Arabidopsis thaliana PAD4 encodes a lipase-like gene that is important for salicylic acid signaling

The Arabidopsis PAD4 gene previously was found to be required for expression of multiple defense responses including camalexin synthesis and PR-1 gene expression in response to infection by the bacterial pathogen Pseudomonas syringae pv. maculicola. This report describes the isolation of PAD4. The predicted PAD4 protein sequence displays similarity to triacyl glycerol lipases and other esterases. The PAD4 transcript was found to accumulate after P. syringae infection or treatment with salicylic acid (SA). PAD4 transcript levels were very low in infected pad4 mutants. Treatment with SA induced expression of PAD4 mRNA in pad4–1, pad4–3, and pad4–4 plants but not in pad4–2 plants. Induction of PAD4 expression by P. syringae was independent of the regulatory factor NPR1 but induction by SA was NPR1-dependent. Taken together with the previous observation that pad4 mutants have a defect in accumulation of SA upon pathogen infection, these results suggest that PAD4 participates in a positive regulatory loop that increases SA levels, thereby activating SA-dependent defense responses.

Avaliação da qualidade microbiológica, contagem de Pseudomonas spp, e sua importância durante a obtenção e armazenamento de leite cru refrigerado no período de seca e chuva

Na propriedade rural, onde o leite cru refrigerado fica armazenado até a captação pelo caminhão tanque em coleta a granel, o mesmo é mantido a temperatura de refrigeração entre 1 a 4ºC por longos períodos (até 96 horas), os microrganismos psicrotróficos encontram condições favoráveis para sua multiplicação, produzindo enzimas proteolíticas e lipolíticas termotolerantes, podendo provocar alterações indesejáveis no leite e nos seus derivados. Quando estes microrganismos estão presentes em elevadas populações, pode ser indicativo de baixa qualidade do leite e insatisfatória condições sanitárias para o processamento. Devido a necessidade da melhora da qualidade dos produtos lácteos, objetivou-se a execução desta pesquisa realizando levantamentos sobre o cumprimento dos padrões microbiológicos exigidos pela atual legislação brasileira IN 62 (BRASIL, 2011), pesquisas sobre os microrganismos psicrotróficos, Pseudomonas spp. e produção de enzimas proteolítica e lipolítica por Pseudomonas spp. As coletas foram realizadas em 10 propriedades do Estado de São Paulo na Regional Agrícola do Escritório de Desenvolvimento Rural - EDR Limeira - SP, sendo, 5 propriedades com ordenha manual e 5 propriedades com ordenha mecânica, nos períodos de chuva e seca e em vários pontos durante a obtenção do leite cru refrigerado e também do leite com intervalo de 24 horas até a captação deste leite pelo caminhão. As médias das populações dos microrganismos mesófilos na ordenha manual, foi diferente estatisticamente significativo no leite recém ordenhado (1,52×106 UFC.mL-1) para o leite com 24 horas de armazenamento (2,67×107 UFC.mL-1) no período chuvoso, e na ordenha mecânica, o encontrado foi uma diferença estatisticamente significativa no leite recém ordenhado (3,87×106 UFC.mL-1) para o leite com 24 horas de armazenamento (9,82×108 UFC.mL-1) também no período chuvoso. Nas populações dos microrganismos psicrotróficos, suas médias diferiram estatisticamente na ordenha manual no período da chuva no leite recém ordenhado (1,48×104 UFC.mL-1) para o leite com 48 horas de armazenamento (1,49×105 UFC.mL-1) e na ordenha mecânica, o leite recém ordenhado (8,74×103 UFC.mL-1), com 24 horas de armazenamento (4,33×104 UFC.mL-1) não diferiram entre si e foram diferentes estatisticamente do leite com 48 horas de armazenamento (3,46×105 UFC.mL-1) apresentaram valor elevado, principalmente quando o leite cru refrigerado permanece por longos períodos de armazenamento na propriedade rural, que pode ser um sério fator de comprometimento pela produção de lipases ou proteases principalmente pelas Pseudomonas spp. onde em todos os pontos amostrados foram isolados este microrganismo produzindo enzimas (lipase e/ou protease). A maior porcentagem de atividade lipolítica foi verificada no período seco, já a maior porcentagem de atividade proteolítica foi verificada no período chuvoso. Contudo, deve-se intensificar as medidas de autocontrole para minimizar os efeitos dos microrganismos mesófilos e psicrotróficos sobre a qualidade do leite cru refrigerado e, consequentemente, de seus derivados.

