Glutationa e enzimas relacionadas: papel biológico e importância em processos patológicos

Glutathione (GSH) and related enzymes are pivotal for the normal functioning of several important biological processes. In this review we discuss the biosynthesis and the catalytic cycles of glutathione as well as the major GSH-related enzymes. We also present how glutathione and enzymes are involved in cancer and the chromatographic and non-chromatographic methods used to analyze glutathione and/or its derivatives.

Estudo químico e biológico de Tephrosia toxicaria Pers.

The ethanol extracts from leaves, stems, pods and roots were assayed against the 3rd instar Aedes aegypti larvae and the highest activity was observed in the roots extracts (LC50 47.86 ppm). This extract was submitted to partition with hexane, chloroform, ethyl acetate and methanol. The respective fractions were bioassayed and the best larvicidal activities were identified in the hexane (LC50 23.99 ppm) and chloroform (LC50 13.80 ppm) fractions. Antioxidant activity (DDPH method) was observed in the ethanol extract (IC50 276 µg/mL) from roots of T. toxicaria. Fractions from this extract were also tested and the highest antioxidant activity (IC50 89 µg/mL) was found in the methanol fraction. The flavonoids iso-obovatin (1), obovatin (2), 6a,12a-dehydro-β-toxicarol (3), 6a,12a-dehydro-α-toxicarol (4) and α-toxicarol (5) were isolated and bioassayed against A. aegypti. The flavonoid 5 showed the best larvicidal activity (LC50 24.55 ppm). The antioxidant activity of 2 was investigated and showed IC50 3.370 µg/mL. The antioxidant and larvicidal activities of Tephrosia toxicaria are reported for the first time.

Biodegradação de tolueno e óleo de pescado em solos impactados utilizando surfactantes químico e biológico

The process of biodegradation of soils contaminated by animal (raw fish oil) and mineral (toluene) origin compounds was studied, verifying the influence of adding biosurfactants and chemical surfactants and nutrients in the media. The highest removal rate of fish oil was 59.47% obtained in the experiments containing biosurfactant and biostimulate in 90 days process. The highest removal rate of toluene was achieved in 14 days for experiments containing biosurfactant, chemical spreading and biosurfactant with biostimulation, showing great influence of evaporation on the process. The use of surfactants has shown to increase the contaminant bioavailability due to its higher degradation rate.

Hidróxidos duplos lamelares: nanopartículas inorgânicas para armazenamento e liberação de espécies de interesse biológico e terapêutico

Studies about the inorganic nanoparticles applying for non-viral release of biological and therapeutic species have been intensified nowadays. This work reviews the preparation strategies and application of layered double hydroxides (LDH) as carriers for storing, carrying and control delivery of intercalated species as drugs and DNA for gene therapy. LDH show low toxicity, biocompatibility, high anion exchange capacity, surface sites for functionalization, and a suitable equilibrium between chemical stability and biodegradability. LDH can increase the intercalated species stability and promote its sub-cellular uptake for biomedical purposes. Concerning the healthy field, LDH have been evaluated for clinical diagnosis as a biosensor component.

Aplicação de fotólise direta e UV/H2O2 a efluente sintético contendo diferentes corantes alimentícios

Food industries employ a lot of synthetic dyes in their products. Most of these dyes are very stable face to the conventional treatments. This work studied the use of advanced oxidation process (AOP) as an alternative to the conventional ones to degrade a synthetic food effluent (photolysis and UV/H2O2 in continuous reactor). The more efficient process was the UV/H2O2 and it presented decoloration and degradation energetic efficiency values equal to 30.775 kWh m-3 and 269.909 kWh m-3, respectively. The color reduction was 96.4% and COD decrease was 38.56%.

