O pré-tratamento hidrotérmico no conceito das biorrefinarias

Hoje em dia os pré-tratamentos precisam ser robustos, para num mesmo processo, se produzirem compostos de alto valor acrescentado, como os xilooligossacarídeos (XOS) que podem ser aplicados na indústria alimentar, farmacêutica e energética, além de isto a produção de substratos para a conversão em biocombustíveis, como o bioetanol, e assim reduzir os altos custos das biorrefinerias de segunda geração. Além disso, é fundamental no desenvolvimento de reatores que ajudem a eficientar o processo de aquecimento em processos hidrotérmicos. Por tanto, o processo hidrotérmico reúne as características para ser aplicado ao conceito de biorrefinaria de segunda geração. Neste trabalho, apresenta-se o fundamento, e uma serie aplicações do pré-tratamento hidrotérmico realizados no nosso grupo de trabalho.

Bioethanol production by Saccharomyces cerevisiae, Pichia stipitis and Zymomonas mobilis from delignified coconut fibre mature and lignin extraction according to biorefinery concept

In search to increase the offer of liquid, clean, renewable and sustainable energy in the world energy matrix, the use of lignocellulosic materials (LCMs) for bioethanol production arises as a valuable alternative. The objective of this work was to analyze and compare the performance of Saccharomyces cerevisiae, Pichia stipitis and Zymomonas mobilis in the production of bioethanol from coconut fibre mature (CFM) using different strategies: simultaneous saccharification and fermentation (SSF) and semi-simultaneous saccharification and fermentation (SSSF). The CFM was pretreated by hydrothermal pretreatment catalyzed with sodium hydroxide (HPCSH). The pretreated CFM was characterized by X-ray diffractometry and SEM, and the lignin recovered in the liquid phase by FTIR and TGA. After the HPCSH pretreatment (2.5% (v/v) sodium hydroxide at 180 °C for 30 min), the cellulose content was 56.44%, while the hemicellulose and lignin were reduced 69.04% and 89.13%, respectively. Following pretreatment, the obtained cellulosic fraction was submitted to SSF and SSSF. Pichia stipitis allowed for the highest ethanol yield 90.18% in SSSF, 91.17% and 91.03% were obtained with Saccharomyces cerevisiae and Zymomonas mobilis, respectively. It may be concluded that the selection of the most efficient microorganism for the obtention of high bioethanol production yields from cellulose pretreated by HPCSH depends on the operational strategy used and this pretreatment is an interesting alternative for add value of coconut fibre mature compounds (lignin, phenolics) being in accordance with the biorefinery concept.

Valorization of eucalyptus wood by glycerol-organosolv pretreatment within the biorefinery concept: an integrated and intensified approach

The efficient utilization of lignocellulosic biomass and the reduction of production cost are mandatory to attain a cost-effective lignocellulose-to-ethanol process. The selection of suitable pretreatment that allows an effective fractionation of biomass and the use of pretreated material at high-solid loadings on saccharification and fermentation (SSF) processes are considered promising strategies for that purpose. Eucalyptus globulus wood was fractionated by organosolv process at 200 C for 69 min using 56% of glycerol-water. A 99% of cellulose remained in pretreated biomass and 65% of lignin was solubilized. Precipitated lignin was characterized for chemical composition and thermal behavior, showing similar features to commercial lignin. In order to produce lignocellulosic ethanol at high-gravity, a full factory design was carried to assess the liquid to solid ratio (3e9 g/g) and enzyme to solid ratio (8e16 FPU/g) on SSF of delignified Eucalyptus. High ethanol concentration (94 g/L) corresponding to 77% of conversion at 16FPU/g and LSR ¼ 3 g/g using an industrial and thermotolerant Saccharomyces cerevisiae strain was successfully produced from pretreated biomass. Process integration of a suitable pretreatment, which allows for whole biomass valorization, with intensified saccharification-fermentation stages was shown to be feasible strategy for the co-production of high ethanol titers, oligosaccharides and lignin paving the way for cost-effective Eucalyptus biorefinery.

