2-terminal sequence showed similarity with the following proteins: putative 2S albumin precursor (89%), chain A of RicC3 (89%), and chain A of mabilin-1 (89%), all from R. communis seeds; and with the short chain of a "napin-like" protein from Brassica napus (89%). In addition, these similar proteins have two highly conserved domains: QEVQRKDLS and YLRQS. Comparison of the partial primary structure of Rc-2S-Alb generated by the ESI-Q-TOF MS/MS analysis of 17 tryptic peptides, showed 43% similarity to Mabinlin-1 (pI/Mr 6.7 and 29.3 kDa) from R. communis. There were also high similarities among the three-dimensional structures of Rc-2S-Alb, RicC3 and Mabinlin-1. Rc-2S-Alb did not inhibit the spore germination of the phytopathogenic fungi Fusarium oxysporum and Rizoctonia solani, but promoted aggregation of their respective spores. Moreover, Rc-2S-Alb did not inhibit the mycelial growth of Fusarium oxysporum, Fusarium solani, Rizoctonia solani and Collethotricum gloeosporioides. Contrary, Rc-2S-Alb was effective in inhibiting the growth of the human pathogenic bacteria Pseudomonas aeruginosae, Klebsiella pneumoniae and Bacillus subtilis, at low concentrations. In conclusion, it was established a protocol to purify a new 2S albumin from castor bean cake, which inhibits trypsin and has important antibacterial activity. Thus, the Rc-2S-Alb should be further studied in order to verify its effectiveness as new alternative therapeutic agent against resistant bacteria to commercial antibiotics, which will contribute to improve the human health. / A mamoneira (Ricinus communis L.) à uma cultura importante para a regiÃo Nordeste do Brasil, onde, recentemente, tem sido utilizada para produÃÃo de biodiesel. O Nordeste detÃm 90% da produÃÃo brasileira de mamona, sendo o CearÃ, o segundo maior produtor. No processo de extraÃÃo de Ãleo das sementes de mamoneira para produÃÃo de biodiesel, o resÃduo resultante, denominado de torta da mamona, representa um subproduto pouco utilizado. Apesar disso, essa torta à rica em proteÃnas e micronutrientes, como nitrogÃnio, fÃsforo e potÃssio, atributo que a qualifica como um insumo que poderia ser utilizado como adubo orgÃnico, ou mesmo como raÃÃo animal, o que lhe agregaria valor comercial. Todavia, seu uso como alimento nÃo tem sido possÃvel por causa da presenÃa de elementos tÃxicos e alergÃnicos (Ricina, Ricinina, Complexos AlergÃnicos) na sua composiÃÃo, a nÃo ser que passasse por processamento para sua destoxificaÃÃo. Infelizmente, tecnologia economicamente viÃvel para esse fim, em escala industrial, ainda à inexistente. Portanto, hà necessidade de pesquisas que venham a agregar valor a esse subproduto abundante da cadeia produtiva do biodiesel. Assim, nesse contexto, o presente trabalho està inserido num projeto cujo objetivo maior à identificar, isolar, purificar e caracterizar novas molÃculas bioativas da torta delipidada de sementes de mamoeira com potencial biotecnolÃgico. AtravÃs de extraÃÃo de proteÃnas solÃveis com tampÃo Tris-HCl, 50 mM, pH 7,5, e fracionamento do extrato obtido com sulfato de amÃnio (50-75%), cromatografia de interaÃÃo hidrofÃbica em coluna Phenyl-Sepharose e cromatografia de troca iÃnica (DEAE-Sepharose) foi possÃvel purificar uma albumina 2S, denominada Rc-2S-Alb, capaz de inibir tripsina. A Rc-2S-Alb apresentou massa molecular de, aproximadamente, 75,8 kDa, determinada por SDS-PAGE, mas, em condiÃÃes redutoras, apareceu como uma banda maior de 15,8 kDa e outra menor com 10,5 kDa. Sua sequÃncia NH2-terminal revelou haver similaridade (89%) com o precursor putativo da albumina 2S de R. communis jà descrita, com a cadeia A da estrutura da RicC3 (89%), com a cadeia A da mabilin-1, ambas, tambÃm, de R. communis (89%), com a cadeia pequena de uma proteina ânapin-likeâde Brassica napus (89%). Em todas essas proteÃnas similares, dois domÃnios, QEVQRKDLS e YLRQS, sÃo altamente conservados. ComparaÃÃo da estrutura primÃria gerada por ESI-Q-TOF MS/MS, a apartir de 17 peptÃdeos trÃpticos da