Obtenção e caracterização de sistemas particulados de quitosana para liberação gástrica de amoxicilina

The infection caused by Helicobacter pylori (H. pylori) is associated with gastroduodenal inflammation can lead to the development of gastritis, gastric or duodenal ulcer and gastric cancer (type 1 carcinogen for stomach cancer). Amoxicillin is used as first-line therapy in the treatment of H. pylori associated to metronidazole or clarithromycin, and a proton pump inhibitor. However, the scheme is not fully effective due to inadequate accumulation of antibiotics in gastric tissue, inadequate efficacy of ecological niche of H. pylori, and other factors. In this context, this study aimed to obtaining and characterization of particulate systems gastrorretentivos chitosan - amoxicillin aiming its use for treatment of H. pylori infections. The particles were obtained by the coacervation method / precipitation using sodium sulfate as precipitating agent and crosslinking and two techniques: addition of amoxicillin during preparation in a single step and the sorption particles prior to amoxycillin prepared by coacervation / precipitation and spray drying. The physicochemical characterization of the particles was performed by SEM, FTIR, DSC, TG and XRD. The in vitro release profile of amoxycillin free and incorporated in the particles was obtained in 0.1 N HCl (pH = 1.2). The particles have higher encapsulation efficiency to 80% spherical shape with interconnected particles or adhered to each other, the nanometric diameter to the systems obtained by coacervation / precipitation and fine for the particles obtained by spray drying. The characterization by FTIR, DSC and XRD showed that the drug was incorporated into the nanoparticles dispersed in the polymeric matrix. Thermal analysis (TG and DSC) indicated that encapsulation provides greater heat stability to the drug. Amoxicillin encapsulated in nanoparticles had slower release compared to free drug. The particles showed release profile with a faster initial stage (burst effect) reaching a maximum at 30 minutes 35% of amoxicillin for the system in 1: 1 ratio relative to the polymer and 80% for the system in the ratio 2: 1. Although simple and provide high encapsulation efficiency of amoxicillin, the process of coacervation, precipitation in one step using sodium sulfate as precipitant / cross-linker must be optimized in order to adjust the release kinetics according to the intended application.

Prospecção química e avaliação biológica de Banisteriopsis laevifolia (Malpighiaceae)

The Banisteriopsis genus is widespread in traditional medicine. This work aims to contribute with information about the chemical composition and on the evaluation of the biological activity of the essential oil, the ethanol extract of the leaves and partitions of the Banisteriopsis laevifolia. The phytochemical screeningtest of ethanol extract and partitions of leaves indicated the presence of flavonoids, terpenoids, saponins, phenols and steroids compounds. Nitrogenous compounds, characteristic of some species of this family, were not detected. Flavonoids were the predominant metabolite, with the highest concentrations on the partitions ethyl acetate and n-butanol. The antibacterial activity, antifungal and cytotoxicity of the essetial oil, ethanol extract and partitions were assyed by microdilution broth method (MBM), where the minimum inhibitory concentrations (MIC) were calculated. The ethanol extract and partitions did not inhibit growth against to Gram positive bacteria tested, with MIC less than 400 mg L-1. For the Gram negative bacteria tested, the hexane and hydroethanol partitios were more effective against F. nucleatum bacteria (MIC 100 ug mL-1). The ethanol extract showed antifungal activity with MIC of 31.2 mg L-1. Ethyl acetate and n-butanol partitions showed MIC 187.5 mg L-1 and 93.7 mg L-1, respectively, arousing interest for isolation studies. The antioxidant activity was evaluated by the DPPH free radical method. The ethanolic extract, ethyl acetate and n-butanol partitions were active, since they showed EC50 values (4.53 ug mL-1, 4.07 and 8.39 ug mL-1, respectively), values equivalent to the BHT (7.3 mg L-1). The analysis by HPLC-MS/MS of the most active fractions (ethyl acetate and n-butanol) identified phenolic compounds (flavonols and phenolic acids) which exert recognized biological activity. The GC-MS analysis of the essential oils from leaves collected in two periods studied (dry and wet), showed a small variation in the number of compounds. The major classes identified for the oil collected in the dry period were aliphatic alcohols (23,4%), terpenoids (18.7%), sterols (10.4%) and long-chain alkanes (9.2%) compounds. Terpenoids (26.8%) were the major class for the rain season. The major compounds (3Z) -hexenol, phytol and untriacontano are present in the two seasons but in different amounts (19.4%, 9.8% and 7.5% during the dry season, and 17.0 %, 14.9% and 15.3% in the rainy season, respectively). The essential oil from rainy season was not effective against to the oral bacteria Gram positive and Gram negative tested. However, showed significant antifungal activity with MIC 1000 mg L-1 against Candidas. Thus, the promising results with respect to biological assays of ethanolic extract and partitions from B. laevifolia contributed to the chemical and biological knowledge of the species B. laevifolia.

