Atividade microbiana e enzimática em sedimentos de manguezais contaminados ou não com derramamento de óleo.

Sedimentos de mangue contaminados ou não com produtos derivados do petróleo foram avaliados quanto à atividade microbiana e enzimática. Os maiores valores de C da biomassa microbiana foram obtidos nas áreas mais próximas ao mar, independentemente da contaminação. Os valores obtidos foram, em média, 73% maiores do que o observado para a área mais longe do mar. Os sedimentos da área contaminada não apresentaram menores valores de Cmic/Corg e nem maiores valores de qCO2 o que demonstra o desenvolvimento de uma população de microrganismos bem adaptada às condições reinantes. É interessante que trabalhos posteriores estudem a diversidade destes microrganismos e o possível impacto que estas mudanças poderiam causar no caso de se adotar estratégias para recuperação desta área.

Atividade microbiana e enzimática em sedimentos de manguezais contaminados ou não com derramamento de óleo.

2008

Fungos endofíticos em Eugenia brasiliensis: prospecção química, biológica, enzimática e avaliação do co-cultivo e epigenética em Xylaria cubensis, Diaporthe sp. e Colletotrichum sp.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Utilização de co-solventes na produção de biodiesel a partir de óleo residual e etanol por catálise enzimática

A constante e sistemática subida de preço dos combustíveis fósseis e as contínuas preocupações com o meio ambiente determinaram a procura de soluções ambientalmente sustentáveis. O biodiesel surge, então, como uma alternativa para essa problemática, bem como uma solução para resíduos líquidos e gordurosos produzidos pelo ser humano. A produção de biodiesel tem sido alvo de extensa atenção nos últimos anos, pois trata-se de um combustível biodegradável e não poluente. A produção de biodiesel pelo processo de transesterificação usando álcoois de cadeia curta e catalisadores químicos, nomeadamente alcalinos, tem sido aceite industrialmente devido à sua elevada conversão. Recentemente, a transesterificação enzimática tem ganho adeptos. No entanto, o custo da enzima permanece uma barreira para a sua aplicação em grande escala. O presente trabalho visa a produção de biodiesel por transesterificação enzimática a partir de óleo residual de origem vegetal. O álcool usado foi o etanol, em substituição do metanol usado convencionalmente na catálise homogénea, pois a atividade da enzima é inibida pela presença deste último. As maiores dificuldades apresentadas na etanólise residem na separação das fases (Glicerol e Biodiesel) após a reação bem como na menor velocidade de reação. Para ajudar a colmatar esta desvantagem foi estudada a influência de dois cosolventes: o hexano e o hexanol, na proporção de 20% (v/v). Após a escolha do co-solvente que permite obter melhor rendimento (o hexano), foi elaborado um planeamento fatorial no qual se estudou a influência de três variáveis na produção de biodiesel por catálise enzimática com etanol e co-solventes: a razão molar óleo/álcool (1:8, 1:6 e 1:4), a quantidade de co-solvente adicionado (30, 20 e 10%, v/v) e o tempo de reação (48, 36 e 24h). A avaliação do processo foi inicialmente seguida pelo rendimento da reação, a fim de identificar as melhores condições, sendo substituída posteriormente pela quantificação do teor de ésteres por cromatografia em fase gasosa. O biodiesel com teor de ésteres mais elevado foi produzido nas condições correspondentes a uma razão molar óleo:álcool de 1:4, com 5g de Lipozyme TL IM como catalisador, 10% co-solvente (hexano, v/v), à temperatura de 35 ºC durante 24h. O rendimento do biodiesel produzido sob estas condições foi de 73,3%, traduzido em 64,7% de teor de ésteres etílicos. Contudo o rendimento mais elevado que se obteve foi de 99,7%, para uma razão óleo/álcool de 1:8, 30% de co-solvente (hexano, v/v), reação durante 48h a 35 ºC, obtendo-se apenas 46,1% de ésteres. Por fim, a qualidade do biodiesel foi ainda avaliada, de acordo com as especificações da norma EN 14214, através das determinações de densidade, viscosidade, ponto de inflamação, teor de água, corrosão ao cobre, índice de acidez, índice de iodo, teor de sódio (Na+) e potássio (K+), CFPP e poder calorífico. Na Europa, os ésteres etílicos não têm, neste momento, norma que os regule quanto à classificação da qualidade de biodiesel. Contudo, o biodiesel produzido foi analisado de acordo com a norma europeia EN14214, norma esta que regula a qualidade dos ésteres metílicos, sendo possível concluir que nenhum dos parâmetros avaliados se encontra em conformidade com a mesma.