Rc-2S-Alb, mostrou similaridade de 43% com a Mabinlin-1 (pI/Mr de 6,7 e 29.3 kDa) de R. communis. Em relaÃÃo à estrutura tridimensional da Rc-2S-Alb, ela apresentou similaridade com a de Ric C3 e Mabinlin-1. A Rc-2S-Alb foi incapaz de inibir a germinaÃÃo de esporos dos fungos fitopatogÃnicos Fusarium oxysporum e Rizoctonia solani, mas foi capaz de promover a aglomeraÃÃo dos mesmos. A Rc-2S-Alb tambÃm nÃo foi capaz de inibir o crescimento micelial dos fungos Fusarium oxysporum, Fusarium solani, Rizoctonia solani e Collethotricum gloeosporioides. Por outro lado, a Rc-2S-Alb foi eficiente em inibir o crescimento de Pseudomonas aeruginosae, Klebsiella pneumoniae e Bacillus subtilis, todas as bactÃrias patogÃnicas a seres humanos, quando em baixas concentraÃÃes. Como conclusÃo, foi possÃvel a purificaÃÃo de uma nova albumina 2S da torta da mamona, capaz de inibir tripsina e com atividade antibacteriana importante. Assim, a Rc-2S-Alb deve ser explorada no sentido de verificar sua eficÃcia como um novo agente terapÃutico alternativo no combate a bactÃrias resistentes aos produtos disponÃveis, hoje, no mercado, o que, se confirmado, poderà contribuir para a melhoria da saÃde humana.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A cultura da mamoneira (Ricinus communis L.) à de grande importÃncia socioeconÃmica devido Ãs suas sementes, que sÃo utilizadas, principalmente, na produÃÃo do Ãleo que pode ser empregado para diversos fins industriais. A extraÃÃo do Ãleo gera um subproduto de alto valor nutricional, conhecido como torta da mamona. PorÃm, a presenÃa de compostos tÃxicos e alergÃnicos dificulta utilizaÃÃo desse resÃduo como fonte de alimentaÃÃo animal. Outra forma de agregar valor à torta da mamona seria buscar molÃculas bioativas que pudessem ter aplicaÃÃes na agricultura e saÃde humana. O presente trabalho teve como objetivos purificar e caracterizar um inibidor de tripsina da torta da mamona, bem como, testar a atividade deste in vitro contra fungos fitopatogÃnicos de importÃncia agrÃcola e proteases do intestino mÃdio de Aedes aegypti. O inibidor de tripsina da torta da mamona, nomeado RcTI, foi purificado atravÃs de tratamento tÃrmico, coluna de afinidade em matriz de anidrotripsina-Sepharose 4B e cromatografia de troca iÃnica em ResourceTM Q. Essa proteÃna apresentou massa molecular aparente de 14,0 kDa na ausÃncia ou presenÃa de agente redutor, pI 5,2 e nÃo à uma glicoproteÃna. A sequÃncia NH2-terminal do RcTI purificado mostrou similaridade de 83% com uma proteÃna de armazenamento rica em enxofre (albumina 2S) de R. communis e de 48% com uma napin-like (albumina 2S) de R. communis. O RcTI mostrou-se estÃvel apÃs tratamento tÃrmico a 98 ÂC durante duas horas. Da mesma forma, permaneceu com atividade inibitÃria estÃvel na faixa de pHs Ãcidos. No entanto, houve uma perda de, aproximadamente, 20% na capacidade inibitÃria em pHs alcalinos (pH 8-11). O RcTI (13 Âg) nÃo foi capaz de inibir a germinaÃÃo de esporos dos fungos Fusarium oxysporum, Fusarium solani e Rhizoctonia solani. No entanto, foi capaz de inibir a germinaÃÃo de esporos de Colletotrichum gloeosporioides. O RcTI nÃo foi efetivo na inibiÃÃo de crescimento vegetativo dos fungos mencionados acima. Esse inibidor foi efetivo contra as proteases intestinais de Aedes aegypti com 91% de inibiÃÃo. A partir dos resultados obtidos neste trabalho, conclui-se que o RcTI tem potencial biotecnolÃgico, podendo ser utilizado como uma alternativa para o combate do importante fungo fitopatogÃnico C. gloeosporioides e larvas de A. aegypti. / The castor bean (Ricinus communis L.) culture is of great socioeconomic importance because of its seeds, which are used mainly for production of oil that can be used for various industrial purposes. The oil extraction generates a by-product of high nutritional value known as the castor cake. However, the presence of toxic and allergenic compounds hinders the use of this residue to feeding source. Another way to add value to the castor cake would