Imobilização do fungo Penicillium citrinum CBMAI 1186 e lipase de Pseudomonas fluorescens em biopolímeros para aplicações em biocatálise

Diversos biomateriais podem ser aplicados como suportes na imobilização de células totais de fungos filamentosos ou enzimas isoladas, visando a manutenção e o prolongamento da atividade enzimática em processos biocatalíticos. Exemplos promissores de biomateriais são a fibroína da seda e o alginato de sódio. A fibroína é um material protéico com alta estabilidade térmica, elasticidade, resistência à tensão, não sofre ataque microbiano, baixo custo de purificação e alta tenacidade, o alginato é um biopolímero versátil, devido a suas propriedades gelificantes em soluções aquosas. Assim, neste trabalho empregou-se micélios do fungo derivado de ambiente marinho, Penicillium citrinum CBMAI 1186, livres e imobilizados em biopolímeros (fibra de algodão, fibra de fibroína da seda e fibra de paina) na biorredução quimiosseletiva, regiosseletiva e enantiosseletiva da ligação α,β-C=C de enonas α,β-, α,β,γ,δ- e di-α,β-insaturadas previamente sintetizados pela a reação de condensação aldólica. Foi possível a utilização do fungo P. citrinum CBMAI 1186 na redução quimiosseletiva, regiosseletiva e enantiosseletiva da ligação dupla carbono-carbono de sistemas α,β-insaturados. A imobilização do fungo P. citrinum CBMAI 1186 em biopolímeros (algodão, fibroína da seda, paina e quitosana) permitiu a prolongamento da atividade celular do fungo. O protocolo desenvolvido foi capaz de obter compostos até então descritos apenas por síntese clássica. Também foi realizado reações de resolução enzimática de derivados de haloidrinas por diferentes lipases microbianas de: Pseudomonas fluorescens, Candida cylindracea, Rhizopus niveus e Aspergillus niger. A lipase de P. fluorescens foi imobilizada em esferas de fibroína do bicho da seda (método 1, via adsorção) e em blenda com alginato de cálcio (método 2, via encapsulação) em diferentes condições, tais como, variação de solvente, variação da quantidade de enzima imobilizada e tempo de reação. As condições otimizadas foram empregadas em diferentes haloidrinas, rendendo elevados excessos enantioméricos (ee > 99%) e alta razão enanantiomérica (E > 200) para os produtos acetilados. Foi possível desenvolver um protocolo simples, barato e prático para a síntese enantiosseletiva de haloidrina reforçando a versatilidade da fibroína e do alginato como suportes de imobilização para catalisadores heterogêneos. Também foi possível utilizar a lipase imobilizada (método 2) na reação de transesterificação para obtenção do biodiesel etílico. As melhores condições para o bom funcionamento do biocatalisador foram: 30% do biocatalisador, 20% de n-hexano, relação óleo e etanol de 1:4 a 32 ºC por 48 h em agitação magnética (400 rpm). Essas condições permitiram a formação de 42% de rendimento do biodiesel etílico. O biocatalisador apresentou algumas limitações reacionais, tais como, fragilidade frente a elevadas temperaturas (> 32 ºC) e prolongado tempo de agitação magnética. Porém, permaneceu apto no meio por 4 ciclos consecutivas. Conclui-se que os biomateriais (fibroína, alginato e quitosana) podem ser utilizados como alternativas versáteis na imobilização de micélios de fungos filamentoso e de enzimas isoladas para aplicações em biocatalíticas.

Biotransformações na obtenção de hidróxi-selenetos e hidróxi-teluretos quirais

Neste trabalho foi estudado o comportamento de hidróxi-calcogenetos (Se e Te) frente a biotransformações, empregando enzimas isoladas em meio orgânico ou aquoso e empregando microorganismos (fungos). Estudos comparativos sobre a influência de diversas variáveis, como solvente, temperatura, imobilização enzimática e estrutura do hidróxi-calcogeneto, foram realizados. Inicialmente os compostos foram sintetizados utilizando métodos descritos na literatura, em seguida foi estudada a resolução de hidróxiselenetos em meio orgânico empregando lipases isoladas (Esquema 1), (ver arquivo), incluindo um estudo de imobilização da PSL em diversos suportes, além do estudo da influência da variação do solvente, da temperatura, da lipase, etc. Na resolução em meio aquoso empregando enzimas isoladas, primeiramente os hidróxi-selenetos foram acetilados quimicamente e depois realizado uma triagem (com dez enzimas de diferentes fontes) empregando indicador de pH colori métrico. Posteriormente os acetatos dos hidróxi-selenetos (Esquema 2) (ver arquivo) foram submetidos à resolução enzimática em meio aquoso empregando as enzimas que foram selecionadas na triagem enzimática. As biotransformações utilizando fungos foram realizadas empregando células inteiras de algumas linhagens de Aspergillus terreus. Na seqüência foi realizada a resolução de hidróxi-teluretos em meio orgânico utilizando lipases isoladas (Esquema 3)(ver arquivo). Nessas resoluções também foi estudada a influência da variação do solvente, da lipase, do tempo, etc. De forma a demonstrar a importância dos compostos resolvidos, um hidróxi-seleneto quiral e dois hidróxi-teluretos quirais foram usados para preparar compostos pertencentes a classes de unidades estruturais de vasta ocorrência em produtos naturais: um álcool alílico e duas lactonas (Esquema 4)(ver arquivo).