ATIVIDADE DE ß-GLUCOSIDASES EM EXTRATO ENZIMÁTICO OBTIDO DE AMÊNDOAS DE PÊSSEGO

RESUMO A presença dos glicosídeos cianogênicos amigdalina e prunassina, e de ß-glucosidases as quais hidrolisam estas moléculas, faz com que a amêndoa de pêssego apresente potencial toxidez pela possibilidade de liberação de cianeto de hidrogênio, impossibilitando a utilização da amêndoa e de subprodutos como alimentos. Até o presente, não há dados disponíveis na literatura sobre as condições de hidrólise das enzimas presentes neste material. Este trabalho visou a mensurar o conteúdo de amigdalina, e as condições ideais de pH, temperatura e concentração do substrato de extrato bruto de ß-glucosidases para a atuação enzimática, em amêndoas de pêssego. Os resultados demonstraram a presença do glicosídeo na amêndoa de pêssego em níveis semelhantes aos relatados para outras amêndoas. Quanto à atividade de ß-glucosidase, a enzima apresentou Km e Vmáx de 2,7 mmol.L-1 de amigdalina e 0,1407 mmol de glicose.min-1.mg-1 de proteína, respectivamente, valores que indicam menor afinidade pelo substrato amigdalina do que de enzimas purificadas que catalisam as mesmas reações. O pH ótimo da enzima foi o 7,0, porém entre 5,0; 6,0 e 8,0 ainda ocorre elevada atividade. A enzima demonstrou estabilidade nas temperaturas empregadas neste estudo, apresentando máxima atividade a 60ºC. Deste modo, o uso destas alterações não é suficiente para inativação enzimática e utilização segura das amêndoas de pêssego.

Atividade relativa da catalase de losna-branca (Parthenium hysterophorus) comparada à de outras espécies daninhas

Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar a atividade relativa da catalase em extrato aquoso de losna-branca (Parthenium hysterophorus), bem como comparála à atividade da catalase de outras espécies daninhas. O trabalho constou de três fases, que envolveram a padronização do método, comparação da atividade relativa da catalase de plantas da família Asteraceae e comparação com outras 11 espécies daninhas, sendo estas: Euphorbia heterophylla, Alternanthera tenella, Cenchrus echinatus, Panicum maximum, Amaranthus viridis, Ipomoea hederifolia, Galinsoga parviflora, Bidens pilosa, Sonchus oleraceus, Cyperus rotundus e Commelina benghalensis. Observou-se resposta linear crescente da reação entre extrato aquoso de losna-branca e peróxido de hidrogênio, em razão da concentração do extrato vegetal. Em todas as fases, a atividade relativa da catalase de extrato de losna-branca foi superior à atividade da catalase das demais espécies daninhas. Com os dados obtidos nas três fases, conclui-se que a maior atividade relativa observada para a catalase da losnabranca contribui significativamente para a tolerância dessa espécie ao herbicida paraquat. Essa maior atividade pode ser consequência da maior concentração enzimática nas células ou devido à maior atividade intrínseca da enzima (afinidade enzima-substrato), havendo necessidade de estudos mais precisos para essa conclusão.

Isolamento de oligossacarídeos de xiloglucano de dicotiledôneas através de hidrólise enzimática e cromatografia de exclusão molecular

Oligossacarídeos derivados do xiloglucano, um polissacarídeo constituinte da parede celular vegetal, vêm sendo considerados como moléculas capazes de sinalizar e/ou regular eventos relacionados ao crescimento e à expansão celular. A purificação desses oligossacarídeos é imprescindível para a realização de ensaios relativos à sua atividade biológica. Neste trabalho, xiloglucanos foram extraídos a partir de sementes de copaíba (Copaifera langsdorffii Desf.) e suspensões celulares de feijão (Phaseolus vulgaris L.) e hidrolisados com celulase (endo-glucanase) para obtenção dos oligossacarídeos de xiloglucano, os OXGs. Os resultados obtidos mostram que a técnica de cromatografia dupla em gel de exclusão molecular foi eficiente para purificação dos oligossacarídeos, apresentando OXGs dos tipos XLLG e XXXG com grau de pureza próximo a 90%, e do tipo XXFG próximo de 80%.