Hacia un nuevo modelo de coparticipación provincial como estrategia para revertir las desigualdades regionales

Enfocado en el modelo de coparticipación de recursos provinciales y continuando un programa de trabajo que el equipo ha iniciado en 2004, el presente estudio destaca la ausencia de criterios sociales y de gestión en los actuales parámetros de distribución de recursos desde la Provincia hacia los Municipios y Comunas cordobeses. En consecuencia, resulta atinado afirmar que el actual modelo configura situaciones de profunda injusticia distributiva. Esta investigación se orienta a la formulación de una propuesta de acción directamente vinculada a la problemática que aborda, al formular un nuevo modelo de distribución de recursos entre la jurisdicción superior de gobierno y las jurisdicciones inferiores que contenga criterios vinculados al nivel de desarrollo actual y potencial de cada comunidad y a resultados objetivos y verificables de las gestiones locales. La implementación de un nuevo régimen de coparticipación sobre la base de criterios sociales y de gestión –incluyendo parámetros poblacionales-, persigue como objetivo fundamental posicionar un poderoso instrumento de políticas públicas como medio para contribuir a reparar situaciones de injusticia distributiva. Así, el proyecto innova al plantear una nueva perspectiva de análisis de las desigualdades regionales que enfatiza en las dimensiones financieras y de gestión.

Efecto de las Fenotiazinas sobre la vitalidad del Trypanosoma cruzi

La Enfermedad de Chagas, causada por el Tripanosoma cruzi es una parasitosis ampliamente difundida en los países latinoamericanos, constituyendo una patología con un intrincado problema bioecológico y político social. Dado que existen sólo dos drogas tripanocidas aprobadas por la Organización Mundial de la Salud (OMS) efectivas durante la fase aguda de la enfermedad (Nifrutimox, Benznidasol) y con un alto nivel de toxicidad, es que resulta de imperiosa necesidad la búsqueda de nuevos agentes terapéuticos que presenten menores riesgos y mayores beneficios para el paciente, así como para la quimioprofilaxis de la sangre a transfundir en zonas alejadas de centros de salud de complejidad. Hemos demostrado que algunas fenotiazinas, derivados tricíclicos y usados en la clínica psiquiátrica resultan letales sobre tripomastigotes y epimastigotes de T. cruzi, cepa Tulahuen, produciendo disrupción de membrana celular con liberación del contenido citoplasmático o disrupción de la mitocondria del parásito con la consiguiente alteración en la producción de ATP y la posterior muerte del mismo. Los ensayos "in vivo" han revelado ausencia o disminución de la parasitemia con importante sobrevida de los ratones infectados. El presente plan de trabajo tiene como objetivos: Continuar con los estudios de los efectos de derivados fenotiazínicos (Tioridazina) e iniciar el de otros compuestos (Propanolol), sobre la vitalidad del T. cruzi en diseños "in vitro" e "in vivo". El conocimiento de los mecanismos de acción de los compuestos señalados sobre la biología y composición química del parásito, así como sobre el huésped facilitará el hallazgo de potenciales agentes terapéuticos para la Enfermedad de Chagas experimental.

La plasticidad sináptica en hipocampo como posible sustrato neurobiológico del desarrollo de tolerancia rápida a benzodiazepinas