Frequência de microrganismos em conteúdo vulvovaginal de vacas tratadas com dispositivos intravaginais de progesterona

The dissertation was divided in two studies. With the first, aimed to evaluate the occurrence of microorganisms present in the vulvovaginal region of cows that received intravaginal progesterone devices during the fixed-time artificial insemination (FTAI) programs, and correlate the results with pregnancy rates. Samples were collected from vulvovaginal region of 30 beef cows Guzerá and 30 crossbred dairy cows, and also intravaginal devices, randomly. Of the 120 samples of cows, 60 corresponded to the collections of the period prior to the introduction device (D0) and 60 to the subsequent withdrawal of it (D9); it yielded 100% of bacterial growth, whereas, in most samples, it was found more than one isolated. In D0, the most frequent agent was Escherichia coli (52%), and in D9, Proteus spp and E. coli were the most frequent (32% and 28%, respectively). Regarding intravaginal progesterone devices, in D0 were isolated 37 microorganisms, being predominant those of the genus Bacillus (35%); in D9, 41 colony forming units (CFU) were isolated, of which 36.6% corresponded to Proteus spp. For the analysis of the antimicrobial profile, susceptibility testing was performed by diffusion agar disk, and cows that did not became pregnant after FTAI program were selected, as a future treatment. There resistance 100% to penicillin, and sensitivity, approximately, 90% to gentamicin, both isolates obtained from samples of beef cows and obtained of dairy cows. Regarding pregnancy rate, the 30 beef cows, 11 were diagnosed pregnant (36.7%), 4 (36.4%) treated with reused devices and 7 (63.6%) with new devices, which showed more effective. Of the 30 dairy cows, 15 were pregnant (50%), 8 (53.3%) were implanted with reused devices and 7 (46.7%) with new devices, with no significant differences in pregnancy rates. Because it is a research, females were chosen at random, and factors such as body condition, nutritional management and health weren't priority. With the second study, aimed to analyze the similarity between strains, conducted by technical Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD -PCR). Presence of E. coli and the absence of pregnancy were selection criteria used. From the results, it was observed that most of the isolates wasn't phylogenetically similar, since they showed lower than 85% similarity. The study stressed the importance of E. coli in vulvovaginal microbiota of cows and the presence of phenotypic and genotypic characters of this bacterium on possible reproductive problems.

Avaliação da sensibilidade ao H2O2 de diferentes linhas celulares humanas: estabelecimento de modelos celulares para avaliação da capacidade antioxidante de moléculas ou extratos

