02 - Mestrado - Biotecnologia

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Avaliação da atividade anti-inflamatória e antioxidante de di-ramnolipídeos produzidos por Pseudomonas aeruginosa.
(2022-03-30) Sawoniuk, Isadora Caroline; Camilios Neto, Doumit; Casagrande, Rúbia; Melo, Marcelo Rodrigues de; Camilios, Josiane A. Vignoli
A pele é o maior órgão do corpo humano e sua principal função é agir como barreira química e física contra danos externos. A radiação UVB chama bastante atenção por estar atingindo constantemente a superfície da Terra e causando diversos danos na pele, como envelhecimento e o desenvolvimento de câncer. Assim a suplementação da pele com produtos naturais parece ser uma alternativa interessante para mitigar os efeitos nocivos da exposição aos raios UVB. Neste trabalho foi realizada a produção de ramnolipídeos por fermentação submersa, seguida de extração, para obtenção de extrato bruto concentrado, e processo de purificação com obtenção de Di- ramnolipídeos (Di-RL) de alto grau de pureza (99,9 %). A inflamação e o estresse oxidativo foram induzidos por radiação UVB com uma dose de 4,14 J/cm2 e o tratamento com Di-RL, in vivo, indicou uma considerável redução na inflamação cutânea evidenciada através: da diminuição do edema de pele; da diminuição de recrutamento de neutrófilos, da redução do espessamento da epiderme; da redução da contagem de mastócitos; e da redução da degradação de fibras de colágenos e da atividade/secreção da metaloproteínase – induzidos por irradiação UVB. Enquanto a proteção da pele contra o estresse oxidativo foi confirmado pelos níveis da glutationa reduzida (GSH), atividade da enzima catalase, que se manteve a níveis basais, além de reduzir a produção de hidroperóxidos lipídicos e de ânions superóxidos. Deste modo, os resultados obtidos no presente trabalho sugerem que os Di-RL apresentam atividade anti-inflamatória e antioxidante e consequente grande potencial para proteção da pele contra a irradiação UVB.
Produção de proteases por Aspergillus welwitschiae.
(2023-03-31) Paes, Amanda Bordignon; Sartori, Daniele; Pan, Nicole Caldas; Melo, Marcelo Rodrigues de
As proteases apresentam grande interesse comercial, com aplicações na indústria farmacêutica, de cosméticos, têxtil, alimentícia, como aditivos para detergentes, entre outros. Os fungos do gênero Aspergillus tem grande potencial biotecnológico por serem bons produtores de enzimas em substratos de custo reduzido, como os resíduos agroindustriais. O resíduo de malte é muito abundante e possui quantidade considerável de proteínas, adequado como fonte nutricional para a produção de proteases por microrganismos. A produção de proteases pode ser obtida a partir de linhagens selecionadas de microrganismos associadas aos parâmetros abióticos padronizados. Nesse contexto, o objetivo desse trabalho foi avaliar parâmetros abióticos para a produção de proteases por Aspergillus welwitschiae UELAs 15.262 a partir do resíduo de malte. Foi avaliado a produção de proteases sob os parâmetros de temperatura, com variação de 28 °C até 42 °C e pH variando de 4,2 até 9,8. As maiores quantidade de proteases produzidas foram 95,95 ± 1,08 U/mL (35 °C, pH 9,8), 94,72 ± 3,27 U/mL (35 °C, pH 7,0), 91,65 ± 4,10 U/mL (30 °C, pH 9,0), 91,05 ± 5,71 U/mL (35 ºC, pH 4,2) e 87,72 ± 1,57 U/mL (30°C, pH 5,0). Dentre as condições que mais produziram proteases, quatro foram selecionadas para avaliar o tempo de produção enzimática. A 35 °C, pH 4,2, a maior quantidade de proteases foi obtida no terceiro dia de fermentação, enquanto nas demais condições a maior quantidade de proteases foi obtida no quarto dia de fermentação. O Extrato Bruto Enzimático (EBE) obtido no terceiro dia de fermentação nas condições 35 °C, pH 4,2 e 9,8, foram submetidos a avaliação de atividade de proteases em meio contendo leite em pó como substrato, a 25 °C e 37 °C. Em ambas as temperaturas as proteases permaneceram ativas por até 24 horas, contudo, a melhor atividade de proteases foi obtida a 37 °C. Esses resultados indicaram que A. welwitschiae UELAs 15.262 produziu proteases em resíduo de malte e que a temperatura tem influência na produção dessas enzimas. A avaliação de parâmetros abióticos associados à linhagem UELAs 15.262 é de grande importância para maior produção de proteases usando resíduos de baixo custo.
Hidrólise ácida da lactose extraída do resíduo da manteiga ghee
(2023-03-08) Barreto, Maria Beatriz Góes; Oliveira, Suzana Mali de; Gasparin, Fabiana Guillen Moreira; Melo, Marcelo Rodrigues de; Mantovan, Janaina
Nos últimos anos, tem-se vivenciado uma elevada demanda por produtos lácteos sem lactose, devido ao aumento de consumidores com intolerância à lactose. Junto ao crescente consumo de produtos sem esse dissacarídeo, também há o aumento da quantidade de resíduos industriais derivados dos laticínios, que apresentam potencial de reaproveitamento, com redução do descarte inapropriado. Um resíduo pouco explorado é o resultante da produção da manteiga ghee, que é gerado após a coagulação da parte sólida não gordurosa do leite, permanecendo os demais componentes do leite em seu resíduo, como a lactose. Os usos tradicionais da lactose são insuficientes para atender a quantidade de resíduos gerados mundialmente, se fazendo necessário o estudo de novos meios de reaproveitamento da mesma. Deste modo, esse trabalho teve como objetivo desenvolver processo de hidrólise ácida da lactose proveniente do resíduo da manteiga ghee empregando-se a combinação de um método físico (tratamento hidrotérmico em autoclave) e químico (hidrólise ácida) em etapa única. O resíduo da manteiga ghee foi caracterizado quanto à sua composição centesimal, e fracionado para a obtenção de uma fração rica em lactose (FRL), que foi submetida ao processo de hidrólise ácida em comparação com uma amostra de lactose comercial pura. A hidrólise ácida foi realizada em autoclave, com pressão de 1,0 e 1,5 atm, e temperaturas de 121 e 127 °C, respectivamente, na presença de solução de ácido sulfúrico (1%) ou ácido cítrico (5 e 10%), por um período de 30 min. As amostras que resultaram na maior eficiência de hidrólise foram submetidas à pressão de 1,5 atm a 127 °C, combinadas ao ácido sulfúrico 1% e ácido cítrico 10%, resultando em eficiências de hidrólise para a FRL de 22,64 e 20,92%, e para a lactose comercial com valores de 92,83 e 69,88%, respectivamente. O processo de hidrólise ácida realizado em etapa única pela combinação do processo hidrotérmico na presença de ácidos se mostrou promissor como uma alternativa para o reaproveitamento de resíduos lácteos ricos em lactose