BIOMATERIAIS: TIPOS, APLICAÇÕES E MERCADO

AbstractThe types of compounds used in the production of biomaterials, namely metals, ceramics, synthetic and natural polymers, as well as composite materials, are discussed in the present work, together with details of their application and evolution from biocompatible to bioactive, biodegradable, and biomimetic clinical products. The chemical structure, the three-dimensional structure, and the molecular organization of compounds frequently used in the manufacture of relevant classes of biomaterials are discussed, along with their advantages and some of their major limitations in specific clinical applications. The main chemical, physical, mechanical, and biological requirements of biomaterials categories are presented, as well as typical tissular responses to implanted biomaterials. Reasons for the recent economic growth of the biomaterials market segment are addressed, and the most successful biomaterial categories are discussed, emphasizing areas such as orthopedic and cardiovascular implants, regenerative medicine, tissue engineering, and controlled drug release devices. Finally, the need for the development of innovative and more accessible biomaterials, due to the expected increase in the number of elderly people and the growing trend of personalized medical procedures, is pointed out.

Combinação dos tratamentos biológico e químico de semente de milho

A integração de métodos de proteção de semente de milho (Zea mays) poderá reduzir consideravelmente o uso de pesticidas nessa cultura, melhorando a eficiência de controle e diminuindo a poluição do ambiente. O objetivo do presente trabalho foi determinar o efeito da combinação dos controles biológico e químico no tratamento de semente de milho. Como controle biológico, foi usado o bioprotetor Embr. 144 e, como controle químico, foi empregado fludioxonil + metalaxyl M. Dois experimentos de laboratório e dois de campo foram conduzidos na município de Passo Fundo, RS. Os tratamentos que continham o bioprotetor Paenibacillus macerans (Embr. 144) ou o fungicida fludioxonil + metalaxyl-M, ou ambos, reduziram significativamente o nível de infecção dos patógenos nas sementes, destacando-se os tratamentos que continham ambos, os quais eliminaram por completo todos os patógenos da semente de milho, demonstrando que a interação entre o bioprotetor e o fungicida apresentou benefícios. Mesmo quando as doses do bioprotetor e do fungicida no tratamento integrado foram reduzidas à metade, o nível de controle dos patógenos de milho foi superior ao nível de controle do bioprotetor e do fungicida isoladamente, com as doses normais. Todos os tratamentos aumentaram significativamente a germinação de sementes e o rendimento de grãos de milho em relação à testemunha, entretanto, os efeitos foram superiores quando houve a combinação dos tratamentos do bioprotetor com o fungicida. A combinação do bioagente P. macerans com o produto fludioxonil + metalaxyl-M poderá ter importante impacto na redução do uso de fungicidas, para alcançar a agricultura sustentável e proteger o ambiente.

Avaliação dos tratamentos biológico e químico na redução de patógenos em semente de trigo

Experimentos in vitro e em campo, em Passo Fundo, RS, foram conduzidos em 1999 e 2000 com o objetivo de determinar o efeito da combinação de fungicida e bioprotetor no tratamento de sementes de trigo (Triticum aestivum). Foram avaliados os seguintes produtos e doses comerciais para 100 kg de sementes: Paenibacillus macerans (Embrapa 144), 13 g; P. macerans + difenoconazole 15 FS (13 g + 200 ml); P. macerans + difenoconazole (13 g + 100 ml); P. macerans + difenoconazole (6,5 g + 100 ml); difenoconazole, 200 ml. Sementes não tratadas foram mantidas como controle. O delineamento experimental foi blocos ao acaso, com quatro repetições. Os tratamentos que continham o bioprotetor P. macerans (Embrapa 144) e/ou o fungicida difenoconazole reduziram significativamente os patógenos nas sementes de trigo (Fusarium graminearum, Bipolaris sorokiniana, Drechslera tritici-repentis e Aspergillus spp.) in vitro, destacando-se as combinações de ambos, que reduziram drasticamente os patógenos das sementes ou os eliminaram. Em condições de campo, todos os tratamentos promoveram aumentos significativos na germinação e no rendimento de grãos, com exceção de difenoconazole, que aumentou apenas o rendimento, em relação à testemunha. Em campo, os efeitos na germinação e no rendimento foram maiores quando houve a integração do controle biológico com o químico, mesmo quando as doses foram reduzidas à metade. Essa combinação de métodos de proteção poderá diminuir substancialmente o uso de pesticidas na cultura de trigo.

