Pró-fármacos fotoativáveis do péptido AAPV: síntese e avaliação da libertação controlada por luz

Dissertação de mestrado em Bioquímica Aplicada (área de especialização em Biomedicina)

Synthesis of new peptide derivatives that self-assemble into nanostructured hydrogels for biomedical applications

Tese de Doutoramento em Ciências (área de especialização em Química)

New bio-strategies for ochratoxin A detoxification using lactic acid bacteria

The occurrence of mycotoxigenic moulds such as Aspergillus, Penicillium and Fusarium in food and feed has an important impact on public health, by the appearance of acute and chronic mycotoxicoses in humans and animals, which is more severe in the developing countries due to lack of food security, poverty and malnutrition. This mould contamination also constitutes a major economic problem due the lost of crop production. A great variety of filamentous fungi is able to produce highly toxic secondary metabolites known as mycotoxins. Most of the mycotoxins are carcinogenic, mutagenic, neurotoxic and immunosuppressive, being ochratoxin A (OTA) one of the most important. OTA is toxic to animals and humans, mainly due to its nephrotoxic properties. Several approaches have been developed for decontamination of mycotoxins in foods, such as, prevention of contamination, biodegradation of mycotoxins-containing food and feed with microorganisms or enzymes and inhibition or absorption of mycotoxin content of consumed food into the digestive tract. Some group of Gram-positive bacteria named lactic acid bacteria (LAB) are able to release some molecules that can influence the mould growth, improving the shelf life of many fermented products and reducing health risks due to exposure to mycotoxins. Some LAB are capable of mycotoxin detoxification. Recently our group was the first to describe the ability of LAB strains to biodegrade OTA, more specifically, Pediococcus parvulus strains isolated from Douro wines. The pathway of this biodegradation was identified previously in other microorganisms. OTA can be degraded through the hydrolysis of the amide bond that links the L-β-phenylalanine molecule to the ochratoxin alpha (OTα) a non toxic compound. It is known that some peptidases from different origins can mediate the hydrolysis reaction like, carboxypeptidase A an enzyme from the bovine pancreas, a commercial lipase and several commercial proteases. So, we wanted to have a better understanding of this OTA degradation process when LAB are involved and identify which molecules where present in this process. For achieving our aim we used some bioinformatics tools (BLAST, CLUSTALX2, CLC Sequence Viewer 7, Finch TV). We also designed specific primers and realized gene specific PCR. The template DNA used came from LAB strains samples of our previous work, and other DNA LAB strains isolated from elderberry fruit, silage, milk and sausages. Through the employment of bioinformatics tools it was possible to identify several proteins belonging to the carboxypeptidase family that participate in the process of OTA degradation, such as serine type D-Ala-D-Ala carboxypeptidase and membrane carboxypeptidase. In conclusions, this work has identified carboxypeptidase proteins being one of the molecules present in the OTA degradation process when LAB are involved.

Novas bio-estratégias para a destoxificação de ocratoxina A utilizando bactérias do ácido láctico

A ocorrência de bolores micotoxigénicos pertencentes aos géneros Aspergillus, Penicillium e Fusarium em alimentos para consumo Humano e animal, tem um impacto importante sobre a saúde pública e constitui também um importante problema económico. Isto é devido à síntese por este tipo de fungos filamentosos de metabolitos altamente tóxicos conhecidos como micotoxinas. A maioria das micotoxinas são substâncias cancerígenas, mutagénicas, neurotóxicas e imunossupressoras, sendo a ocratoxina A (OTA) uma das mais importantes. A OTA é uma micotoxina, tóxica para os animais e Humanos principalmente devido às suas propriedades nefrotóxicas. Alguns grupos de bactérias gram positivas nomeadamente as bactérias do ácido láctico (BAL) são capazes de controlar o crescimento de fungos, melhorando e aumentando a vida útil de muitos produtos fermentados e, assim, reduzir os riscos para a saúde provocados pela exposição às micotoxinas. Algumas BAL são, também, capazes de destoxificar certas micotoxinas. Em trabalhos anteriores do nosso grupo foi observada a biodegradação da OTA por estirpes de Pediococcus parvulus isoladas de vinhos do Douro. Assim, com este trabalho, pretendeu-se compreender com maior detalhe o processo de biodegradação da OTA pelas referidas estirpes e identificar quais as enzimas que estão associadas à sua biodegradação. Para atingir este objetivo utilizaram-se algumas ferramentas ioinformáticas (BLAST, CLUSTALX2, CLC Sequence Viewer 7, Finch TV), desenharam-se primers específicos e realizaram-se PCR específicos para os genes envolvidos. Através da utilização de ferramentas de bioinformática, foi possível identificar várias proteínas que pertencem à família das carboxipeptidases e que podem eventualmente participar no processo da degradação da OTA, tais como D-Ala-D-Ala carboxipeptidase serínica e carboxipeptidase membranar. Estas BAL podem desempenhar um papel importante na destoxificação da OTA, sendo as carboxipeptidases uma das enzimas envolvidas na sua biodegradação.