Avaliação da influência de soluções extratoras e de parâmetros na extração de óleos essenciais de plantas aromáticas
(2022-04-08) Batista, Michel Pedro; Camilios Neto, Doumit; Arakawa, Nilton Syogo; Sartori, Daniele
Os óleos essenciais (OEs) são compostos naturais normalmente obtidos por métodos de destilação dos extratos brutos de plantas. Apresentam um odor agradável, marcante e uma ampla variedade de atividades biológicas. Possuem alto valor comercial por serem utilizados nas indústrias químicas, farmacêuticas e na aromaterapia. Por isso, o desenvolvimento de processos ou produtos que intensifiquem sua extração ou rendimento é de extrema importância. Portanto, o objetivo desta pesquisa foi estudar parâmetros de extração, entre eles massa de material vegetal e tempo de extração, e a aplicação de soluções extratoras obtidas a partir de tensoativos naturais, com a intenção de determinar as condições para os melhores rendimentos dos OEs. O extrator de bancada e o processo de extração se mostrou eficiente para as espécies de ervas aromáticas avaliadas – Cymbopogon flexuosus, Cymbopogon winterianus e Melaleuca alternifolia –, obtendo-se rendimentos satisfatórios com a utilização do adaptador. O armazenamento do material vegetal não influenciou o rendimento dos OEs e o tempo de extração demonstrou ser um fator com grande relevância na extração, influenciando no custo-benefício do método nas três plantas testadas. A aplicação da solução de ramnolipídeos (RL) apresentou uma resposta positiva no rendimento do Cymbopogon winterianus, que subiu de 0,62% para 0,89% (m/m). Já com aplicação da solução de decilglicosídeos (DC), os rendimentos ficaram entre 0,91% com 60 minutos e 1,03% com 30 minutos, demonstrando a influência positiva do tempo. O mesmo pode ser observado para o Cymbopogon flexuosus, sendo que o rendimento obtido foi de 0,32% com 60 minutos e de 0,31% com 30 minutos. Já para a Melaleuca alternifolia, foram obtidos rendimentos que variaram entre 1,51 a 2,12%, entre os tratamentos. O melhor rendimento foi obtido aplicando a solução de RL 0,1% na extração do OE das folhas destacadas e de 1,89%, em 90 minutos, sem aplicação de solução extratora. A solução de cloreto de sódio demonstrou ser promissora, devido ao seu baixo custo e relativa eficiência. Os OEs obtidos apresentaram boa pureza e, em sua composição, os compostos químicos majoritários característicos descritos na literatura
Identificação de fungos produtores de micotoxinas em grãos de milho destinados à produção de ração animal
(2023-03-10) Lima, Mauro César Piotto de; Sartori, Daniele; Rodrigues, Elisete Pains; Melo, Marcelo Rodrigues de
O milho (Zea mays L.) é um dos mais importantes produtos do agronegócio brasileiro e majoritariamente utilizado para a produção de ração animal. A qualidade do milho depende de características intrínsecas e de práticas adequadas de produção, colheita e armazenamento. A infecção por fungos em grãos de milho é um fator poreocupante devido ao potencial de produção de micotoxinas por algumas espécies, levando a perdas econômicas e danos à saúde animal e humana. Neste sentido, o objetivo deste estudo foi avaliar a incidência de fungos em amostras de grãos de milho (n = 10) destinadas à produção de ração animal e identificar as principais espécies de fungos que infectam os grãos de milho. Todas as amostras avaliadas estavam infectadas com fungos, sendo a maior incidência de Aspergillus sp. (92,8%), seguido de Fusarium sp. (2,9%). Inicialmente as Unidades Formadoras de Colônias (UFCs) foram identificadas morfologicamente, com predomínio de Aspergillus section Aspergillus (80,6 %), seguido por A. section Flavi (16,0 %) e A. section Cremei (3,4 %). Um total de 53 isolados representativos de cada seção e origem foi selecionado para análise do perfil genético resultando em cinco grupos. No grupo I foram alocados os isolados identificados morfologicamente como A. section Flavi, nos grupos II e III, os isolados identificados como A. section Aspergillus, no grupo IV, os isolados identificados como A. section Cremei e no grupo V, os isolados identificados como Fusarium sp. Membros representantes de cada grupo foram identificados pela análise das sequencias das regiões parciais dos genes BenA e CaM. Os membros do grupo I (28 isolados) foram identificados como grupo A. flavus / A. oryzae. Os membros dos grupos II e III foram identificados como A. chevalieri (17 isolados) e A. montevidensis (04 isolados), respectivamente. Os isolados alocados no grupo IV, foram identificados como A. dimorphicus (1 isolado) e A. wentii (1 isolado), enquanto os isolados do grupo V, foram identificados como F. verticillioides (2 isolados). Este foi o primeiro relato de maior incidência de Aspergillus seção Aspergillus em grãos de milho, com predominância de A. chevalieri e A. montevidensis. Esses dados concordam com relatos de maior disponibilidade de água metabólica, favorecendo a infecção e o crescimento de espécies menos xerofílicas e potencialmente produtoras de micotoxinas, como as do grupo A. flavus, segundo incidente mais comum em grãos de milho neste estudo, e F. verticillioides.