be to seek bioactive molecules that could have applications in agriculture and human health. This study aimed to purify and characterize a trypsin inhibitor of castor cake and, to test this in vitro activity against phytopathogenic fungi of agricultural importance and proteases from the midgut of Aedes aegypti. The trypsin inhibitor of castor cake, named RcTI, was purified by heat treatment, affinity column in anhydrotrypsin-Sepharose 4B and ion-exchange chromatography ResourceTM Q. RcTI has a apparent molecular mass of 14 kDa in the absence or presence of a reducing agent, pI 5.2 and isnât a glycoprotein. The NH2-terminal sequence of purified RcTI showed 83% similarity with sulfur-rich storage protein (2S albumin) R. communis and 48% with napin-like (2S albumin) R. communis. The RcTI was stable after heat treatment at 98 ÂC for two hours. The inhibition on trypsin was stable in the acid pH range. However, there was a loss of approximately 20% inhibitory effect on alkaline pH (pH 8-11). The RcTI (13 Âg) was unable to inhibit the germination of spores of the fungus Fusarium oxysporum, Rhizoctonia solani and Fusarium solani. However, it was able to inhibit the germination of spores of Colletotrichum gloeosporioides. RcTI 100 Âg was not effective in the inhibition of vegetative growth of the fungi mentioned above. This inhibitor was effective against proteases from the midgut of Aedes aegypti with 91% inhibition. The results of the present study indicate that RcTI has biotechnological potential, can be used as an alternative to combat the important plant pathogenic fungus C. gloeosporioides and larvae of A. aegypti.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Inibidores de proteases vegetais sÃo proteÃnas de baixa massa molecular, geralmente presentes em altas concentraÃÃes nos tecidos de armazenamento, particularmente em sementes de plantas pertencentes à famÃlia Fabaceae. Neste estudo, um inibidor de proteases pertencente à famÃlia Bowman-Birk (LzaBBI) foi purificado a partir do extrato salino de sementes de Luetzelburgia auriculata. ApÃs fervura desse extrato salino, o inibidor foi purificado por cromatografia de afinidade em matriz de anidrotripsina-Sepharose 4B, seguido de cromatografia em matriz de troca iÃnica (DEAE Sepharose) e cromatografia em fase reversa. Em condiÃÃes redutoras, ou nÃo, o LzaBBI apresentou massa molecular aparente de 17,3 kDa, e uma Ãnica cadeia polipeptÃdica. Sua sequÃncia NH2-terminal possui alta similaridade com inibidores do tipo Bowman-Birk de leguminosas. O LzaBBI permaneceu estÃvel apÃs fervura a 98 ÂC por 120 min, bem como apÃs incubado na faixa de pHs entre 2 a 11. AlÃm de possuir relevante estabilidade estrutural, de importÃncia para futuras aplicaÃÃes biotecnolÃgicas, apresentou efeito negativo no crescimento da bactÃria Staphylococcus aureus, quando em baixas concentraÃÃes. / Plant protease inhibitors are proteins of low molecular weight, usually present in high concentrations in storage tissues, particularly in seeds of species belong to the Fabaceae family. In this study, a Bowman-Birk protease inhibitor (LzaBBI) was purified from the saline extract of the Luetzelburgia auriculata seeds After boiling of this saline extract, the inhibitor was purified by affinity chromatography on Sepharose 4B-anhydrotrypsin, followed by ion exchange chromatography on DEAE Sepharose and reverse phase chromatography. Under reducing conditions or not, LzaBBI showed an apparent molecular mass of 17.3 kDa and a single polypeptide chain. The NH2-terminal sequencing of the LzaBBI showed high similarity with other Bowman-Birk inhibitors of legumes. LzaBBI remained stable after boiling at 98 ÂC for 120 min and also remained stable with trypsin inhibitory activity after incubation in pH buffers with pHs varying from 2 to 11. In addition to its relevant structural stability, of importance in future biotechnological applications, LzaBBI showed negative impact on the Staphylococcus aureus development when at low doses.