Influência das variáveis de processo na alcoólise enzimática de óleo de mamona

O potencial de aplicação de lipases em processos biotecnológicos para a modificação de óleos e gorduras tem sido objeto de grande interesse nos meios científico, econômico e industrial nos últimos anos. Além da atividade de hidrólise de ésteres, as lipases podem catalisar uma grande variedade de reações de esterificação, transesterificação e poliesterificação. A transesterificação inclui acidólise, interesterificação e alcoólise. Neste trabalho reações de alcoólise de óleo de mamona para produção de ésteres de ácidos graxos foram estudadas devido a sua importância na obtenção de, por exemplo, agentes de antifricção, emulsificantes, intermediários para produzir uma numerosa quantidade de oleoquímicos e combustível alternativo ao diesel e/ou aditivo ao diesel de petróleo (biodiesel). Neste contexto, foi estudada a etanólise enzimática de óleo de mamona com lipase comercial (Lipozyme IM) usando n-hexano como solvente. Os experimentos foram realizados variando a temperatura, as concentrações de água e enzima no meio reacional e a razão molar óleo-etanol, de acordo com um planejamento de experimentos pré-estabelecidos. Um modelo empírico foi utilizado para avaliar a influência das variáveis de processo no rendimento e, desta forma, as condições de operação que maximizam a produção de ésteres foram estabelecidas para a enzima utilizada.

Produção de concentrados de frutose por inulinases de Penicillium janczewskii e atividade sobre o nível de glicose plasmática em ratos diabéticos

A frutose é utilizada atualmente como adoçante para diabéticos, sendo produzida comercialmente por hidrólise do amido, sob um processo de alto custo que envolve três etapas enzimáticas usando alfa-amilase, amiloglicosidase e glicose isomerase. Uma alternativa para a produção de concentrados de frutose é a hidrólise enzimática da inulina, polímero de frutose encontrado em Asteráceas, incluindo espécies nativas do cerrado. Nesse caso, através de uma única etapa enzimática obtêm-se concentrados com até 95% de frutose. Embora baixos níveis desse açúcar possam ser metabolizados na ausência de insulina, seu efeito sobre a redução do nível de glicose plasmática ainda não está completamente esclarecido. No presente trabalho foi avaliada a ação da frutose produzida por hidrólise da inulina de Vernonia herbacea (Asteraceae) por inulinases de Penicillium janczewskii no nível de glicose plasmática de ratos diabéticos. Dentre os animais diabéticos tratados não foi verificada mortalidade, havendo redução de 46% em média (p<1% no teste de Tukey) dos níveis de glicose plasmática quando comparados aos controles. A considerável produção de inulina em V. herbacea, a alta atividade inulinásica de P. janczewskii e a ausência de mortalidade dos animais tratados demonstram que a frutose obtida por essa via pode ser uma alternativa viável para a produção comercial desse açúcar.

Produção de isomaltulose a partir da transformação enzimática da sacarose, utilizando-se Erwinia sp D12 imobilizada com alginato de cálcio

A glicosiltransferase de Erwinia sp D12 é capaz de converter a sacarose em isomaltulose (6-o-alfa-glicopiranosil D-frutofuranose), um açúcar alternativo que apresenta baixo potencial cariogênico, e que pode ser utilizado em chocolates, gomas de mascar e balas. A isomaltulose é também utilizada na produção de isomalte, uma mistura de açúcar álcool, de baixo valor calórico e baixo potencial cariogênico. No estudo da influência dos componentes do meio de cultivo, na produção de glicosiltransferase, em frascos agitados, foi obtido maior atividade da enzima (12,8 unidades de atividade/mL do meio de cultura) em meio de cultura A constituído de melaço 12% (p/v) de sólidos solúveis totais, peptona 4% (p/v) e extrato de carne 0,4% (p/v). No estudo do efeito do tempo e da temperatura na fermentação da linhagem de Erwinia sp D12, em fermentador New Brunswick de 3L, contendo meio de cultura A, foi obtida maior atividade de glicosiltransferase (15,6 unidades de atividade/ mL de meio de cultura) na fase exponencial de crescimento após 8 horas de fermentação a 30ºC. Na produção de isomaltulose a partir da sacarose utilizando-se células de Erwinia sp D12 imobilizadas em alginato de cálcio, estudou-se o efeito da temperatura (25 - 35ºC) e da concentração de substrato (12,5 - 60% p/v). Foi obtido um rendimento em torno de 50% de isomaltulose, com soluções de sacarose entre 20-30% (p/v) a 35ºC. Concentrações em excesso de sacarose (ao redor de 40% p/v) afetaram a atividade da célula imobilizada, diminuindo a conversão de sacarose em isomaltulose. O xarope de isomaltulose foi purificado através de cromatografia de troca iônica e o eluato cristalizado por abaixamento de temperatura. Os cristais apresentaram 91,39% de isomaltulose.