Encapsulamento de Trichoderma inhamatum para o controle biológico de Rhizoctonia solani na propagação clonal de Eucalyptus

Testou-se um novo sistema para o encapsulamento de Trichoderma inhamatum em grânulos de alginato de sódio, visando o controle biológico de Rhizoctonia solani, agente etiológico da mela de estacas/miniestacas de Eucalyptus spp. para enraizamento. No novo sistema idealizado, foi utilizado um aparato simples capaz de substituir eficientemente o equipamento (Bomba Peristáltica) anteriormente utilizado, sendo possível aumentar a produção de 594 grânulos/min para aproximadamente 6.734 grânulos/min. Com este novo sistema, um isolado de T. inhamatum (UFV – 03) foi encapsulado em grânulos contendo as fontes alimentares: farelo de trigo, palha de arroz, farelo de aveia, folhas de eucalipto ou farelo de milho na concentração de 50 g/l. Na segunda etapa, a melhor fonte alimentar foi testada nas concentrações de 0 a 60 g/l. Os grânulos foram veiculados em substrato de enraizamento de eucalipto na concentração de 2% (p/p) inoculado com micélio triturado de R. solani (2 mg/g de substrato) e a atividade saprofítica do patógeno foi quantificada por meio do método de iscas. Posteriormente, os grânulos produzidos com a fonte alimentar e concentração que promoveram maior inibição do desenvolvimento de R. solani foram utilizados para determinar o tempo mínimo de pré-incubação e competição para supressão do patógeno, com a mesma metodologia. Observou-se aumento da supressão da atividade saprofítica de R. solani ao acréscimo de uma fonte alimentar. Daquelas testadas, farelo de trigo foi a melhor. Além disso, houve interação significativa e positiva ao aumento de sua concentração na formulação.

Controle biológico de Colletotrichum acutatum, agente causal da queda prematura dos frutos cítricos

O trabalho teve por finalidade estudar a potencialidade antagonística de isolados de Bacillus subtilis a Colletotrichum acutatum, agente causal da queda prematura dos frutos cítricos (Citrus spp.) (QPFC), sob condições de laboratório e de campo. Foram estudados 64 isolados de B. subtilis, quatro isolados de Bacillus spp. e um isolado de B. thuringiensis quanto à capacidade de inibir o desenvolvimento do patógeno em cultura pareada e quanto à produção de metabólitos com atividade antimicrobiana. Os isolados mais promissores foram testados em condições de campo para controle da doença. In vitro, todos os isolados de Bacillus spp. inibiram o crescimento de C. acutatum, não havendo diferenças significativas entre eles. Os isolados de Bacillus spp. produziram, in vitro, metabólitos capazes de inibir o crescimento micelial de C. acutatum, os quais mantiveram suas atividades capazes de causar a inibição, após autoclavagem a 120 ºC, durante 20 min. Dentre os sete isolados de B. subtilis testados para o controle da QPFC, em condições naturais, o ACB-69 diferiu da testemunha e de vários outros isolados, porém equiparou-se estatisticamente ao benomyl, proporcionando menor porcentagem de flores com sintomas e maior número médio de frutos efetivos. Ainda, sob condições de campo, isolados de cada uma das espécies Trichoderma viride, T. pseudokoningii e T. aureoviride foram ineficientes, apresentando o mesmo comportamento da testemunha. Em relação aos métodos de avaliação da doença, a porcentagem de flores com sintomas foi mais eficiente do que o número médio de frutos efetivos (NMFE), uma vez que esses resultam do efeito direto do patógeno.