Os organismos marinhos são considerados uma fonte de novos compostos bioativos com enorme potencial biotecnológico. As bactérias associadas a macroalgas têm vindo a ser estudadas devido à produção de metabolitos secundários com atividades biológicas. Neste trabalho foram isoladas e identificadas 90 bactérias associadas às macroalgas Asparagopsis armata, Bifurcaria bifurcata e Sphaerococcus coronopifolius com diferentes características fenotípicas, sendo identificadas relativamente ao seu género através da sequenciação do gene 16S RNA. A extração de compostos bioativos foi realizada com os solventes metanol e diclorometano (1:1). A capacidade antioxidante dos extratos das bactérias associadas foi avaliada através do método fluorimétrico ORAC (oxygen radical absorbent capacity), da quantificação total de polifenóis (QTP) e da capacidade de redução do radical 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH). O efeito citotóxico do H2O2 foi testado nos modelos celulares SH-SY5Y, MCF-7 e HepG-2, representativos de células humanas neuronais, epiteliais da glândula mamária e hepáticas, respetivamente. Os extratos com maior capacidade antioxidante foram testados nos modelos celulares em condições de stress oxidativo induzido pelo H2O2. Os resultados foram revelados pelo método de 3-[4,5- dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyl tetrazolium bromide (MTT). O género de bactérias mais representativo identificado em associação com Asparagopsis armata, Bifurcaria Bifurcata e Sphaerococcus coronopifolius foi Vibrio sp. com 40%, 48,72% e 28,57%, respetivamente. Os géneros de bactérias menos representativos identificados em associação com Asparagopsis armata foram Bacillus sp., Cobetia sp. e Erwinia sp., com uma ocorrência de 3,33%. Por sua vez, Citricoccus sp., Cellulophaga sp., Ruegeria sp. e Staphylococcus sp. foram os géneros de bactérias menos representativos associados a Bifurcaria Bifurcata (2,56%). Os géneros menos representativos identificados em associação com Sphaerococcus coronopifolius foram Bacillus sp. e Holomonas sp. com uma ocorrência de 9,52%. O extrato da bactéria associada que apresentou maior potencial antioxidante avaliado pelos métodos de ORAC (3603,66 ± 80,14 μmol eq. Trolox/g extrato), QTP (53,854 ± 3,02 mg eq. ácido gál./g extrato) e DPPH (20,21 (14,41-28,34) μg.mL-1) foi a BB16 (Shewanella sp.), associada à alga Bifurcaria bifurcata. O efeito induzido pelo H2O2 foi bastante distinto na redução da viabilidade celular, com IC50 distintos, nas células SH-SY5Y (206,0 μM (150,4 – 282,2)), MCF-7 (450,2 μM (388,0 – 522,5)) e HepG-2 (1058,0 μM (847,3 – 1321,0)).A elevada atividade antioxidante do extrato da bactéria associada à alga Bifurcaria bifurcata (0,1mg.mL-1; BB16 – Shewanella sp.) permitiu a prevenção do efeito induzido pelo H2O2 na linha celular SH-SY5Y (IC50 - 431,7 μM (360,1 – 517,6). Em conclusão, as bactérias associadas das macroalgas Asparagopsis armata, Bifurcaria bifurcata e Sphaerococcus coronopifolius podem ser uma excelente e interessante fonte de compostos marinhos naturais com um elevado potencial antioxidante.

Tifones y gigantes en el mundo macedonio: el rey como símbolo del orden cósmico

Este artículo analiza la existencia de un posible ritual en la antigua Macedonia que fuese similar al Akîtu babilonio. Pensamos que la victoria de Zeus sobre sus enemigos en la gigantomaquia y tifonomaquia fue celebrada por los reyes macedonios para fortalecer su posición en el poder. Aunque no hay evidencias directas de ello, tenemos una serie de diferentes fuentes en las cuales los macedonios están relacionados directa o indirectamente con Tifón y los gigantes. Además, la estratégica importancia del monte Olimpo para los macedonios nos hace pensar que la victoria de Zeus sobre las fuerzas del mal fue conmemorada de alguna forma por ellos.

Chemical characterization and evaluation of biological activity of Cynara cardunculus extractable compounds