Hidrólise enzimática do óleo de pescado

O óleo de pescado tem sido alvo de várias pesquisas em função dos benefícios nutricionais dos ácidos graxos poliinsaturados. Esse fato pode ser comprovado pelos estudos epidemiológicos que relacionam a baixa incidência de doenças cardiovasculares com o consumo de ácidos graxos n-3 (EPA-eicosapentaenóico e DHA-docosahexaenóico) provenientes de peixes marinhos. A obtenção de ácidos graxos poliinsaturados n-3 pode ser realizada por hidrólise enzimática. A hidrólise enzimática de óleos e gorduras, ou lipólise, é bem conhecida e vem sendo estudada para produzir ácidos graxos e modificar as gorduras por esterificação, transesterificação e interesterificação. O objetivo deste trabalho foi a obtenção de ácidos graxos poliinsaturados por hidrólise enzimática do óleo de pescado industrial. A hidrólise de 1262,81 µmoles de óleo de pescado com lipase pancreática porcina (concentração de extrato enzimático de 7,647 mg.mL-1), 60 minutos, 38 °C, pH 8, tampão NH4Cl-NH4OH. Os produtos da hidrólise foram separados por cromatografia em coluna e caracterizados por cromatografia em camada delgada (TLC) e gasosa (GLC). A enzima apresentou uma atividade específica de 10,14 ± 0,15 UE.mg de proteínas-1 e com 60 minutos de reação se obteve 44,45% de hidrólise com 1865,76 ± 41,15 µmols de ácidos graxos. Foram identificados ácidos graxos livres, mono-acilgliceróis, di-acilgliceróis e tri-acilgliceróis. Na fração dos tri-acilgliceróis verificou-se um aumento de 46,14% e 40,23% de ácido araquidônico e eicosapentaenóico (EPA) respectivamente, enquanto que na fração monoacilglicerol um acréscimo de 96,96% e 52,55% de DPA e DHA.

Síntese e enriquecimento enantiomérico via catálise enzimática do sistema 5-bromo-12-oxa-pentaciclo[6.2.16,9.12,7.12,10]dodeca-4-eno-3-endo-ol e derivados. RMN de 1H e 13C: correlação de parâmetros teóricos e experimentais

Partindo de ciclopentadieno, ciclohexadieno, p-benzoquinona e 2,5-dibromo-pbenzoquinona, os adutos 1, 5, 30 e 31 foram sintetizados. Os adutos 1, 5 e 30 foram utilizados como produtos de partida para a síntese de 13 (treze) novos compostos, em sua maioria com potenciais características para apresentarem atividade biológica inibidora de glicosidases e reguladora da liberação de Insulina no sangue. O aduto 31 é inédito na literatura até o momento. Cinco novas propostas de mecanismos são apresentadas. Os álcoois racêmicos 6 e 29 foram submetidos a reações de transesterificação catalisadas por lipase de Pseudomonas cepacia em diferentes preparações e seus enantiômeros separados com enantiosseletividade (E) maior que 100 em todos os casos. Este processo resultou, também, na obtenção dos respectivos acetatos 43 e 44 enantiomericamente puros e com excelentes rendimentos químicos. Os compostos 6, 29 e 34 depois de terem suas estruturas moleculares resolvidas através dos métodos espectroscópicos de rotina, tiveram suas estruturas moleculares calculadas pelo método ab initio e por Funcionais de Densidade. As geometrias otimizadas foram submetidas ao método GIAO para o cálculo dos tensores de blindagem magnética isotrópica. Estes cálculos mostraram-se eficazes na descrição dos deslocamentos químicos da maioria dos átomos, incluindo os dos anéis ciclopropanos presentes nas estruturas moleculares de cada composto. Algumas dificuldades foram encontradas para a descrição do sistema vinílico halogenado dos álcoois 6 e 29. Foram utilizadas moléculas modelo para verificar a extensão de tais dificuldades.