Diagnóstico biológico e molecular e análise da seqüência de nucleotídeos do gene da proteína capsidial de um isolado do Apple stem pitting virus

O Apple stem pitting virus (ASPV) foi detectado por RT-PCR em amostras de cultivares de pereiras européias (Pyrus communis L.) cvs. Starkrimson e Abate Fetel, e asiáticas (P. pyrifolia var. culta) cvs. Kousui e Housui coletadas no início do outono de 2003 em pomar da Estação Experimental da Embrapa Uva e Vinho, Vacaria, RS. Utilizando várias combinações de oligonucleotídeos, foram amplificados fragmentos de DNA de 269 e 1554 pb, este último contendo o gene completo (1131 nt) da proteína capsidial do ASPV. Outro fragmento amplificado de 291 pb compreende parte do gene da polimerase viral. Estes fragmentos constituem-se em um excelente instrumento de diagnóstico do ASPV em pereiras. A comparação das seqüências de nucleotídeos do gene da proteína capsidial do ASPV com seqüências do banco de dados GenBank, revelou identidades de 89% com seqüências de um isolado alemão de macieira e de 85 a 88% com isolados poloneses, de pereiras. A indicadora herbácea Nicotiana occidentalis cv. 37B, inoculada mecanicamente com extrato foliar da cv. Housui, apresentou lesões locais necróticas, necrose foliar marginal e das nervuras. O ASPV também foi detectado por dot-ELISA nas cvs. Abate Fetel e Kousui, na cv. Starkrimson por imunoblot, e em Pyronia veitchii (Trabut) Guill. por enxertia de borbulhas da cv. Abate Fetel infetada.

Controle biológico de Monosporascus cannonballus com Chaetomium

O colapso do meloeiro (Cucumis melo), causado por Monosporascus cannonballus, é uma das principais enfermidades que acometem esta olerícola. O presente trabalho objetivou estudar o potencial do controle biológico de M. cannonballus com Chaetomium. Substrato infestado com 0,5; 1; 2; 4 e 8 x 10(5) UFC g-1 de Chaetomium foi colocado em bandejas, nas quais sementes de meloeiro do tipo Pele de Sapo cv. PS 1430 foram semeadas após duas semanas de incubação. As mudas obtidas foram transplantadas para vasos com substrato semelhante, sendo que neste momento o substrato foi infestado com mais 2,5 x 10(4) UFC g-1 de Chaetomium por vaso e 20 UFC g-1 de substrato de M. cannonballus. Três testemunhas foram utilizadas, uma infestada apenas com Chaetomium, outra somente com M. cannonballus e testemunha absoluta. O delineamento estatístico foi inteiramente casualizado com cinco repetições. As avaliações foram efetuadas aos 45 dias após o transplante, sendo calculado o índice geral de doença e o percentual de controle. O valor do índice geral de doença variou conforme o aumento da concentração de Chaetomium, sendo os menores valores encontrados para os tratamentos 4 e 8 x 10(5) UFC g-1de Chaetomium equivalentes a 0,9 e 0,6, respectivamente. A análise estatística demonstrou que os tratamentos correspondentes a 4 e 8 x 10(5) UFC g-1 de Chaetomium foram mais eficientes, diferindo dos demais, com percentual de controle superior a 55 %, evidenciado o potencial de Chaetomium no controle de M. cannonballus.