Modifying enzyme activity and selectivity by immobilization

Immobilization of enzymes may produce alterations in their observed activity, specificity or selectivity. Although in many cases an impoverishment of the enzyme properties is observed upon immobilization (caused by the distortion of the enzyme due to the interaction with the support) in some instances such properties may be enhanced by this immobilization. These alterations in enzyme properties are sometimes associated with changes in the enzyme structure. Occasionally, these variations will be positive. For example, they may be related to the stabilization of a hyperactivated form of the enzyme, like in the case of lipases immobilized on hydrophobic supports via interfacial activation. In some other instances, these improvements will be just a consequence of random modifications in the enzyme properties that in some reactions will be positive while in others may be negative. For this reason, the preparation of a library of biocatalysts as broad as possible may be a key turning point to find an immobilized biocatalyst with improved properties when compared to the free enzyme. Immobilized enzymes will be dispersed on the support surface and aggregation will no longer be possible, while the free enzyme may suffer aggregation, which greatly decreases enzyme activity. Moreover, enzyme rigidification may lead to preservation of the enzyme properties under drastic conditions in which the enzyme tends to become distorted thus decreasing its activity. Furthermore, immobilization of enzymes on a support, mainly on a porous support, may in many cases also have a positive impact on the observed enzyme behavior, not really related to structural changes. For example, the promotion of diffusional problems (e.g., pH gradients, substrate or product gradients), partition (towards or away from the enzyme environment, for substrate or products), or the blocking of some areas (e.g., reducing inhibitions) may greatly improve enzyme performance. Thus, in this tutorial review, we will try to list and explain some of the main reasons that may produce an improvement in enzyme activity, specificity or selectivity, either real or apparent, due to immobilization.

Effects of climate change on fisheries : from a global to a regional perspective

Tese de doutoramento, Biologia (Biologia Marinha e Aquacultura), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2016

Progress report - California Cooperative Oceanic Fisheries Investigations.

At head of title: State of California, Dept. of Fish and Game, Marine Research Committee.

Lipoprotein lipase and lipolysis in milk

Bovine milk contains a lipoprotein lipase that accounts for most, if not all, of its lipolytic activity. The total lipase activity in raw milk is sufficient to cause rapid hydrolysis of a large proportion of the fat. However, in reality this does not happen, because the lipase is prevented from accessing the fat by the milkfat globule membrane. Physical damage to this membrane in raw milk initiates lipolysis. Furthermore, simply cooling certain individual milks soon after secretion can initiate the so-called spontaneous lipolysis. The biochemical basis of spontaneous lipolysis is still poorly understood, but it appears to be related to a balance between activating and inhibiting factors in the milk. Lipolysis in milk and milk products causes rancid off-flavours and other problems, and is a constant concern in the dairy industry. A thorough understanding of the mechanism of lipolysis and constant vigilance by operatives is required to minimize lipase-related problems. (c) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Catalysts in production of biodiesel:a review

Biodiesel is a renewable substitute fuel for petroleum diesel fuel which is made from nontoxic, biodegradable, renewable sources such as refined and used vegetable oils and animal fats. Biodiesel is produced by transesterification in which oil or fat is reacted with a monohydric alcohol in the presence of a catalyst. The process of transesterification is affected by the mode of reaction, molar ratio of alcohol to oil, type of alcohol, nature and amount of catalysts, reaction time, and temperature. Various studies have been carried out using different oils as the raw material and different alcohols (methanol, ethanol, butanol), as well as different catalysts, notably homogeneous ones such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sulfuric acid, and supercritical fluids or enzymes such as lipases. Recent research has focused on the application of heterogeneous catalysts to produce biodiesel, because of their environmental and economic advantages. This paper reviews the literature regarding both catalytic and noncatalytic production of biodiesel. Advantages and disadvantages of different methods and catalysts used are discussed. We also discuss the importance of developing a single catalyst for both esterification and transesterification reactions.