La administración crónica de bezodiazepinas induce tolerancia a sus efectos sedativos, como así también los que se observan sobre las alteraciones motoras y a su efecto como relajante muscular. Es de destacar que el desarrollo de tolerancia a las distintas acciones mencionadas, se desarrolla de manera rápida. Recientemente distintos autores han descripto que la administración previa de antagonistas de los receptores al glutámico de tipo N-metil-D-aspartato (NMDA) es capaz de revertir el desarrollo de tolerancia al efecto hipolocomotor de diazepam (DZ). Resultados recientes de este laboratorio han demostrado que durante el desarrollo de tolerancia al efecto hipolocomotor de DZ se produce un incremento de la plasticidad sináptica en el hipocampo de estos animales. Ha sido sugerido que un fenómeno asociativo o de aprendizaje, subyace al desarrollo de tolerancia a benzodiazepina como así también al desarrollo de tolerancia a otras drogas psicoactivas. Los receptores de glutamato, involucrados en la prevención del desarrollo a la tolerancia a DZ, como así también a otras drogas psicoactivas, es un tipo de receptores al glutámico, llamado NMDA. Estos receptores han sido relacionados con la plasticidad neural y conductual. Más aún, se ha propuesto que proponen que la tolerancia y la dependencia a opiáceos depende de la activación de receptores NMDA. Objetivos del proyecto: * Demostrar que en el desarrollo rápido de tolerancia al efecto hipolocomotor de DZ participan elementos que demuestran la existencia de un proceso de aprendizaje. * Determinar si el incremento de la plasticidad sináptica observada en el hipocampo de animales en los cuales se desarrolló tolerancia al efecto hipolocomotor de DZ, puede ser el sustrato neurobiológico del proceso de aprendizaje postulado.

Estudios sobre aspectos bioquímicos, moleculares y funcionales de proteínas del citoesqueleto

Los microtúbulos son elementos del citoesqueleto celular y están constituidos por tubulina, la proteína cuantitativamente más importante y proteínas asociadas a microtúbulos (MAPs) conocidas como HMW y tau. En la célula los microtúbulos participan en numerosas funciones. En el caso de la enfermedad de Alzheimer, la red de microtúbulos se encuentra disminuida y se observa un acúmulo de manojos de filamentos de tau hiperfosforilada. En este proyecto se estudiará de qué manera el grado de fosforilación de tau influye sobre la formación de microtúbulos y sobre la interacción con tubulina, tau normal, MAP 1 Y MAP 2. Se espera tener un mayor conocimiento acerca de las causas por las cuales, en la enfermedad de Alzheimer, hay una alteración en la formación de microtúbulos y un acúmulo de filamentos helicoidales de tau hiperfosforilada. Otros aspectos de nuestros estudios están dirigidos a conocer la función post-traducción de detirosinación-tirosinación de la tubulina. En esta reacción participan dos enzimas: una carboxipeptidasa que remueve la tirosina del terminal COOH de la tubulina alfa y una ligasa que es capaz de reincorporar la tirosina removida. En este proyecto está programado obtener el cDNA de la ligasa de rata y analizar la secuencia y la expresión de la enzima, "in vivo", en diferentes tejidos. El rol funcional de la ligasa será analizado en líneas celulares y en cultivos primarios de células neuronales y no neuronales. Por último, otro aspecto en estudio está relacionado al reciente hallazgo en nuestro laboratorio, de que la tubulina hidrofóbica de membrana no es, como se venía sosteniendo desde hacía varios años, una proteína integral de membrana sino una proteína periférica. De acuerdo a nuestros resultados esta proteína contiene una alta proporción de la isoespecie acetilada. Aparentemente nuestros resultados indican que la proteína hidrofóbica proviene de microtúbulos que interaccionan con membranas. Nuestro objetivo es establecer si el carácter hidrofóbico constituye una propiedad intrínseca de la tubulina (que parece poco probable) o a la interacción con un componente de membrana. Los objetivos generales correspondientes al presente proyecto comprenden: a) Estudios acerca del rol que cumplen las MAPs en el mecanismo de la degeneración neurofibrilar en la Enfermedad de Alzheimer. b) Estudios moleculares acerca de la reacción de tirosinación/detirosinación de la tubulina: Rol funcional de la tubulina tirosina ligasa. c) Estudios acerca de las propiedades de la tubulina de membrana.