Otimização da produtividade da levana de Bacillus subtilis Natto e sua aplicação como agente anticarcinogênico e hipoglicemiante

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dataload.collectionmapped02 - Mestrado - Biotecnologiapt_BR
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dc.contributor.advisorCelligoi, Maria Antonia Pedrine Colabone [Orientador]pt_BR
dc.contributor.authorCabral de Melo, Fernando César Bazanipt_BR
dc.contributor.bancaTischer, César Augustopt_BR
dc.contributor.bancaMatioli, Graciettept_BR
dc.contributor.coadvisorMacedo Júnior, Fernando César de [Coorientador]pt_BR
dc.coverage.spatialLondrinapt_BR
dc.date.accessioned2024-05-01T14:01:03Z
dc.date.available2024-05-01T14:01:03Z
dc.date.created2011.00pt_BR
dc.date.defesa01.03.2011pt_BR
dc.description.abstractResumo: A levana é um exopolissacarídeo de frutose formada por ligações ß-(2®6) e ramificações ß-(2®1) e sintetizada pela enzima levanassacarase O interesse em seu estudo esta voltado para suas diversas áreas de aplicação, abrangendo as indústrias farmacêutica, alimentícia e cosmética Muitos microrganismos possuem a capacidade de produzir levana e o Bacillus subtilis Natto é uma cepa com grande potencial produtor desse polímero em meio rico em sacarose O estudo dos fatores que interferem no processo é necessário para otimizar a produção Buscando a máxima obtenção de levana faz-se uso do planejamento estatístico, que reduz o tempo de laboratório e custo final Desta forma, este trabalho objetivou avaliar a produtividade de levana de Bacillus subtilis Natto por planejamento fatorial e metodologia de superfície de resposta A levana obtida da condição otimizada foi caracterizada quanto a sua massa molecular por HPSEC-RID-MALLS e foram testadas suas aplicações como agente hipoglicemiante, bem como seu potencial hipocolesterolêmico e hipolipidêmico, em ratos diabéticos induzidos por estreptozotocina; como agente anticarcinogênico, em células hepáticas (HepG2), sendo analisadas por metabolômica auxiliada por ressonância magnética nuclear de hidrogênio Inicialmente foi desenvolvido um delineamento fatorial Box – Behnken 3³ com as variáveis pH (X1), temperatura (X2) e tempo (X3) Com os resultados desse delineamento um segundo fatorial Box – Behnken (3³) foi realizado, variando o pH (X1), a temperatura (X2) e tempo (X3) Após ANOVA (p = ,5), a otimização do processo foi realizada e a melhor condição encontrada para a produtividade de levana foi pH 8, temperatura de 39,5 °C e 21 horas, correspondendo a 5,82 gL-1h-1 O coeficiente de correlação (R2 = ,81) foi considerado aceitável para o modelo proposto, atribuindo alta confiabilidade A levana obtida nesta condição apresentou, após a análise por HPSEC-RID-MALLS, duas massas molares, uma equivalente a 72,37 kDa e outra a 4146 kDa Quanto às aplicações esse polímero não apresentou nenhum efeito hipoglicêmico, hipocolesterolêmico e hipolipidêmico, em ratos diabetogênicos Porém, em relação à atividade antitumoral, quatro metabólitos tiveram suas concentrações elevadas após estudo do metabolôma das células HepG2, quando foram tratadas com 1 mgmL-1 de levana, sendo estes: acetato, alanina, fosfocreatina e lactato, levando, possivelmente, a um quadro de hipóxia, promovendo uma quebra de homeostase e consequente alterações do metabolismo energético destas células cancerosas, justificando sua ação antitumoral por meio de acúmulo intracelular de lactatopt_BR
dc.description.abstractother1Abstract: Levan is an exopolysaccharide of fructose formed by the linkage of ß-(2®6) and ramifications ß-(2®1), synthesized by levansucrase Due to its chemical properties levan presents applications in pharmaceutical, food and cosmetics industries Bacillus subtilis Natto has been outstanding recently, as levan producer, due its capacity to produce high amounts of this polymer in medium containing sucrose, becoming a promising industrial producer Therefore, it is necessary optimize the variables involved in the process, in order to obtain a highest levan productivity, for that, the statistical planning is an important tool, decreasing costs and time in the end of the process Taking into account, this work aiming to evaluate the productivity of levan from Bacillus subtilis Natto by factorial design and response surface methodology, characterizes its molecular weight by HPSEC-RID-MALLS, thus analyze its applications as hypoglycemic agent, as well its hypocholesterolemic and hypolipidemic effects, in diabetics rats induced by streptozotocin; and its antitumoral activity against HepG2 cells by metabolomics using hydrogen nuclear magnetic resonance (1H – NMR) Initially, it was developed a factorial design (3³) Box – Behnken varying pH (X1), temperature (X2) and culture time (X3) Based on this preliminary design, a second (3³) Box – Behnken was performed, once more pH (X1), temperature (X2) and culture time (X3) were varied After ANOVA (p = ,5), the results demonstrated that the levan productivity was optimized and the best condition found was at pH 8, 395 °C in 21 hours, corresponding to 5,82 gL-1h-1 The coefficient of correlation (R2 = ,81) was considerate acceptable, attributing a high confidence to the model Thus, the levan obtained in this optimized condition presented two different molecular weights corresponding to 72,37 kDa and 4146 kDa, analyzed by HPSEC-RID-MALLS Regarding applications, levan did not presented hypoglycemic, hypolipidemic and hypocholesterolemic effects in diabetic rats However, the antitumoral activity of levan increased four metabolites concentration, after metabolomics analyzes of HepG2 cell line when treated with 1 mgmL-1of levan The metabolites altered are acetate, alanine, phosphocreatine and lactate, possibly leading to a hypoxia environment, promoting homeostasis dysregulation following by alterations in HepG2 energy metabolism, justifying levan antitumor activity by high intracellular lactate accumulationpt_BR
dc.description.notesDissertação (Mestrado em Biotecnologia) - Universidade Estadual de Londrina, Centro de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologiapt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/12660
dc.languagepor
dc.relation.coursedegreeMestradopt_BR
dc.relation.coursenameBiotecnologiapt_BR
dc.relation.departamentCentro de Ciências Exataspt_BR
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-graduação em Biotecnologiapt_BR
dc.subjectMicrobiologia industrialpt_BR
dc.subjectBacillus subtilispt_BR
dc.subjectAgentes hipoglicêmicospt_BR
dc.subjectAgentes antineoplásicospt_BR
dc.subjectIndustrial microbiologypt_BR
dc.subjectHypoglycemic agentspt_BR
dc.subjectAntineoplastic agentspt_BR
dc.titleOtimização da produtividade da levana de Bacillus subtilis Natto e sua aplicação como agente anticarcinogênico e hipoglicemiantept_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR

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