Experiment: Response of Nodularia spumigena to pCO2

The filamentous and diazotrophic cyanobacterium Nodularia spumigena plays a major role in the productivity of the Baltic Sea as it forms extensive blooms regularly. Under phosphorus limiting conditions Nodularia spumigena has a high enzyme affinity for dissolved organic phosphorus (DOP) by production and release of alkaline phosphatase. Additionally, it is able to degrade proteinaceous compounds by expressing the extracellular enzyme leucine aminopeptidase. As atmospheric CO2 concentrations are increasing, we expect marine phytoplankton to experience changes in several environmental parameters including pH, temperature, and nutrient availability. The aim of this study was to investigate the combined effect of CO2-induced changes in seawater carbonate chemistry and of phosphate deficiency on the exudation of organic matter, and its subsequent recycling by extracellular enzymes in a Nodularia spumigena culture. Batch cultures of Nodularia spumigena were grown for 15 days aerated with three different pCO2 levels corresponding to values from glacial periods to future values projected for the year 2100. Extracellular enzyme activities as well as changes in organic and inorganic compound concentrations were monitored. CO2 treatment-related effects were identified for cyanobacterial growth, which in turn was influencing exudation and recycling of organic matter by extracellular enzymes. Biomass production was increased by 56.5% and 90.7% in the medium and high pCO2 treatment, respectively, compared to the low pCO2 treatment and simultaneously increasing exudation. During the growth phase significantly more mucinous substances accumulated in the high pCO2 treatment reaching 363 µg Gum Xanthan eq /l compared to 269 µg Gum Xanthan eq /l in the low pCO2 treatment. However, cell-specific rates did not change. After phosphate depletion, the acquisition of P from DOP by alkaline phosphatase was significantly enhanced. Alkaline phosphatase activities were increased by factor 1.64 and 2.25, respectively, in the medium and high compared to the low pCO2 treatment. In conclusion, our results suggest that Nodularia spumigena can grow faster under elevated pCO2 by enhancing the recycling of organic matter to acquire nutrients.

Estudo da composição e das propriedades bioactivas de plantas produtoras de bagas

O consumo de frutas e vegetais tem sido associado à prevenção de várias doenças crónicas, nomeadamente doenças cardiovasculares, diabetes, cancro e outras que envolvam processos inflamatórios. As bagas destacam-se pelo seu elevado conteúdo em polifenóis, cujas propriedades antioxidantes contribuem para a manutenção da saúde humana. O presente trabalho teve como alvo de estudo as diferentes partes morfológicas (bagas e folhas) de espécies produtoras de bagas, nomeadamente Elaeagnus umbellata, a Rubus grandofolius, a Sambucus lancolata, a Vaccinium padifolium e a Vaccinium cylindraceum, tendo em vista a sua valorização como produtos alimentares e/ou nutracêuticos. A caracterização físico-química destas espécies permitiu determinar que o teor total de sólidos solúveis (TSS) das bagas varia de 4,4 a 16,5 °Brix. As bagas demonstraram ser a parte morfológica com teor de humidade mais elevado. A análise do perfil fenólico por HPLC-DAD-ESI/MSn, no modo negativo, dos extractos metanólicos mostrou que as folhas apresentam maior conteúdo de compostos fenólicos, comparativamente às bagas. Os ácidos hidroxicinâmicos (derivados dos ácidos cafeicos, cumárico e ferúlico), os ácidos cafeoilquínicos, bem como os flavonóis-O-glicosilados (derivados da quercetina e canferol) predominam nestas espécies. A análise pelo modo positivo permitiu a identificação de antocianinas glicosiladas (delfinidina, cianidina, petunidina, peonidina e malvidina) nas bagas e folhas jovens da espécie Vaccinium padifolium. Os ensaios in vitro de simulação da digestão gastrointestinal permitiram compreender a sua influência na actividade antioxidante dos extractos. Após a digestão, as folhas continuam a apresentar maior capacidade antioxidante do que as bagas. Adicionalmente, concluiu-se que as enzimas presentes neste processo têm menor influência do que o pH e a força iónica dos sucos digestivos. O estudo do efeito inibitório in vitro dos extractos sobre a actividade de enzimas responsáveis pelo metabolismo dos hidratos de carbono permitiu determinar que os viii Joana Pinto (2016) extractos foram mais eficientes na inibição da actividade da α-glucosidase do que na inibição da actividade da α-amilase.