Prospecção de bactérias promotoras de crescimento visando a redução do estresse oxidativo causado pelo déficit hídrico em plantas de tomate
(2023-04-14) Silva, Lettícia Marques da; Oliveira, André Luiz Martinez de; Batista, Jesiane Stefania da Silva; Galvão, Carolina Weigert
O tomate (Solanum lycopersicum L.) é classificado como uma frutífera, pertencente à família Solanaceae. É uma das olerícolas mais cultivadas no mundo ao lado da batata. Apesar da facilidade de cultivo, a sua produção enfrenta diversas dificuldades, como altas temperaturas, estresse hídrico, solos secos e ácidos. O déficit hídrico é um problema abiótico que tem afetado diversas culturas com maior intensidade. A restrição hídrica sob as plantas causa fechamento dos estômatos, diminuição da taxa fotossintética e, consequentemente, a produção descontrolada de espécies reativas de oxigênio (ROS), causando o estresse oxidativo. Para combater altas concentrações de ROS nas células, as plantas possuem um sistema de defesa, composto por enzimas antioxidantes, como: superóxido dismutase (SOD), peroxidase (POD) e catalase (CAT). Essas enzimas convertem ROS em formas não reativas, diminuindo a sua concentração na planta. Bactérias promotoras de crescimento (PGPB) vêm sendo muito utilizadas nas últimas décadas para diminuir danos causados pelo estresse biótico e abiótico de diferentes culturas. PGPB são microrganismos presentes principalmente na rizosfera de plantas, e atuam positivamente, de forma direta ou indireta, no crescimento vegetal. O objetivo deste trabalho foi identificar bactérias promotoras de crescimento vegetal com potencial para reduzir danos oxidativos decorrentes do estresse hídrico induzido por polietilenoglicol, utilizando plantas de tomate como modelo experimental. Sementes de tomate foram submetidas a germinação em meio ágar-água como controle, e meio ágar- água com adição de polietilenoglicol (PEG) em diferentes concentrações: 0%, 25% e 50% com objetivo de simular o estresse osmótico. Os tratamentos ficaram em câmara de crescimento por 30 dias (25°C/dia 22°C/noite, 16 horas de fotoperíodo e 80% UR). Após esse período, as plântulas foram pesadas para determinar a massa fresca da parte área. As análises para determinação de peróxido de hidrogênio (H2O2), proteínas solúveis totais, atividade de superóxido dismutase e peroxidase foram realizadas em espectrofotômetro. Os dados foram submetidos ao teste não paramétrico de Kruskal - Wallis e as médias foram comparadas pelo teste de Dunn a 5% de probabilidade. Os isolados B5 – Herbaspirillum sp. (114), B6 – Trinickia sp. (24), B7 – Bacillus sp. (4) e B8 – Bacillus sp. (145) demonstraram boa capacidade em induzir a planta a tolerar o déficit hídrico
Caracterização de uma coleção de bactérias associativas e seleção de estirpes com potencial de mitigar o estresse hídrico utilizando o tomate (“solanum lycopersicum”) como modelo experimental
(2023-03-13) Serqueira, Juliana Marques; Oliveira, André Luiz Martinez de; Melo, Marcelo Rodrigues de; Oliveira, Admilton Gonçalves de; Rodrigues, Elisete Pains
Existem estimativas de aumento significativo na temperatura atmosférica para os próximos anos, juntamente com alterações no regime pluvial que resultem na frequência de eventos extremos como seca e enchentes. A ocorrência frequente de eventos extremos de seca causa grande preocupação para o setor agropecuário, uma vez que a menor disponibilidade hídrica no solo resulta em consequências negativas diretas para o crescimento e produtividade das plantas. Pensando nisso, esse trabalho teve como objetivo caracterizar 129 isolados bacterianos selecionados a partir de uma coleção de isolados bacterianos previamente obtida a partir de plantas jovens de espécies arbóreas nativas da Mata Atlântica, na busca por microrganismos capazes de mitigar o efeito negativo do estresse hídrico sobre o desenvolvimento de plantas. Os isolados selecionados para este estudo compunham grupos filogenéticos sem potencial patogênico, e sua caracterização envolveu atributos relacionados com a promoção de crescimento vegetal: produção de compostos indólicos, capacidade de solubilização de fosfato de ferro, biossíntese de sideróforos, formação de biofilme e tolerância ao estresse hídrico. Com base nesta caracterização, e capacidade de mitigar o estresse hídrico a fim de prospectar estirpes candidatas para desenvolver um bioinsumo. Foram identificadas as 10 estirpes mais tolerantes ao estresse osmótico, que foram utilizadas em um ensaio de inoculação em sementes de tomate (Solanum lycopersicum). Estas plantas foram cultivadas em câmara de crescimento por 30 dias sob diferentes concentrações de polietilenoglicol (PEG) para simular o estresse hídrico, sendo avaliadas quanto ao acúmulo de prolina nas raízes e biomassa de raízes. Na ausência de estresse osmótico, cinco dos dez isolados avaliados promoveram incremento na massa fresca de raízes (19,1% a 190,4%) e cinco isolados promoveram incremento no conteúdo de prolina (25,6% a 332,8%) em comparação aos valores obtidos de plantas não inoculadas, com destaque para Bacillus spp. estirpe 112R1CT que promoveu incremento em ambas as variáveis. Na presença de estresse osmótico moderado (250 g PEG L-1), todas as estirpes inoculadas promoveram incremento na biomassa fresca de raízes (53,9% a 348,3%) e redução no conteúdo de prolina (13,8% a 81,4%). Nesta condição, houve destaque para as estirpes Herbaspirillum spp. 114JL e Bacillus spp. 145CT, que promoveram incrementos superiores a 300% na biomassa de raízes e redução de quase 80% no conteúdo de prolina. Sob estresse osmótico elevado (500 g PEG L-1), sete estirpes foram capazes de aumentar a massa fresca de raízes (incrementos de 44,4% a 388,9%), com grande variação nos teores de prolina conforme a estirpe inoculada. As estirpes Herbaspirillum spp. 114JL e Trinickia spp. 24JL, promoveram os maiores aumentos na biomassa de raízes de plantas crescidas sob estresse osmótico elevado (incrementos de 388,9% e 308,3% respectivamente). Em conjunto, os resultados sugerem que as estirpes Herbaspirillum spp. 114JL, Trinickia spp. 24JL e Bacillus spp. 145CT possuem potencial para o desenvolvimento de um novo bioinsumo voltado ao aumento da tolerância de plantas ao estresse hídrico. Além disso, a proteção contra o estresse hídrico promovida pelas estirpes mais promissoras parece não estar relacionada com o aumento nos teores de prolina dos tecidos radiculares
Caracterização e expressão dos genes da família NAC sobre estresse hídrico em Arabidopsis thaliana e Glycine max
(2024-04-08) Souza, Enya Maria Gois de; Henning, Liliane Marcia Mertz; Sartori, Daniele; Moraes, Larissa Alexandra Cardoso
A soja, originária do continente asiático, vem cada vez mais ganhando espaço e importância. Atualmente, o Brasil vem se destacando como o principal produtor global de soja, contudo, a cultura enfrenta desafios substanciais associados a estresses bióticos e abióticos, sendo a seca particularmente proeminente. Para mitigar os efeitos adversos da seca, uma abordagem central é a seleção e desenvolvimento de variedades de soja que apresentem maior tolerância à escassez de água. Essa estratégia requer uma compreensão aprofundada dos mecanismos moleculares subjacentes à resposta das plantas ao estresse hídrico. Estudos recentes identificaram fatores de transcrição NAC, como elementos fundamentais na modulação da tolerância ao estresse hídrico e no desenvolvimento das plantas. Tais fatores exercem influência sobre a expressão gênica e os processos fisiológicos que capacitam as plantas a enfrentarem condições adversas de seca. A elucidação desses mecanismos não apenas amplia o entendimento da soja, mas também abre perspectivas promissoras para o avanço de estratégias biotecnológicas direcionadas à criação de variedades de soja mais robustas e adaptadas às condições de estresse hídrico. Os resultados destacam uma regulação diferencial dos genes NAC, sobressaindo-se o aumento significativo na expressão dos genes ANAC 105/NAC 76.2 e ATAF 1/NAC 2.2 na cultivar BR 16, sensível à seca, além de um incremento aproximado de 16,5% na expressão do gene ANAC 40/NAM na cultivar Embrapa 48, reconhecida pela sua tolerância à escassez hídrica. Tais descobertas conferem importantes subsídios para o delineamento de estratégias de melhoramento genético destinadas a aprimorar a tolerância à seca na soja, potencialmente contribuindo para a garantia da segurança alimentar e a sustentabilidade agrícola