Controle biológico da queima-das-bainhas em arroz pela microbiolização de sementes com bactérias antagonistas

Objetivou-se avaliar o efeito de oito isolados bacterianos pré-selecionados de Pseudomonas synxatha, P. fluorescens, Bacillus subtilis, Bacillus sp. e Stenotrophomonas malthophilia no controle da queima-das-bainhas do arroz, causada por Rhizoctonia solani. Sementes da cultivar El Passo L144 foram imersas em suspensão (A540=0,5) de cada um dos isolados e agitadas por 30 min a 10ºC. Sementes imersas somente em solução salina e em salina mais fungicida (Carboxin + Thiran) foram utilizadas como testemunhas. Foram semeadas 10 sementes por vaso, em quatro repetições, dispostas em delineamento completamente casualizado. Foram realizados três ensaios, sendo que no primeiro foi possível selecionar três isolados como promissores, com reduções na severidade da doença atingindo 50, 33,3 e 16,7 %, respectivamente. Estes isolados foram utilizados nos ensaios posteriores, instalados em casa de vegetação e conduzidos até o ponto de colheita, onde foi possível observar o efeito biocontrolador propiciado, principalmente, pelo isolado de P. fluorescens DFs223, com reduções significativas na severidade da doença chegando a 88 e 91,7% no segundo e terceiro ensaios respectivamente. Em ambos os ensaios, houve incremento tanto do número de panículas quanto do número de perfilhos e da massa seca de raízes em até 42,8, 81,2 e 113% respectivamente, nas plantas tratadas com o isolado de P. fluorescens DFs223.

Peroxidases ativadas por frações protéicas de extrato biológico eficaz na proteção do tomateiro contra a mancha bacteriana

Uma formulação natural (VLAF) obtida da extração aquosa a frio de pó de tecido necrótico de lobeira (Solanum lycocarpum), infectado por Crinipellis perniciosa (Stahel) Singer, promoveu redução significativa no progresso da mancha foliar bacteriana (Xanthomonas campestris pv. vesicatoria), quando previamente pulverizado em folhas de tomateiro. Duas frações obtidas por precipitação salina, F0/30 e F30/60, apresentaram a maior parte das proteínas do extrato VLAF e foram submetidas à cromatografia de troca catiônica para separação das proteínas contidas nas frações. Os picos não retidos dessa cromatografia foram então submetidos à cromatografia de troca aniônica. Todos os picos, retidos e não retidos das duas cromatografias, foram amostrados e pulverizados sobre plantas de tomate cv. Santa Cruz Kada. Respostas diferenciais de atividade de peroxidases foram obtidas 14 horas após pulverizações. As amostras que induziram os maiores aumentos na atividade de peroxidases nas plantas foram o pico retido em CM-celulose da F0/30 (F0-30CMR) e o pico retido em DEAE-celulose da F30/60 (F30-60DEAER). Os resultados deste estudo indicaram a viabilidade da purificação e da caracterização de proteínas ou carboidratos eliciadores provenientes de VLAF.

Controle biológico da mancha-aquosa do melão por compostos bioativos produzidos por Bacillus spp.

A mancha-aquosa, causada por Acidovorax avenae subsp. citrulli (Aac) causa grandes prejuízos à cultura do melão. O controle dessa doença foi estudado in vivo, com microbiolização de sementes de melão Amarelo infectadas, com líquidos fermentados de Bacillus subtilis R14, B. megaterium pv. cerealis RAB7, B. pumilus C116 e Bacillus sp. MEN2, com e sem células bacterianas. O mecanismo de ação dos isolados foi estudado in vitro pelo método de difusão em ágar e os compostos bioativos parcialmente caracterizados por testes de hemólise e atividade surfactante. Nos testes in vivo, não houve diferença significativa entre os tratamentos com e sem células, indicando que o controle ocorreu devido à presença de compostos bioativos produzidos durante as fermentações. Todos os tratamentos diferiram da testemunha sem diferir entre si (P=0,05%). B. megaterium pv. cerealis RAB7 proporcionou redução da incidência (89,1%) e do índice de doença (92,7%), elevou o período de incubação da mancha-aquosa de 9,8 para 11,9 dias e reduziu a AACPD de 3,36 para 0,17. In vitro, todos isolados apresentaram antibiose contra Aac e os compostos bioativos foram parcialmente caracterizados como lipopeptídeos.