The Mediterranean species Cynara cardunculus L. is recognized in the traditional medicine, for their hepatoprotective and choleretic effects. Biomass of C. cardunculus L. var. altilis (DC), or cultivated cardoon, may be explored not only for the production of energy and pulp fibers, but also for the extraction of bioactive compounds. The chemical characterization of extractable components, namely terpenic and phenolic compounds, may valorize the cultivated cardoon plantation, due to their antioxidant, antitumoral and antimicrobial activities. In this study, the chemical composition of lipophilic and phenolic fractions of C. cardunculus L. var. altilis (DC), cultivated in the south of Portugal (Baixo Alentejo region) was characterized in detail, intending the integral valorization of its biomass. The biological activity of cultivated cardoon extracts was evaluated in terms of antioxidant, human tumor cell antiproliferative and antibacterial effects. Gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) was used for the chemical analysis of lipophilic compounds. Sixty-five lipophilic compounds were identified, from which 1 sesquiterpene lactone and 4 pentacyclic triterpenes were described, for the first time, as cultivated cardoon components, such as: deacylcynaropicrin, acetates of β- and α-amyrin, lupenyl acetate and ψ-taraxasteryl acetate. Sesquiterpene lactones were the major family of lipophilic components of leaves (≈94.5 g/kg), mostly represented by cynaropicrin (≈87.4 g/kg). Pentacyclic triterpenes were also detected, in considerably high contents, in the remaining parts of cultivated cardoon, especially in the florets (≈27.5 g/kg). Taraxasteryl acetate was the main pentacyclic triterpene (≈8.9 g/kg in florets). High pressure liquid chromatography-mass spectrometry (HPLC-MS) was utilized for the chemical analysis of phenolic compounds. Among the identified 28 phenolic compounds, eriodictyol hexoside was reported for the first time as C. cardunculus L. component, and 6 as cultivated cardoon components, namely 1,4-di-O-caffeoylquinic acid, naringenin 7-O-glucoside, naringenin rutinoside, naringenin, luteolin acetylhexoside and apigenin acetylhexoside. The highest content of the identified phenolic compounds was observed in the florets (≈12.6 g/kg). Stalks outer part contained the highest hydroxycinnamic acids abundance (≈10.3 g/kg), and florets presented the highest flavonoids content (≈10.3 g/kg). The antioxidant activity of phenolic fraction was examined through 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) free radical scavenging assay. Stalks outer part, and receptacles and bracts extracts demonstrated the highest antioxidant effect on DPPH (IC50 of 34.35 μg/mL and 35.25 μg/mL, respectively). (cont.) abstract (cont.) The DPPH scavenging effect was linearly correlated with the total contents of hydroxycinnamic acids (r = -0.990). The in vitro antiproliferative activity of cultivated cardoon lipophilic and phenolic extracts was evaluated on a human tumor cells line of triple-negative breast cancer (MDA-MB-231), one of the most refractory human cancers to conventional therapeutics. After 48 h of exposition, leaves lipophilic extract showed higher inhibitory effect (IC50 = 10.39 μg/mL) than florets lipophilic extract (IC50 = 315.22 μg/mL), upon MDA-MB-231 cellular viability. Pure compound of cynaropicrin, representative of the main compound identified in leaves lipophilic extract, also prevented the cell proliferation of MDA-MB-231 (IC50 = 17.86 μM). MDA-MB-231 cells were much more resistant to the 48 h- treatment with phenolic extracts of stalks outer part (IC50 = 3341.20 μg/mL) and florets (IC50 > 4500 μg/mL), and also with the pure compound of 1,5-di-O-caffeoylquinic acid (IC50 = 1741.69 μM). MDA-MB-231 cells were exposed, for 48 h, to the respective IC50 concentrations of leaves lipophilic extract and pure compound of cynaropicrin, in order to understand their ability in modelling cellular responses, and consequently important potentially signaling pathways for the cellular viability decrease. Leaves lipophilic extract increased the caspase-3 enzymatic activity, contrarily to pure compound of cynaropicrin. Additionally, leaves lipophilic extract and pure compound of cynaropicrin caused G2 cell cycle arrest, possibly by upregulating the p21Waf1/Cip1 and the accumulation of phospho-Tyr15-CDK1 and cyclin B1. The inhibitory effects of leaves lipophilic extract and cynaropicrin pure compound, against the MDA-MB-231 cell proliferation, may also be related to the downregulation of phospho-Ser473-Akt. The antibacterial activity of cultivated cardoon lipophilic and phenolic extracts was assessed, for the first time, on two multidrug-resistant bacteria, such as the Gram-negative Pseudomonas aeruginosa PAO1 and the Gram-positive methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA), two of the main bacteria responsible for health care-associated infections. Accordingly, the minimum inhibitory concentrations (MIC) were determined. Lipophilic and phenolic extracts of florets did not have antibacterial activity on P. aeruginosa PAO1 and MRSA (MIC > 2048 μg/mL). Leaves lipophilic extract did not prevent the P. aeruginosa PAO1 growth, but pure compound of cynaropicrin was slightly active (MIC = 2048 μg/mL). Leaves lipophilic extract and pure compound of cynaropicrin blocked MRSA growth (MIC of 1024 and 256 μg/mL, respectively). The scientific knowledge revealed in this thesis, either by the chemical viewpoint, or by the biological viewpoint, contributes for the valorization of C. cardunculus L. var. altilis (DC) biomass. Cultivated cardoon has potential to be exploited as source of bioactive compounds, in conciliation with other valorization pathways, and Portuguese traditional cheeses manufacturing.