Acetilação de celulose extraída de resíduos da agroindústria
(2022-02-21) Paiva, Mayara Thamela Pessoa; Oliveira, Suzana Mali de; Mantovan, Janaina; Garcia, Patrícia Salomão
O acetato de celulose (AC) é o derivado éster da celulose mais empregado industrialmente, e a modificação química através (via) da acetilação da celulose extraída de resíduos lignocelulósicos se configura como uma alternativa em potencial para a valorização destes resíduos. O método padrão de acetilação utiliza os ácidos sulfúrico e acético, como catalisador e solvente, respectivamente. Sendo assim, os objetivos desse trabalho foram produzir AC a partir da celulose extraída de dois resíduos, a casca de aveia (CA) e a casca de soja (CS), empregando o método de acetilação homogênea convencional e propor um processo hidrotérmico alternativo, visando uma rota eco-amigável, livre de solvente e catalisador. O AC obtido foi caracterizado quanto ao grau de substituição (GS), massa molar viscosimétrica (Mv), solubilidade, hidrofobicidade, capacidade de absorção de óleo (CAO), molhabilidade, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR) e sua morfologia. A celulose foi extraída na presença do ácido peracético (APA), o quê resultou em um aumento do teor de celulose de 15,14% para 85,58% na celulose da CA, e de 37,78% para 79,52% na celulose da CS. Através da acetilação homogênea e hidrotérmica da celulose da casca de aveia (CEA) foi possível obter-se monoacetatos e diacetatos, com GS variando de 1,62 a 2,50. Para a celulose da casca de soja (CES), na acetilação homogênea foram obtidos em maioria triacetatos, com GS em torno de 2,70 a 2,86 e, no processo hidrotérmico, todos os materiais foram caracterizados como monoacetatos, com GS variando de 1,58 a 1,91. A modificação da celulose, por ambos os métodos foi confirmada através do surgimento de banda característica no espectro de FT-IR em 1750 cm-1, que foi atribuída ao alongamento da ligação C - O do grupo éster. Constatou-se o aumento da Mv dos AC, para os ambos os métodos de acetilação, com variações de 16,26 a 519,70% em ganho de massa. Além disso, a inserção de novos grupos funcionais diminuiu a cristalinidade, aumentou a hidrofobicidade das amostras, alterando sua molhabilidade, aumentando a CAO e solubilidade em diversos solventes orgânicos. Portanto, ambos os métodos empregados se mostraram eficientes em modificar a celulose extraída das CA e CS, e o processo hidrotérmico se mostrou uma alternativa viável para a produção de acetato de celulose
Desenvolvimento de gel de nanocelulose com ácido hialurônico e nanopartículas de prata com propriedades antibacterianas
(2022-05-18) Modesto, Mirian; Tischer, César Augusto; Kobayashi, Renata Katsuko Takayama; Oliveira, Suzana Mali de; Nakazato, Gerson
O presente trabalho refere-se ao desenvolvimento de um gel compósito de liberação sustentada, tópico hidrofílico composto por nanocelulose, ácido hialurônico, sorbato de potássio e nanopartículas de prata. O compósito constituído entre nanocelulose e ácido hialurônico tem a característica de formar uma rede hidrofílica capaz de reter grandes quantidades de água, se tornando semelhante aos tecidos biológicos e com capacidade de incorporar agentes com finalidade especificas, dando origem a eficientes sistemas de liberação. Nanopartículas de prata, exibem um conjunto de mecanismos de ação antimicrobiana, de forma aprimorada e apresentando amplo espectro contra várias cepas de bactérias e outros patógenos, com efeito de longa duração em baixas concentrações, o que limita relativamente a toxidade da prata para as células humanas. Neste estudo, foi avaliada a atividade antibacteriana das AgNPs quimicamente sintetizadas frente a bactéria Gram-negativa Pseudomonas aeruginosa. A atividade antibacteriana foi avaliada utilizando técnicas de disco-difusão em ágar, microdiluição seriada em caldo para a determinação da concentração inibitória mínima (CIM), e curva de tempo de morte. As nanopratas foram caracterizadas pelas técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV), Espectroscopia Infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e Espectroscopia na Região do Ultravioleta-visível (UV vis). Pelas imagens da MEV, se constatou que o compósito apresentou arranjo randômico, tridimensional e com preenchimento de toda a rede de nanofibrila da celulose. Pelos ensaios de atividade antimicrobiana, CIM apresentou valor de 1,5 µg/mL e efeito bactericida. O ensaio de Curva de morte constatou que o agente teve efeito bacteriostático com 1 hora de ação e em 3 horas cessou o crescimento bacteriano. O gel formulado exibiu grande potencial para aplicação como bactericida, em baixas concentrações do ativo sendo proposto como alternativa para o tratamento e controle de infecções causados por P. aeruginosa usando nanopartículas de prata como agente antimicrobiano
Hidrogéis biodegradáveis superabsorventes: processo de produção, caracterização e potencial de aplicação na agricultura
(2024-02-28) Kishima, João Otávio Ferraro; Oliveira, Suzana Mali de; Oliveira, André Luiz Martinez de; Beluci, Natália de Camargo Lima; Mantovan, Janaina
Os indícios das mudanças climáticas e dos impactos relacionados ao uso extensivo de materiais sintéticos não biodegradáveis são cada vez mais evidentes. Os seus prejuízos vão além da destruição da fauna e flora, incluindo também a inutilização, quase permanente, de recursos hídricos e terrestres, bem como o aumento da insegurança alimentar. Sabendo disso, a busca por soluções para esses problemas se mostra de extrema urgência. Biopolímeros, são materiais poliméricos de fonte renovável, que apresentam grande aplicabilidade para a produção de hidrogéis, materiais poliméricos tridimensionalmente reticulados, com elevada capacidade de absorção de água. A extrusão reativa é uma tecnologia que pode ser empregada para a obtenção de novos materiais e misturas poliméricas, usando processos que ocorrem na ausência de solventes e efluentes, geralmente em etapa única, e em um curto espaço de tempo. O estudo teve como objetivo, produzir e caracterizar hidrogéis biodegradáveis superabsorventes para uso na agricultura a partir das misturas de diferentes biopolímeros (amido, gelatina, celulose, e goma xantana) e glicerol como plastificante, empregando-se o processo de extrusão reativa em etapa única e ácido cítrico como agente reticulante. Foram obtidos hidrogéis no formato de pellets, com a capacidade de absorver entre 187% a 492% o seu peso em água. O processo de extrusão reativa foi capaz de induzir novas ligações, ésteres e amidas, evidenciadas pelas bandas características na espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). O uso do ácido cítrico como agente reticulante se mostrou eficiente, e o maior teor de ácido cítrico (3%) levou à obtenção de amostras com maior grau de intumescimento, além disso a porosidade da sua estrutura interna parece ter favorecido o maior intumescimento. Nos ensaios preliminares de aplicação, verificou-se que quando a formulação com maior teor de ácido cítrico foi empregada, a concentração de 5% do hidrogel em solo aumentou significativamente a capacidade de retenção de água do solo e resultou na maior taxa de germinação das sementes de milho testadas. O processo de extrusão se mostrou eficiente na obtenção de hidrogéis biodegradáveis, com as vantagens de ser um processo escalonável e ambientalmente amigável
Estratégias de controle pré e pós colheita da contaminação por micotoxinas em grãos de milho (Zea mays L.)