Managing small-scale commercial fisheries for adaptive capacity: Insights from dynamic social-ecological drivers of change in Monterey Bay

Globally, small-scale fisheries (SSFs) are driven by climate, governance, and market factors of social-ecological change, presenting both challenges and opportunities. The ability of small-scale fishermen and buyers to adapt to changing conditions allows participants to survive economic or environmental disturbances and to benefit from optimal conditions. This study presented here identifies key large-scale factors that drive SSFs in California to shift focus among targets and that dictate long-term trends in landings. We use Elinor Ostrom’s Social-Ecological System (SES) framework to apply an interdisciplinary approach when identifying potential factors and when understanding the complex dynamics of these fisheries. We analyzed the interactions among Monterey Bay SSFs over the past four decades since the passage of the Magnuson Stevens Fisheries Conservation and Management Act of 1976. In this region, the Pacific sardine (Sardinops sagax), northern anchovy (Engraulis mordax), and market squid (Loligo opalescens) fisheries comprise a tightly linked system where shifting focus among fisheries is a key element to adaptive capacity and reduced social and ecological vulnerability. Using a cluster analysis of landings, we identified four modes from 1974 to 2012 that were dominated by squid, sardine, anchovy, or lacked any dominance, enabling us to identify external drivers attributed to a change in fishery dominance during seven distinct transition points. Overall, we show that market and climate factors drive the transitions among dominance modes. Governance phases most dictated long-term trends in landings and are best viewed as a response to changes in perceived biomass and thus a proxy for biomass. Our findings suggest that globally, small-scale fishery managers should consider enabling shifts in effort among fisheries and retaining existing flexibility, as adaptive capacity is a critical determinant for social and ecological resilience.

The Southern Ocean and South Pacific Region

The Region comprises three sub-regions (FAO Statistical Areas) with very different characteristics. The South Pacific includes the vast and virtually unpopulated Southern Ocean surrounding the Antarctic. It has the world’s largest fisheries off Peru and Chile and some of the world’s best managed fisheries in Australia and New Zealand. The Region has over 27% of the world’s ocean area and over 98% of the Region’s total area of 91 million km2 is ‘open ocean’. The Region contains less than 5% of the global continental shelf area and only a fraction of this area is covered by three large marine ecosystems (the New Zealand Shelf, the Humboldt Current and the Antarctic large marine ecosystems (LMEs). The Humboldt Current System (HCS) is the world’s largest upwelling which provides nutrients for the world’s largest fisheries. The Region also has a high number of seamounts. The marine capture fisheries of the Region produce over 13 million tons annually and an expanding aquaculture industry produces over 1.5 million tons. Peru’s anchoveta fishery provides about half the world’s supply of fish meal and oil, key ingredients of animal and fish feeds. El Niño Southern Oscillations (ENSOs), known more generally as El Niños, can substantially change the species composition of the key small pelagic catches (anchovy, sardine, horse mackerel and jack mackerel) causing production to fluctuate from about 4-8 million tons. Partly due to the lack of upwelling and shelf areas, fisheries production in the Southern Ocean and Area 81 is relatively small but supports economically important commercial and recreational fisheries and aquaculture in New Zealand and in New South Wales (Australia). Krill remains a major underexploited resource, but is also a keystone species in the Antarctic food web. The Region is home to numerous endangered species of whales, seals and seabirds and has a high number of seamounts, vulnerable ecosystems fished for high-value species such as orange roughy.

The Southern Ocean and South Pacific Region

The Region comprises three sub-regions (FAO Statistical Areas) with very different characteristics. The South Pacific includes the vast and virtually unpopulated Southern Ocean surrounding the Antarctic. It has the world’s largest fisheries off Peru and Chile and some of the world’s best managed fisheries in Australia and New Zealand. The Region has over 27% of the world’s ocean area and over 98% of the Region’s total area of 91 million km2 is ‘open ocean’. The Region contains less than 5% of the global continental shelf area and only a fraction of this area is covered by three large marine ecosystems (the New Zealand Shelf, the Humboldt Current and the Antarctic large marine ecosystems (LMEs). The Humboldt Current System (HCS) is the world’s largest upwelling which provides nutrients for the world’s largest fisheries. The Region also has a high number of seamounts. The marine capture fisheries of the Region produce over 13 million tons annually and an expanding aquaculture industry produces over 1.5 million tons. Peru’s anchoveta fishery provides about half the world’s supply of fish meal and oil, key ingredients of animal and fish feeds. El Niño Southern Oscillations (ENSOs), known more generally as El Niños, can substantially change the species composition of the key small pelagic catches (anchovy, sardine, horse mackerel and jack mackerel) causing production to fluctuate from about 4-8 million tons. Partly due to the lack of upwelling and shelf areas, fisheries production in the Southern Ocean and Area 81 is relatively small but supports economically important commercial and recreational fisheries and aquaculture in New Zealand and in New South Wales (Australia). Krill remains a major underexploited resource, but is also a keystone species in the Antarctic food web. The Region is home to numerous endangered species of whales, seals and seabirds and has a high number of seamounts, vulnerable ecosystems fished for high-value species such as orange roughy.