Epidemias bacterianas emergentes do século XXI

As doenças infeciosas distantes de serem um problema do passado têm aumentado drasticamente nestes últimos anos, causando epidemias emergentes, quer de origem bacteriana ou vírica ou de outros tipos de microrganismos. Esta dissertação tem como objetivo uma pesquisa atual bibliográfica sobre o estudo de algumas epidemias bacterianas emergentes do século XXI, como a Tuberculose, Cólera, Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA) e Meningite Meningocócica, bem como os seus dados epidemiológicos. A Tuberculose é uma das doenças mais antigas, que apresenta uma elevada taxa de mortalidade e com o passar do tempo tem vindo a aumentar a nível mundial. A TB é causada por uma bactéria denominada Mycobacterium tuberculosis que normalmente afeta os pulmões e outros órgãos. O tratamento, a prevenção e o diagnóstico precoce são pontos essenciais, para ter um bom desfecho para o doente. A Cólera tem-se propagado pelo mundo desde o século XX. Esta doença caracteriza-se por uma diarreia aguda grave que é causada pela bactéria Vibrio cholerae. O seu tratamento se for realizado precocemente é tratado facilmente, com apenas hidratação com sais orais. A prevenção é uma medida essencial para ter um bom prognóstico, e evitar surtos emergentes desta infeção. Devido à sua virulência, Staphylococcus aureus é responsável por infeções graves adquiridas em hospital e na comunidade. Na maioria das vezes esta infeção é assintomática, mas pode causar infeções graves até mesmo fatais. Devido às resistências aos antibióticos β-lactâmicos e de outros tipos de antibióticos, e também devido ao aumento do número crescente de quadros infeciosos de MRSA, houve necessidade de novos antibióticos como o linezolide, as cefasloporinas de 5ª geração no combate a estas infeções. As medidas de prevenção são essenciais, visto que se não forem realizadas pode haver progressão da doença. Além de um estudo científico constante dos mecanismos de resistências desta bactéria, ser essencial. A meningite bacteriana é um grave problema de Saúde Pública devido à alta incidência em crianças. A meningite meningocócica é causada pela bactéria Neisseria meningitidis que origina um processo inflamatório das meninges. Há algum tempo atrás a mortalidade era elevada, mas com o advento da antibioterapia reduziu significativamente. As vacinas fizeram com que ocorresse uma mudança bastante significativa na epidemiologia desta patologia, e mais uma vez a prevenção é essencial.