(2011-05-23) Souza, Aline Francisca de; Ono, Elisabete Yurie Sataque; Yabe, Maria Josefa Santos; Zucareli, Claudemir
O milho (Zea mays L.) é um cereal de importância econômica mundial, caracterizado pela alta qualidade nutricional, que o torna susceptível à contaminação por fungos toxigênicos, como Fusarium spp. A contaminação pode ocorrer no campo, durante o desenvolvimento dos grãos, ou no período de colheita, reduzindo a qualidade do grão, além da produção de metabólitos secundários tóxicos (micotoxinas), que causam graves doenças em seres humanos e animais. A prevenção na pré-colheita constitui o melhor método para controlar a contaminação por micotoxinas, porém quando ocorre a contaminação, os riscos associados a toxinas devem ser controlados por procedimentos pós-colheita. No presente trabalho foi avaliada a contaminação fúngica e fumonisinas em diferentes cultivares de milho (Asteca, Caiano, IPR 114 e DKB 390), submetidos à adubação orgânica (cama de frango), mineral (NPK) e controle (sem adubação) e a utilização de um híbrido de milho (Mon 810) submetido à adubação fosfatada (superfosfato triplo, fosfato de gafsa, fosfato de itafós e a mistura superfosfato triplo e fosfato de gafsa, superfosfato triplo e fosfato de itafós e testemunha) com e sem a aplicação de inoculante (Pseudomonas fluorescens). Paralelamente foi realizada a otimização da remoção de desoxinivalenol (DON) in vitro por sorventes orgânico (ß-glucana) e inorgânico (carvão ativado). O experimento das diferentes cultivares submetidas à adubação orgânica, mineral e controle foi conduzido sob delineamento experimental de blocos casualizados em esquema fatorial (4x3) nas safras de 2009 e 2010, totalizando 96 parcelas, enquanto o experimento com a cultivar submetida a diferentes fontes de fertilizantes fosfatados foi realizado em blocos casualizados, esquema fatorial (6x2) na safra de 2010, totalizando 48 parcelas. Os resultados foram avaliados por Analise Estatística de Componentes Principais (ACP). A otimização da remoção de DON por sorventes orgânico e inorgânico in vitro foi realizada por meio de um planejamento estatístico 24 e os resultados foram avaliados por meio da análise de variância ANOVA e Metodologia de Superfície de Resposta (MSR). No tratamento com adubação orgânica e mineral, utilizando diferentes cultivares, a contaminação por Fusarium spp. e Penicillium spp. foi detectada em 83 % e 100 % das amostras na safra 2009 e em 100 % e 69 % das amostras na safra 2010, respectivamente. Aspergillus spp. foi detectado somente na safra 2009 em 14,5 % das amostras. As maiores médias de contaminação por fumonisinas (FB1 + FB2) foram detectadas nas cultivares Asteca (4,59 µg/g), Caiano (3,04 µg/g) e IPR 114 (4,04 µg/g), enquanto que nos tratamentos com adubações, as amostras submetidas à adubação orgânica apresentaram maior média de contaminação por fumonisinas (3,74 µg/g) quando comparada com os tratamentos sem adubação (3,15 µg/g) e adubação mineral (2,18 µg/g). A cultivar DKB 390, aliada ao tratamento com adubação mineral, apresentou menores níveis de fumonisinas (FB1 + FB2). Na aplicação de adubação fosfatada com e sem a aplicação de inoculante (P. fluorescens), na safra de 2010, Fusarium spp. e Penicillium spp., foram detectados em 77 % e 75 % das amostras, respectivamente. As maiores médias de Fusarium spp. foram detectadas nos tratamentos testemunha, com (2,6 x 104 UFC/g) e sem (3,4 x 104 UFC/g) a aplicação de inoculante (P. fluorescens). A FB1 e FB2 foram detectadas em 100 % e 75 % das amostras, respectivamente. As maiores médias de fumonisinas (FB1+ FB2) foram detectadas nos tratamentos sem P. fluorescens (de 0,18 a 1,12 µg/g), enquanto que os tratamentos com a aplicação de P. fluorescens apresentaram a menor média de contaminação por fumonisinas (de 0,08 a 0,83 µg/g). Quanto às diferentes fontes de fertilizantes fosfatados, a menor 6 contaminação por fumonisinas (0,17 µg/g) foi detectada no tratamento com a aplicação do fosfato solúvel (Superfosfato triplo), fato que pode estar relacionado à disponibilidade imediata desse nutriente para a planta. Nos testes de sorção de desoxinivalenol (DON) in vitro, no modelo do planejamento estatístico 24 a maior percentagem de sorção ocorreu com a utilização de 2 % de carvão ativado e ß-glucana na proporção 70:30 (>95,6 %), nos tempos de incubação de 30, 60 e 90 minutos. As menores sorções foram detectadas utilizando 0,2 % de carvão ativado e ß-glucana na proporção 0:100 (de 14,4 % a 77,3 %). Os valores de pH (3,0, 5,0 e 7,0) não influenciaram no processo de sorção de DON in vitro. A mistura dos dois sorventes (carvão ativado e ß-glucana) na concentração de 2 % foi eficaz na faixa de pH entre 3,0 e 7,0, cobrindo a faixa encontrada no trato gastrointestinal de animais ruminantes e monogástricos, sugerindo seu potencial para minimizar o risco de contaminação por DON. A contaminação de milho por micotoxinas no campo pode ser reduzida por meio de práticas agrícolas (seleção de cultivares e aplicação de fertilizantes). Quando a contaminação em campo é inevitável, práticas de descontaminação, como a aplicação de sorventes podem ser aplicadas a fim de minimizar os riscos à saúde animal.