Secretome analysis of Trichoderma atroviride T17 biocontrol of Guignardia citricarpa

The fungal species Guignardia citricarpa is an important pathogen in citriculture. Members of the fungal genus Trichoderma are recognized as biocontrol agents but studies on the interactions between both fungi are scarce. This study aimed to identify extracellular proteins secreted by Trichoderma atroviride T17 that are related to the control of G. citricarpa. Two-dimensional gel electrophoresis (2D) was used to study the patterns of proteins secreted by T. atroviride T17 in medium containing glucose (control) and in medium containing G. citricarpa GC3 inactivated mycelium. We identified 59 of the 116 spots differentially expressed (50.86%) by LC–MS/MS. Of these, we highlight the presence of glycoside hydrolases (CAZy families 3, 43, 54, 76 and 93), chitinase, mutanase, a-1,3-glucanase, a-1,2-mannosidase, carboxylic hydrolase ester, carbohydrate-binding module family 13, glucan 1,3-b-glucosidase, a-galactosidase and Neutral protease 2. These proteins are related to mycoparasitism processes, stimuli and therefore to the biological control of pathogens. The results obtained are in agreement with reports describing an increase in the secretion of proteins related to mycoparasitism and biological control and a reduction in the secretion of proteins related to the metabolism of Trichoderma species grown in the presence of the pathogen. Moreover, these results are pioneer in understanding T. atroviride interaction with G. citricarpa. For the first time, we identified potential candidate proteins that may have a role in the antagonism mechanism of G. citricarpa by T. atroviride T17. Thus our results shed a light into the molecular mechanisms that T. atroviride use to control G. citricarpa.

Purificação e caracterização parcial de uma B-D glicosidase de Artemia franciscana com ação sobre celobiose e lactose

-D-glucosidase (EC 3.2.1.21) is one of the most interesting glycosidases, especially for hydrolysis cellobiose releasing glucose, is last step degradation of cellulose. This function makes the -D-glucosidase is of great interest as a versatile industrial biocatalyst, being critical to various bio-treatment / biorefinery processes, such as bioethanol production. Hen in the report, a -D-glucosidase was extracts from protein extracted of the invertebrate marine Artemia franciscana was purified and characterized with a combination of precipitation with ammonium sulfate (0 - 30%, 30 to 50%, 50 to 80%), the fraction saturated in the range of 30 to 50% (called F-II) was applied in a molecular exclusion chromatography, in Sephacryl S-200, the fractions corresponding to the first peak of activity of -D-glucosidase were gathered and applied in a chromatography of ion exchange in Mono Q; the third peak this protein obtained chromatography, which coincides with the peak of activity of -D-glucosidase was held and applied in a gel filtration chromatography Superose 12 where the first peak protein, which has activity of -D-glucosidase was rechromatography on Superose 12. This enzyme is probably multimerica, consisting of three subunit molecular mass of 52.7 kDa (determined by SDS-PAGE) with native molecular mass of 157 kDa (determined by gel filtration chromatography on Superose 12 under the system FPLC). The enzyme was purified 44.09 times with a recovery of 1.01%. Using up p-nitrophenyl-β-D-glucopiranoside as substrate obtained a Km apparent of 0.229 mM and a Vmax of 1.109 mM.60min-1.mL-1mM. The optimum pH and optimum temperature of catalysis of the synthetic substrate were 5.0 and 45 °C, respectively. The activity of the -D-glucosidase was strongly, inhibited by silver nitrate and N- etylmaleimide, this inhibition indicates the involvement of radical sulfidrila the hydrolysis of synthetic substrate. The -D-glucosidase of Artemia franciscana presented degradativa action on celobiose, lactose and on the synthetic substrate -nitrophenyl-β-D-glucopiranoside indicating potential use of this enzyme in the industry mainly for the production of bioethanol (production of alcohol from the participating cellulose), and production hydrolysate milk (devoid of milk lactose)

Estudo da composição e das propriedades bioactivas de plantas produtoras de bagas

O consumo de frutas e vegetais tem sido associado à prevenção de várias doenças crónicas, nomeadamente doenças cardiovasculares, diabetes, cancro e outras que envolvam processos inflamatórios. As bagas destacam-se pelo seu elevado conteúdo em polifenóis, cujas propriedades antioxidantes contribuem para a manutenção da saúde humana. O presente trabalho teve como alvo de estudo as diferentes partes morfológicas (bagas e folhas) de espécies produtoras de bagas, nomeadamente Elaeagnus umbellata, a Rubus grandofolius, a Sambucus lancolata, a Vaccinium padifolium e a Vaccinium cylindraceum, tendo em vista a sua valorização como produtos alimentares e/ou nutracêuticos. A caracterização físico-química destas espécies permitiu determinar que o teor total de sólidos solúveis (TSS) das bagas varia de 4,4 a 16,5 °Brix. As bagas demonstraram ser a parte morfológica com teor de humidade mais elevado. A análise do perfil fenólico por HPLC-DAD-ESI/MSn, no modo negativo, dos extractos metanólicos mostrou que as folhas apresentam maior conteúdo de compostos fenólicos, comparativamente às bagas. Os ácidos hidroxicinâmicos (derivados dos ácidos cafeicos, cumárico e ferúlico), os ácidos cafeoilquínicos, bem como os flavonóis-O-glicosilados (derivados da quercetina e canferol) predominam nestas espécies. A análise pelo modo positivo permitiu a identificação de antocianinas glicosiladas (delfinidina, cianidina, petunidina, peonidina e malvidina) nas bagas e folhas jovens da espécie Vaccinium padifolium. Os ensaios in vitro de simulação da digestão gastrointestinal permitiram compreender a sua influência na actividade antioxidante dos extractos. Após a digestão, as folhas continuam a apresentar maior capacidade antioxidante do que as bagas. Adicionalmente, concluiu-se que as enzimas presentes neste processo têm menor influência do que o pH e a força iónica dos sucos digestivos. O estudo do efeito inibitório in vitro dos extractos sobre a actividade de enzimas responsáveis pelo metabolismo dos hidratos de carbono permitiu determinar que os viii Joana Pinto (2016) extractos foram mais eficientes na inibição da actividade da α-glucosidase do que na inibição da actividade da α-amilase.