Irrigação em Endodontia

Introdução e objectivos - O número de casos com reincidência de infecções póstratamento endodôntico, resultantes de uma incompleta desinfecção dos canais radiculares ainda é significativo e requer aperfeiçoamento. A complexidade do sistema de canais radiculares constitui o principal obstáculo à instrumentação e desinfecção dos mesmos em toda a sua extensão. A irrigação é um passo chave durante a instrumentação que possibilita a limpeza e desinfecção dos canais radiculares e através da qual, as bactérias, toxinas e os seus bio-produtos são eliminados. Este trabalho tem como objectivo descrever as várias técnicas de irrigação actualmente em uso na prática clínica. Materiais e métodos – Para elaboração deste trabalho de revisão foi efectuada uma pesquisa bibliográfica nos motores de busca: PubMed e Science Direct, utilizando como palavras-chave “endodontic irrigation”, “endodontic irrigants” e “sodium hypochloride”. Foram incluídos artigos desde 1915 a 2016 e a pesquisa foi realizada nos meses de Abril a Junho de 2016. Desenvolvimento - Um irrigante endodôntico deve responder a um conjunto de requisitos, entre os quais a eficácia na desinfecção total e definitiva dos canais radiculares, a eliminação da smear layer, deve ser não-antigénico, não tóxico e não carcinogénico e preservar a função do dente. O irrigante mais utilizado é o hipoclorito de sódio, mas alternativas têm sido amplamente utilizadas, tais como clorexidina, ácido etilenodiaminotetra-acético, e irrigantes combinados, tais como uma mistura de tetraciclina, um ácido e um detergente (MTAD), o Hypoclean® e o QMix®. Conlusão - Embora o NaOCl seja a solução que mais se aproxime do irrigante perfeito, a sua toxicidade representa um risco para o paciente e as suas limitações enquanto desinfectante são factores a considerar. A conjugação do NaOCl com outros irrigantes, bem como a formulação dos irrigantes compostos, tem vindo a melhorar a eficiência dos tratamentos endodônticos. No entanto, justifica-se o permanente investimento científico nesta área para que se reduza para níveis esporádicos os casos de reinfecção.

Obtenção de um hidrogel proveniente de proteínas da corvina (micropogonias furnieri) e solubilização das proteínas fibrosas residuais

Com o aumento na captura de pescado e da poluição do meio ambiente, esta-se à margem de exceder a estimativa do limite da sustentabilidade, e obviamente isto faz com se utilize os recursos marítimos com mais inteligência e precaução. Aplicando tecnologia enzimática ou química é possível recuperar as proteínas do processamento do pescado, produzindo hidrolisados e isolados protéicos. Uma grande quantidade de proteínas insolúveis está disponível em escamas, peles e ossos, subprodutos do processamento do pescado, que podem ser solubilizadas através de fungos e bactérias. Utilizando isolados protéicos é possível obter biopolímeros, estes têm chamado a atenção nos últimos anos, pois são biodegradáveis, não-tóxicos e geralmente biocompatíveis. Os hidrogéis protéicos são polímeros que podem absorver uma quantidade de água a partir de 10 até centenas de vezes o seu peso seco. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um hidrogel protéico, com propriedades superabsorventes, a partir das proteínas solúveis e insolúveis da corvina (Micropogonias furnieri). Para a produção dos hidrolisados a partir das proteínas solúveis foi utilizado processo enzimático (Alcalase e Flavourzyme) e químico (solubilização ácida e alcalina). Nos processos de solubilização das proteínas insolúveis foram utilizados microrganismos (bactérias e fungos). Tanto as bactérias como os fungos avaliados apresentaram capacidade de solubilizar as proteínas insolúveis presentes nos resíduos (escamas, ossos, cartilagens e outros). A bactéria que atingiu a maior atividade proteolítica foi a Bacillus velesensis (47,56 U mL-1) e o fungo foi o Penicillium sp. (E20) (31,20 U mL-1). Para a produção dos hidrogéis, foram utilizados isolados protéicos provenientes de solubilização ácida ou alcalina, produzidos a partir de resíduos da industrialização de pescado, modificados quimicamente com dianidrido etilenodiamino tetraacético (EDTAD) e adicionados de agente de ligação cruzada (glutaraldeído). Algumas proteínas modificadas ainda foram submetidas a tratamento com etanol. Foram realizadas análise estrutural das proteínas modificadas e estudo da capacidade de retenção de água dos hidrogéis assim obtidos. Os hidrogéis produzidos apresentaram alta capacidade de retenção de água. A máxima absorção de água foi alcançada pelo hidrogel ácido sem o tratamento com etanol foi de 103,25 gágua/ggel seco, enquanto que a mesma amostra tratada com etanol alcançou 216,05 gágua/ggel seco. Os hidrogéis produzidos podem ser utilizados em diversas indústrias, tais como, farmacêutica, alimentícia, médica, agroindústria, entre outras, que necessitem de hidrogéis com alta capacidade de retenção de água.