A pancreatite crônica é uma desordem complexa, na qual a interação entre fatores ambientais e genéticos resulta na enfermidade. O presente estudo incluiu 148 pacientes com diagnóstico de pancreatite crônica, 110 etilistas crônicos e 297 controles sadios com o objetivo de investigar a frequência de tabagismo e das mutações N34S e P55S do gene SPINK1 e R254W do gene CTRC nesta população. Foi aplicado questionário presencial e realizada reação de sequenciamento para a pesquisa das mutações genéticas, após assinatura do Termo de Consentimento Livre e Esclarecido. Os portadores de pancreatite crônica possuíam etiologia alcoólica em 74% das vezes e idiopática em 26%. A pancreatite alcoólica apresentou-se de maneira distinta da pancreatite crônica idiopática, sendo que o primeiro grupo é composto por maior prevalência do gênero masculino (88,18% versus 34,21%), por maior média de idade (55,64 anos versus 45,20 anos), menor frequência de caucasianos (63,89% versus 84,21%), menor escolaridade (23,30% concluíram ensino médio ou superior versus 57,89%) e maior frequência de repercussões da doença, como diarréia (54,21% versus 24,24%), emagrecimento (56,07% versus 24,24%), diabete melito (57,94% versus 36,36%) e ocorrência de pseudocistos pancreáticos (31,78% versus 12,12%), repercussões estas que não foram acompanhadas de maior frequência de alterações morfológicas, como calcificações pancreáticas ou dilatação do ducto pancreático principal. A frequência de tabagismo foi significativamente maior em pacientes com pancreatite crônica alcoólica do que em etilistas sem pancreatite crônica, podendo ser considerado cofator de risco para o desenvolvimento da pancreatite crônica entre alcoolistas (p = 0,002); a frequência da mutação N34S do gene SPINK1 em pacientes com pancreatite crônica foi de 3,38%, maior do que a frequência de 0,49% encontrada nos grupos controle (p = 0,016); a frequência de 2,03% da mutação P55S do gene SPINK1 e a frequência de 0,67% da mutação R254W do gene CTRC, encontradas nos pacientes com pancreatite crônica, não diferiram estatisticamente quando comparadas às frequências, de 0,49% de ambas mutações, encontradas nos grupos controle. (p = 0,120 e 0,751). Pela investigação da associação de tabagismo e da mutação N34S do gene SPINK1 com as características clínicas e morfológicas da pancreatite crônica, verificou-se que a mutação N34S não se associou a maior gravidade da apresentação clínica ou morfológica da pancreatite crônica; no entanto o tabagismo associou-se a maior frequência de diabete melito entre os portadores de pancreatite crônica. Concluiuse que o tabagismo e a mutação N34S do gene SPINK1 podem ser considerados cofatores de risco para o desenvolvimento da pancreatite crônica / Chronic pancreatitis is a complex disorder in which the interaction between environmental and genetic factors results in the disease. This study included 148 patients with chronic pancreatitis, 110 chronic alcoholics and 297 healthy controls in order to investigate the frequency of smoking and N34S and P55S mutation of SPINK1 gene and R254W of CTRC gene in this population. A questionnaire was applied and gene sequencing was done, after having the Informed Consent Statement. Those with chronic pancreatitis had alcoholic etiology in 74% of cases and idiopathic in 26%. Alcoholic pancreatitis presented in a distinct way of idiopathic chronic pancreatitis. The first group is composed of a higher prevalence of males (88.18% versus 34.21%), by higher mean age (55.64 years versus 45.20 years), lower frequency of Caucasians (63.89% versus 84.21%), lower education (23.30% completed secondary or higher education versus 57.89%) and worst impact from the disease such as diarrhea (54.21% versus 24.24%), weight loss (56.07% versus 24.24%), diabetes mellitus (57.94% versus 36.36%) and occurrence of pancreatic pseudocysts (31.78% versus 12 , 12%). These effects were not accompanied by increased frequency of morphological changes, such as pancreatic calcifications or dilation of the main pancreatic duct. The frequency of smoking was significantly higher in patients with alcoholic pancreatitis than in alcoholics without chronic pancreatitis, therefore tabagism may be considered as a cofactor for the development of chronic pancreatitis among alcoholics (p = 0.002); the frequency of N34S mutation of SPINK1 gene in patients with chronic pancreatitis was 3.38%, higher than the rate of 0.49% found in the control groups (p = 0.016); the frequency of 2.03% of the P55S mutation of SPINK1 gene and the frequency of 0.67% of the CTRC gene R254W mutation found in patients with chronic pancreatitis were not statistically different when compared to the frequencies of 0.49% of both mutations, found in the control groups. (p = 0.120 and 0.751) For the investigation of the association of smoking and N34S mutation of SPINK1 gene with the clinical and morphological features of chronic pancreatitis, it was noticed that the N34S mutation did not determine a greatest severity in the presentation of chronic pancreatitis, however smoking was associated with a higher frequency of diabetes mellitus in patients with chronic pancreatitis. It was concluded that smoking and the N34S mutation of SPINK1 gene are positively correlated with chronic pancreatitis