Avaliação do potencial probiótico de leveduras isoladas de azeitonas de mesa da cultivar Negrinha de Freixo

Probióticos são definidos como microrganismos vivos, que quando administrados em quantidades adequadas, conferem benefícios à saúde do hospedeiro. Atualmente a pesquisa de microrganismos probióticos a partir da fermentação da azeitona tem-se centrado nas bactérias ácido-lácticas, sendo escassos os estudos envolvendo leveduras. No presente trabalho avaliou-se o potencial probiótico de estirpes de leveduras previamente isoladas durante o processo de fermentação natural de azeitona de mesada cultivar Negrinha de Freixo. Foram avaliadas 16 estirpes em relação à atividade enzimática (catalase, amilase, xilanase, protease e β-glucosidase); ao crescimento a 37ºC; ação inibitória frente a microrganismos patogénicos; capacidade de autoagregação; atividade antioxidante (utilizando o método de DPPH); e resistência ao aparelho digestivo humano, a partir de uma simulação in vitro da digestão gástrica e pancreática. Os resultados apresentados para a atividade enzimática indicaram que em alguns isolados foi detetado fraca atividade das enzimas protease, xilanase e amilase. Já uma atividade forte de lipase foi observada nas estirpes Pichia manshurica e Saccharomyces cerevisiae (15A e 15B). Para a enzima β-glucosidase, identificou-se atividade forte em Rhodotorula graminis, Rhodotorula glutinis, Candida norvegica, Pichia guilliermondii e Galactomyces reessii. Relativamente à capacidade de crescimento à temperatura corporal (37ºC), três estirpes (Saccharomyces cerevisiae 15B; Candida tropicalis 1A; e Pichia membranifaciens 29A) destacaram-se por apresentar maior taxa específica de crescimento. A capacidade bloqueadora dos radicais livres DPPH foi verificada em 10 estirpes, sendo as estirpes de S. cerevisiae as que mais se destacaram dentre as outras. As estirpes C. norvegica e G. reessii (34A) apresentaram capacidade antifúngica frente ao microrganismo patogénico Cryptococcus neoformans. Em relação à capacidade de autoagregação avaliada, as estirpes S. cerevisiae (15A), Candida tropicalis (1A) e C. norvegica (7A) apresentaram ao fim de 24 horas percentagens superiores a 80%. Relativamenteà resistência frente às condições presentes no trato gastrointestinal in vitro, a estirpe P. guilliermondii (25A), destacou-se dentre as demais, por apresentar maior capacidade de sobrevivência em todo o processo digestivo simulado. As estirpes Candida boidinii (37A) e S. cerevisiae (15A) apresentaram menor capacidade de sobrevivência nestas condições. Contudo, serão necessários testes adicionais para complementar estes resultados.

Do improved pastures affect enzymatic activity and C and N dynamics in soils of the montado system ?

Vast montado areas are threatened by degradation, as the result of a long history of land use changes. Since improved pastures have been installed aiming soil quality improvement and system sustainability, it is crucial to evaluate the effects of these management changes on soil organic matter status and soil biological activity, as soil quality indicators. Therefore, a 35-yr old improved pasture and a natural pasture were studied, considering areas beneath tree canopy and in the open. Total organic C, total N, hot water soluble (HWS) and particulate (POM) C, microbial biomass C (MBC) and N (MBN), C mineralization rate (CMR) and net N mineralization rate (NMR) were determined. In addition, for a 1-yr period, soil β-glucosidase, urease, proteases and acid phosphomonoesterase were periodically determined. Improved pasture promoted the increase of soil C and N through POM-C increment, particularly beneath the trees canopies. The two study pastures did not show differences regarding soil microbial biomass, but variations in CMR, HWS-C and N availability (proteases and urease activities) suggest divergent soil microbial communities. Tree regulator role on C, N and P transformation processes in soil was confirmed