Genômica estrutural e papel dos transportadores ABC em Bradyrhizobium japonicum estirpe CPAC 15 e Bradyrhizobium diazoefficiens estirpe CPAC 7
(2013-03-25) Siqueira, Arthur Fernandes; Hungria, Mariangela; Nakatani, Andre Shigueyoshi; Barcellos, Fernando Gomes
A cultura de soja (Glycine max (L.) Merrill) possui grande importância para a economia brasileira. Tal leguminosa é utilizada, principalmente, na alimentação humana e animal. Para o bom desenvolvimento da soja, são necessárias grandes quantidades de nitrogênio (N) e, para tornar isso possivel, a planta estabelece simbiose com bactérias do solo, principalmente do gênero Bradyrhizobium. No Brasil, Bradyrhizobium diazoefficiens estirpe CPAC 7 (= SEMIA 5080) e Bradyrhizobium japonicum estirpe CPAC 15 (= SEMIA 5079) são amplamente utilizadas como inoculantes para a cultura de soja. De forma a incrementar o conhecimento do potencial biotecnológico, o DNA genômico total de ambas estirpes foi submetido ao pirosequenciamento pela plataforma 454Flx (Roche). Em seguida, os reads foram montados utilizando ferramentas adequadas de bioinformatica e anotados automaticamente e manualmente pelo software denominado SABIA. Os resultados mostraram que há certa similaridade estrutural entre ambos os genomas no percentual de conteúdo CG (aprox. 63%) e percentual da porção codificadora do genoma (aprox. 82%). Contudo, o genoma da estirpe CPAC 15 se mostrou maior que CPAC 7 em, aproximadamente, 500.000 pb; além disso, houve conformidade com outras estirpes já sequenciadas, B. japonicum USDA 6T e B. diazoefficiens USDA 110T. Após a anotação, as regiões codificadoras do genoma (Open Read Frames, ORFs) foram classificadas em 18 categorias pelo banco de dados KEGG. Os transportadores desempenham importantes papéis na ecologia de tais bactérias, sendo assim, foram analisados os transportadores do tipo ABC de ions orgânicos e inorgânicos, oligossacarídeos, polióis, monossacarídeos, fosfato, aminoácidos, peptídeos, níquel, cátions metálicos, ferro-sideróforos e outros tipos de transportadores incluindo os ABC-2. Após a curação manual, a estirpe CPAC 7 apresentou maior número de transportadores de carboidratos em relação à CPAC 15, já a CPAC 15 apresentou maior número de transportadores relacionados à captação de opinas, fosfonatos e poliaminas em relação à CPAC 7. Possivelmente na estirpe CPAC 7 há um transportador de manopina, talvez o primeiro relatado em rizóbios, de interesse para estudos futuros. Os demais dados abrirão novas perspectivas para pesquisas futuras com essas estirpes, principalmente de natureza bioquímica para a aplicação biotecnológica.
Efeito da superexpressão do gene GmHsp22.4 na resposta a infecção por meloidogyne javanica em soja e Arabidopsis thaliana
(2015-03-11) Silva, Suellen Mika Hishinuma; Marcelino-Guimarães, Francismar Corrêa; Carvalho, Mayra Costa da Cruz Gallo de; Henning, Liliane Marcia Mertz
A soja é uma das principais leguminosas cultivadas no mundo, apresentando incrementos na produção e consumo ao longo dos anos. Embora haja destaque em sua produção, seu cultivo é comprometido pelo ataque de diferentes patógenos, como a infecção pelo nematoide Meloidogyne javanica. Em estudo recente, foi identificado o envolvimento do gene GmHsp22.4, que codifica uma pequena proteína de choque térmico (HSP20), na resposta da planta ao patógeno. Os níveis de expressão do gene foram altamente induzidos apenas no genótipo resistente após a infecção com o patógeno. Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivo estudar o envolvimento deste gene na resposta de resistencia ao nematoide. O efeito da superexpressão do gene GmHsp22.4 foi analisado em plantas de soja quiméricas e Arabidopsis thaliana sob infecção do nematoide. A comparação da região codificadora do gene entre os genótipos resistente (PI 595099) e suscetivel (BRS 133; Williams 82) não revelou nenhum polimorfismo e sua superexpressão em raízes de soja, assim como em A. thaliana transgênica, não alterou a resposta de resistência, no entanto comprometeu o desenvolvimento das plantas. Baseado nos resultados, conclui-se que somente a superexpressão do gene GmHsp22.4 não foi capaz de reverter o fenótipo de suscetibilidade em ambas as espécies, entretanto várias hipóteses foram levantadas a partir dos resultados que poderão auxiliar em trabalhos futuros visando o desenvolvimento de linhas de soja resistentes a este patógeno.
Otimização da produção de a-L-ramodidase de Aspergillus niger por fermentação em estado sólido utilizando resíduos da agroindústria
(2011-08-02) Petri, Adriana Casavechia; Buzato, João Batista; Souza, Cristina Giatti Marques de; Camilios Neto, Doumit
a-L-Ramnosidase cliva especificamente a raminose terminal de uma grande variedade de produtos naturais. Essa propriedade confere à enzima importante potencial biotecnológico, uma vez que possibilita uma diversidade de aplicações, tais como remoção do amargor de concentrados cítricos, melhoria do aroma de vinhos e conversão de esteróides de importante aplicação clínica. Este trabalho otimizou a produção de a-L-ramnosidase de Aspergillus niger 426 por FES utilizando metodologia estatística e foi conduzido em duas etapas. No primeiro momento, utilizou-se o delineamento de misturas com três componentes para selecionar a melhor proporção dos suportes para produção da enzima. A melhor condição foi em cultivo com 0,14g de bagaço de cana-de-açúcar, 2,25g de casca de soja e 3,05g de palha de arroz com máximo de atividade de 1,92U/mL. Em seguida, realizou-se o delineamentos Box-Behnken para otimização da umidade do cultivo, granulometria do suporte e pH da solução de nutrientes na produção da enzima. A atividade de a-L-ramnosidase foi aumentada para 3,02U/mL em cultivos com umidade de 75,5% e pH 4,0, a granulometria não foi significativa para a produção de a-L-ramnosidase, sendo assim foi fixada em 1,5mm.