Orientador: Maria Lígia Rodrigues Macedo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-25T23:07:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_DesireeSoaresda_D.pdf: 3168437 bytes, checksum: b863b3429e08cd7ff7926b540a4d69b5 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Inibidores de peptidases (IPs) são proteínas vegetais envolvidas nos mecanismos de defesa contra herbívoros e patógenos. São considerados agentes antimetabólicos, uma vez que sua presença na dieta de insetos compromete seu desenvolvimento normal. Este efeito se dá através da formação de complexos entre os IPs e as enzimas digestivas, comprometendo assim o processo digestivo dos insetos. Neste trabalho, investigamos efeitos do inibidor de tripsina de sementes de Adenanthera pavonina (ApTI) sobre o desenvolvimento de dois insetos-praga, a broca-da-cana (Diatraea saccharalis) e a lagarta-do-cartucho (Spodoptera frugiperda). Bioensaios, estudos bioquímicos e de proteômica, foram realizados a fim de determinar o efeito de ApTI sobre o desenvolvimento destes insetos. A exposição aguda de larvas de D. saccharalis ao ApTI diminuiu a atividade das tripsinas e quimotripsinas em 87% e 63%, respectivamente. ApTI afetou o desenvolvimento deste inseto como observado através da diminuição na viabilidade larval (55%) e pupal (20,6%). Larvas oriundas da geração F1 apresentaram efeitos similares aos observados na geração F0, como redução no peso (23%) e na taxa de sobrevivência (33%). Análises bioquímicas revelaram que o inibidor foi refratário à digestão pelas peptidases de D. saccharalis e que o perfil de enzimas digestivas permaneceu sensível à inibição por quantidades crescentes de ApTI. Entretanto, não foi possível realizar a identificação das proteínas do intestino desta lagarta por espectrometria de massas. Larvas de S. frugiperda foram criadas em dieta contendo 0,5% de ApTI. Ao final dos experimentos, uma redução no peso médio larval de 30% foi observada. Porém, diferentemente dos resultados obtidos para D. saccharalis, as enzimas das larvas alimentadas com ApTI mostraram-se resistentes à inibição, sugerindo que esta espécie adapta-se à dieta contendo inibidor. O sequenciamento das proteínas presentes nos fluidos intestinais de S. frugiperda permitiu a identificação de 41 proteínas. Dentre elas foi possível identificar serinopeptidases do tipo tripsina e quimotripsina, proteínas estruturais, enzimas quinases e fosfatases. Nossos resultados demonstram que são necessários novos estudos para obtenção de mais informações acerca das proteínas presentes no fluido intestinal de S. frugiperda, para correlacionarmos sua expressão diferencial em larvas submetidas a diferentes tratamentos, conhecendo desta maneira um novo indício sobre os mecanismos adaptativos desta espécie contra os IPs / Abstract: Peptidase inhibitors (PIs) are plant proteins involved in defense mechanisms against herbivores and pathogens. They are considered antinutritional compounds, since their presence in insect diet hinder the normal larval development. This effect is due the complexation between PIs and peptidases, affecting the insect digestive process. In this work, we investigated the effects of trypsin inhibitor from Adenanthera pavonina seeds (ApTI) on the development of two pest insects: the sugarcane borer (Diatraea saccharalis) and the fall armyworm (Spodoptera frugiperda). Biochemical and proteomic studies were carried out in order to determine the ApTI effects on the development of these insects. The acute exposure of sugarcane borer to ApTI reduced the trypsin and chymotrypsin activities in 87% and 63%, respectively. The effect of ApTI on development of sugarcane borer was noticed by reduced larval (23%) and pupal viability (33%). Biochemical analysis revealed that the inhibitor was refractory to digestion by D. saccharalis peptidases and the enzymes maintained sensibility to inhibition by increasing amounts of ApTI. However, it was not possible to identify proteins from sugarcane borer gut through mass spectrometry approach. S. frugiperda larvae were reared in artificial diet containing 0.5% ApTI and a reduction in average larval weight of 30% was noticed. But, differently of D. saccharalis, S. frugiperda midgut enzymes became resistant to inhibition by ApTI, showing that this species adapted to ApTI-diet. From the sequencing of S. frugiperda gut fluid proteins we identified 41 proteins. Among them, we identified trypsin and chymotrypsin enzymes, structural proteins and quinases and phosphatases enzymes. Our results demonstrated that further researches are necessary in order to obtain more information about proteins from S. frugiperda gut fluid. The correlation between differential expressed proteins in larvae submitted to different treatments is crucial to reach new indicatives about the adaptive mechanisms this species evolve against PIs / Doutorado / Bioquimica / Doutora em Biologia Funcional e Molecular