Purificação, caracterização e avaliação da atividade antiproliferativa de um inibidor de quimotripsina tipo kunitz de semente de Eryhrina velutina

A chymotrypsin inhibitor was purified from Erythrina velutina seeds by ammonium sulphate fractionation, affinities chromatographies on Trypsin-Sepharose, Quimotrypsin-Sepharose and reversed phase C-18 FPLC/AKTA system. The inhibitor, named EvCI, shown molecular mass of 17 kDa, as determined by SDSPAGE. 2D-PAGE showed four isoinhibitors with pI values of 4,42, 4,63, 4,83 and 5,06, with molecular mass of 17 kDa each. The aminoacid sequence of EvCI was determined by MALDI-TOF-MS and showed a high similarity with other Kunitz-type inhibitor of Erythrina variegata. EvCI competitively inhibited chymotrypsin, with Ki of 4 x10-8 M, but did not inhibited trypsin, pancreatic elastase, bromelain and papain. The inhibitory activity of EvCI was stable over wide pH and temperature ranges. In the presence of DTT 100 mM for 120 min, EvCI lost 50 % of activity. Cytotoxicity was studied in HeLa, MDA, HepG2, K562 and PC3 cells after 72-h incubation period. EvCl inhibited HeLa cells growth with an IC50 value of 50 μg/ml. Subsequent studies in HeLa cells analysis of cell death by annexin V/PI double-staining and cell cycle, using flow cytometry. The results provide evidence for a cytostatic activity of EvCl and support further studies on potential application of this inhibitors as an antiproliferative agent in combined therapy against cervical cancer

Estudo do mecanismo de produção de oligossacarídeos com atividades nutracêuticas a partir da quitosana por hidrólise enzimática com processo fermentativo simultâneo

The obtaining of the oligosaccharides from chitosanase, has showed interest of the pharmaceutical area in the last years due their countless functional properties. Although, the great challenge founded out is how to keep a constant and efficient production. The alternative proposed by this present work was to study the viability to develop an integrated technology, with reduced costs. The strategy used was the obtaining of the oligomers through enzymatic hydrolysis using chitosanolitic enzymes obtained straight from the fermented broth, eliminating this way the phases involved in the enzymes purification. The two chitosanases producing strains chosen for the work, Paenibacillus chitinolyticus and Paenibacillus ehimensis, were evaluated according to the behavior in the culture medium with simple sugar and in relation to the pH medium variations. The culture medium for the chitosanases induction and production was developed through addition of soluble chitosan as carbon source. The soluble chitosan was obtained using hydrochloric acid solution 0.1 M and afterwards neutralization with NaOH 10 M. The enzymatic complexes were obtained from induction process in culture medium with 0.2% of soluble chitosan. The enzymes production was verified soon after the consumption of the simple sugars by the microorganisms and the maximum chitosanolitic activity obtained in the fermented broth by Paenibacillus chitinolyticus was 249 U.L-1 and by Paenibacillus ehimensis was 495U.L-1. These two enzymatic complexes showed stability when stored at 20°C for about 91 days. The enzymes in the fermented broth by Paenibacillus chitinolyticus, when exposed at temperature of 55°C and pH 6.0, where the activity is maximum, showed 50% lost of activity after 3 hours Meanwhile, for the complex produced by Paenibacillus ehimensis, after 6 days of exposure, it was detected 100% of the activity. The chito-oligosaccharides obtained by the hydrolysis of a 1% chitosan solution, using the enzymatic complex produced by Paenibacillus chitinolyticus showed larger quantity after 9 hours hydrolysis and using the complex produced by Paenibacillus ehimensis after 20 minutes was observed the chito-ligosacharides with polymerization degree between 3 and 6 units. Evaluating these results, it was verified that the production of chitosan-oligosaccharides is possible, using a simultaneous process

Avaliação do uso de radiação micro-ondas e ultrassom combinados com agentes químicos como pré-tratamentos de bagaço de cana-de-açúcar para posterior sacarificação enzimática

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)