Microbiota fúngica e micotoxinas em milho cultivado sob diferentes práticas de manejo
(2008-02-29) Moreno, Elaine Cunha; Ono, Elisabete Yurie Sataque; Homechin, Martin; Takahashi, Hideaki Wilson
O milho (Zea mays L.) é um dos cereais mais tradicionais cultivados no mundo todo e de grande importância econômica e social, fazendo parte da alimentação básica, sendo incluído em mais de 500 produtos e derivados. A contaminação do milho por fungos e micotoxinas reduz a qualidade do produto e representa riscos à saúde humana e animal. O sistema de plantio, sucessão de culturas e o constante monitoramento da cadeia produtiva do milho constituem estratégias para o controle fitossanitário da cultura. Este trabalho teve como objetivo avaliar a co-ocorrência natural de fumonisinas e aflatoxinas em 300 amostras de milho recém-colhido (safras 2003 e 2004) da Região Norte do Paraná, assim como avaliar a contaminação fúngica e os níveis de fumonisinas em milho cultivado sob diferentes sistemas de plantio e sucessão de culturas (aveia e pousio), no período de inverno de duas safras consecutivas, em diferentes dosagens de nitrogênio (N) (0; 22,5; 45,0; 90,0 Kg.ha-1) e em combinação com óxido de potássio (K2O) (90,0 N + 13,2 K2O Kg.ha-1). Com o intuito de avaliar a co-ocorrência natural por fumonisinas e aflatoxinas a amostragem foi realizada em três pontos da cadeia produtiva de empresas processadoras de milho, i.e., no campo (n=20), na recepção (n=70) e na pré-secagem (n=60) para cada safra. A contagem de Fusarium spp., o qual apresentou a maior contaminação em relação aos demais gêneros fúngicos, situo-se na faixa de 102 a 105 UFC.g-1 em todos os pontos da cadeia produtiva da safra de 2003, assim como para as amostras da recepção na safra de 2004, enquanto que nas amostras de campo da safra de 2004 situou-se na faixa de 103 a 104 UFC.g-1. Na safra de 2003, as fumonisinas foram detectadas em 100% das amostras, enquanto as aflatoxinas em 12%. Os níveis de fumonisinas variaram de 0,11 a 15,32 mg.g-1 (média 2,84 mg.g-1) em amostras de campo, de 0,08 a 8,96 mg.g-1 (média 2,46 mg.g-1) e de 0,11 a 18,78 mg.g-1 (média 2,96 mg.g-1) em amostras da recepção e pré-secagem, respectivamente. As aflatoxinas foram detectadas em níveis variando de 5 a 54 ng.g-1 (média 21,14 ng.g-1) em amostras da recepção (n=7), de 10 a 56 ng.g-1 (média 23,4 ng.g-1) nas de pré-secagem (n=10) e em apenas uma amostra do campo (45 ng.g-1). Por outro lado, na safra de 2004, as fumonisinas foram detectadas em 97% e as aflatoxinas em 4% das amostras. Os níveis de fumonisinas variaram de 0,37 a 1,89 mg.g-1 (média 0,94 mg.g-1) em amostras de campo, de 0,07 a 18,16 mg.g-1 (média 1,41 mg.g-1) e de 0,06 a 6,28 mg.g-1 (média 1,36 mg.g-1) em amostras da recepção e pré-secagem, respectivamente. As aflatoxinas foram detectadas em 5 amostras da pré-secagem com níveis variando de 12 a 52 ng.g-1 (média 35,2 ng.g-1) e em apenas uma amostra da recepção (40 ng.g-1). Em relação ao milho cultivado sob diferentes sistemas de plantio, a contagem de Fusarium spp. apresentou variação de 1,0 ´ 102 a 1,5 ´ 104 UFC.g-1, no milho cultivado sob sistema de plantio direto em sucessão a pousio (safra 2006), enquanto que nos demais sistemas de plantio a contagem desse gênero situou-se na faixa de 102 a 105 UFC.g-1. Por outro lado, na safra de 2007 Fusarium spp. foi detectado em 100% das amostras com a contagem variando de 104 a 105 UFC.g-1. Em ambas as safras a contaminação por fumonisinas foi maior no sistema de plantio direto em sucessão a aveia em com médias de 6,97 mg.g-1 (safra 2006) e 6,29 mg.g-1 (safra 2007). As amostras de milho (safra 2006) tratadas com 22,5 kg.ha-1 de nitrogênio em cobertura apresentaram maior contaminação por fumonisinas (6,59 mg.g-1), diferindo significativamente pelo teste de Duncan (p<0,05) daquelas tratadas com 45,0 e 90,0 kg.ha-1 de nitrogênio. No entanto, no plantio convencional em sucessão a pousio, as amostras tratadas com 90,0 kg.ha-1 de nitrogênio suplementada com K2O apresentou maior contaminação por fumonisinas. Os resultados obtidos nesse trabalho ratificam a importância do emprego do sistema de manejo adequado e do constante monitoramento da cadeia produtiva do milho para garantir a qualidade e a segurança dos produtos e minimizar os riscos à saúde humana e animal.
Produção e caracterização de filmes biodegradáveis de amido de mandioca e goma xantana
(2010-03-15) Melo, Cristina de Paula Barros de; Oliveira, Suzana Mali de; Grossmann, Maria Victória Eiras; Beléia, Adelaide Del Pino
Plásticos biodegradáveis de fonte renovável, principalmente de origem vegetal, tem sido alvo de constante interesse científico nos últimos anos. O amido de mandioca é um polímero natural abundante, renovável e de baixo custo, considerado um substituto promissor para os polímeros derivados de petróleo na produção de embalagens plásticas. Entretanto, filmes plásticos contendo somente amido tendem a demonstrar baixa resistência à umidade e alto grau de variação de suas propriedades mecânicas sob diferentes condições ambientais. Diante disto, os objetivos deste trabalho foram produzir filmes biodegradáveis a partir da mistura do amido de mandioca e goma xantana, pelos processos de casting e extrusão e, ainda, caracterizá-los quanto a microestrutura, hidrofilicidade e propriedades óticas, mecânicas e de barreira, de modo a avaliar o efeito melhorador da introdução de goma xantana a estes materiais. Foram utilizadas seis diferentes combinações de amido e goma xantana (0, 2, 4, 6, 8 e 10% de goma xantana com relação a massa total), todas elas contendo glicerol como plastificante (20% da massa total), e os filmes foram então produzidos por extrusão e casting. As imagens feitas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) dos filmes elaborados por extrusão contendo goma xantana apresentaram estruturas com superfície reticulada e interior liso, sugerindo que a goma xantana se localizou principalmente na superfície dos filmes; enquanto filmes elaborados por casting se apresentaram homogêneos, tanto na superfície quanto no interior. Em geral, filmes produzidos por casting foram menos opacos, menos permeáveis ao vapor de água e mais resistentes à tração do que filmes produzidos por extrusão, indicando que o processo de produção pode influenciar as propriedades de filmes de amido e goma xantana. A adição de goma xantana não afetou de forma significativa as propriedades dos filmes, independente do processo de produção empregado. É possível que a não completa interação da xantana com o amido tenha levado aos resultados observados, ou seja, a xantana não apresentou efeito significativo na diminuição hidrofilicidade e na consequente diminuição da variabilidade das propriedades mecânicas destes filmes quando submetidos a diferentes condições ambientais.
Farelo de soja e casca de arroz para a produção de lipopetideos por Bacillus amyloliquefaciens MO.04b
(2014-06-11) Massi, Juliana Barion; Rezende, Maria Inês; Souza, Cristina Giatti Marques de; Gasparin, Fabiana Guillen Moreira; Camilios Neto, Doumit
Resíduos agroindustriais como bagaços, farelos, cascas entre outros podem ser matéria prima e fonte de energia para a obtenção de diversos produtos com alto valor agregado. Entre eles os biossurfactantes, metabólitos microbianos de grande interesse industrial por suas inúmeras aplicações e pelas vantagens ambientais de baixa toxicidade e alta biodegradabilidade, mas com utilização limitada pelo alto custo de produção. O objetivo deste estudo foi avaliar a produção de lipopetídeos, uma classe de biossurfactantes, por fermentação em estado sólido (FES), utilizando Bacillus amyloliquefaciens MO.04b. As fermentações foram desenvolvidas a partir de misturas dos substratos em diferentes proporções, com 80 % de umidade. Os frascos inoculados (200 µL de suspensão de células) foram incubados em BOD a temperaturas de 28 a 37 ± 2 °C por até 48 horas. A interrupção dos cultivos foi pela adição de água, a mistura homogeneizada (180 rpm por 30 min.) e centrifugada (10.000 rpm por 20 min, 4 °C). Os lipopeptídeos foram precipitados no sobrenadante obtido pela adição de HCl 6M, (pH 2 a 4 °C); seguido de nova centrifugação o precipitado então foi ressuspenso em água, neutralizado (NaOH 0,5 M, pH 7,0) e liofilizado. Soluções do liofilizado foram preparadas para as determinações: Indice de Emulsificação (IE24); Tensão Superficial (TS); Infravermelho com Transformada de Fourrier (IV-FT); Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear (RMN de 1H e 13C) e Espectrometria de Massa. Os substratos selecionados para a produção foram o farelo de soja (47 % de proteínas) 4 g e a casca de arroz utilizada comobulking agent 3,75 g. A avaliação individual dos parâmetros de cultivo com os seguintes resultados, umidade 80 %; solução umedecedora MSM-1; fonte de nitrogênio extrato de levedura 1,75 g; fonte de carbono glicerol 1,50 g; pH inicial 6. O farelo de soja, extrato de levedura e glicerol, foram os pontos centrais de um planejamento fatorial Box-ehnken 33, onde a condição ótima de produção de lipopeptídeos foi 44,072 mg/g.s.s, em farelo de soja (3,25 g), glicerol (1,50 g), extrato de levedura (1,75 g) a 37 ± 2 °C , e 36 h de incubação. As análises de IV-FT apresentaram espectro semelhante ao da surfactina padrão, sugerindo a presença deste biossurfactante, que é produzido pelo B. amyloliquefaciens MO.04b em fermentação submersa. Quanto as determinações de RMN e espectrometria de massa não foram conclusivas, provavelmente pela complexidade da amostra e a necessidade de purificação da mesma.
Efeito de pulsos de Rafinose e irradiação ultra-sonica na liberação da invertase de Saccharomyces cervisiae livre e imobilizado em bucha vegetal (Luffa cylindrica)
(2004-07-28) Marques, Leila Larisa Medeiros; Buzato, João Batista; Angelis, Dejanira de Franceschi de; Celligoi, Maria Antonia Pedrine Colabone
A invertase é uma enzima de grande interesse industrial, que catalisa a reação de hidrólise da sacarose, produzindo açúcar invertido. O uso de rafinose e irradiações ultra-sônicas pode proporcionar a liberação quantitativa de enzimas em sua forma ativa, e assim constituir uma ferramenta para a melhoria de processos biotecnológicos. Luffa cylindrica é um excelente suporte para a imobilização de células microbianas, exibindo vantagens como baixo custo e resistência a autoclavação. Neste trabalho investigou-se o efeito de pulsos de rafinose e ultra-som, na liberação de invertase de Saccharomyces cerevisiae livre e imobilizado em Luffa cylindrica. A cultura de células livres foi submetida a pulso de rafinose 2% e irradiada por 2 min, nas taxas de diluição 0,12 e 0,46 h-1. A cultura de células imobilizadas foi submetida a pulso de rafinose e irradiada por 1, 2 e 4 min, em taxa de diluição 0,10 h-1. Em células livres, o pulso de rafinose não alterou a atividade invertásica, entretanto, em células imobilizadas o valor da atividade aumentou de 5,38 para 7,27 U/mg. A aplicação do ultra-som, em cultivo de células livres na taxa de diluição 0,12 h-1, obtiveram os melhores resultados. A atividade variou de 25,08 para 29,38 U/mg, enquanto que o aumento em células imobilizadas foi de 5,22 para 9,70 U/mg, quando sonicadas por 2 min. Esses resultados demonstram que a aplicação de ultra-som, em cultivo contínuo, pode ter um grande potencial de aplicação em processos biotecnológicos.
Caracterização da família de genes HSP20 em Glycine max
(2012-03-22) Lopes, Valéria Stefania; Oliveira, André Luiz Martinez de; Carvalho, Mayra Costa da Cruz Gallo de; Dias, Waldir Pereira
As pequenas proteínas de choque térmico (HSP20) são frequentemente associadas com a resposta das plantas ao estresse causado por fatores abióticos e, mais recentemente, têm sido também associadas a resposta aos estresses bióticos. Nas plantas, os genes Hsp20 representam a classe mais abundante dentre as proteínas de choque térmico, mas ainda pouco se conhece sobre essa família de genes em soja. Devido à suas aparentes multifuncionalidades, essas proteínas são alvos promissores para o desenvolvimento de variedades agrícolas melhor adaptadas a condições de estresses abióticos e bióticos, até mesmo quando combinados. Dessa forma, o presente trabalho realizou a caracterização molecular in silico das regiões codificadoras e reguladoras da família de genes codificadores para HSP20 de soja, com foco em sua distribuição no genoma, localização subcelular, divisão em subfamílias, estrutura secundária e regulação frente a estresses bióticos e abióticos, além da identificação de padrões de cis elementos, potencialmente envolvidos na resposta da soja a nematóides. Após a prospecção de genes anotados em bancos de dados do genoma da soja como Hsp20, foram obtidos 76 modelos gênicos. Dentre estes, apenas 52 modelos gênicos fizeram parte dos potenciais candidatos a GmHsp20 (Glycine max-Hsp20), devido as suas características estruturais, de cis elementos e de expressão. Em seguida, foram identificados, a partir das análises in vivo, 45 genes como Hsp20 de soja, distribuídos em 11 subfamílias. Para cada uma dessas, foi possível observar padrões de estrutura secundária específicos. Dentre os 45 genes GmHsp20 responsivos ao estresse de calor, 5 foram também responsivos ao estresse de frio e outros 5 ao estresse por infecção pelo nematóide M. javanica. Além disso, foram observados mais dois genes responsivos ao estresse biótico, mas não ao choque térmico. Obtiveram-se modelos operacionais de promotores para os genes responsivos a cada tipo de estresse analisado. Entre os cis elementos identificados nos Hsp20, que respondem a infecção por M. javanica, estão os Wbox, CAAT box, ABRE e MYB, além do elemento HSE/Heat. Os promotores responsivos ao estresse biótico seguiram padrões de composição e distribuição de cis elementos, descritos na literatura como relacionados a esse tipo de estresse e outros. Tais resultados irão auxiliar na geração de tecnologias de expressão dirigida, ainda mais avançadas, e novos genótipos de soja cada vez mais adaptados a condições combinadas de estresse.

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