Produção biológica integrada de hidrogénio e metano a partir de resíduos da indústria do biodiesel

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia da Energia e do Ambiente

Produção de exopolissacarídeos bacterianos a partir de glicerol residual gerado na síntese de biodiesel

A busca por combustíveis alternativos, tais como os biocombustíveis, torna-se necessária devido à crescente demanda por combustíveis em todos os setores da atividade humana, sendo que quase toda energia consumida no mundo provém do petróleo, uma fonte limitada, que emite grande quantidade de gases poluentes. Devido à grande diversidade de culturas oleoginosas no país, o Brasil demonstra potencial para substituição do diesel pelo biodiesel. No processo de obtenção deste, o óleo vegetal sofre uma transesterificação, sob a ação de um catalisador básico e na presença de um álcool, formando três moléculas de ésteres metílicos ou etílicos de ácidos graxos, que constituem o biodiesel em sua essência, liberando uma molécula de glicerol, que é o coproduto mais abundante desta reação. Sendo assim, a utilização do glicerol residual é uma ótima alternativa para agregar valor à cadeia produtiva do biodiesel, minimizar os danos de um possível descarte inadequado, além de diminuir os custos do processo. Com este intuito, este trabalho propõe o uso do glicerol residual como fonte de carbono para produção de exopolissacarídeos (EPSs). Para tal, foram utilizadas linhagens de bactérias mencionadas na literatura como produtoras de EPSs de importância comercial, sendo elas: Xanthomonas campestris pv. mangiferaeindicae IBSBF 1230, Pseudomonas oleovarans NRRL B-14683, Sphingomonas capsulata NRRL B-4261 e Zymomonas mobilis NRRL B-4286. Os cultivos foram realizados em meio apropriado para cada micro-organismo, e como fontes de carbono foram testadas a sacarose, o glicerol residual e uma mistura de ambos na proporção de 1:1 m/m. Os meios foram inoculados com suspensão da bactéria em estudo, sendo avaliados parâmetros relativos ao crescimento celular e à produção de EPSs. Para X. campestris pv. mangiferaeindicae, foram determinadas algumas propriedades reológicas e térmicas dos EPSs produzidos com as diferentes fontes de carbono, bem como o índice de emulsificação com diferentes óleos vegetais. X. campestris apresentou uma concentração de EPSs em torno de 4 g.L-1 em todos os meios estudados, comportamento similar ao da bactéria P. oleovorans, diferindo apenas no meio contendo sacarose (0,8 g.L-1 ). S. capsulata apresentou uma maior concentração de EPSs em meios contendo sacarose e a mistura de sacarose com glicerol residual, em torno de 3,4 g.L-1 , e em meio contendo glicerol residual este valor caiu para 1,7 g.L-1 . Já Z. mobilis apresentou um melhor resultado em meio contendo sacarose e glicerol residual, atingindo 1,3 g.L-1 , sendo que em meio contendo somente sacarose e glicerol residual estes valores foram inferiores alcançando 0,2 e 0,7 g.L-1 , respectivamente. Quase todas as bactérias atingiram a fase estacionária em 24 h de cultivo e o pH permaneceu praticamente constante, sendo verificada uma queda mais acentuada somente para Z. mobilis. O comportamento reológico foi similar para as xantanas produzidas nos diferentes meios, entretanto a viscosidade inicial foi maior com o meio a sacarose (637 cP), seguido da mistura de sacarose com glicerol residual (279 cP) e glicerol residual (60 cP). O IE24 foi superior quando utilizado o óleo de milho, atingindo valores de 97, 72 e 64 % em sacarose, mistura de sacarose com glicerol e glicerol residual, respectivamente. Desta forma, pode-se afirmar que a mudança na fonte de carbono afeta estas propriedades.

Bioinformatics analysis of the Pedobacter sp. NL19 genome

The last decades of the 20th century defined the genetic engineering advent, climaxing in the development of techniques, such as PCR and Sanger sequencing. This, permitted the appearance of new techniques to sequencing whole genomes, identified as next-generation sequencing. One of the many applications of these techniques is the in silico search for new secondary metabolites, synthesized by microorganisms exhibiting antimicrobial properties. The peptide antibiotics compounds can be classified in two classes, according to their biosynthesis, in ribosomal or nonribosomal peptides. Lanthipeptides are the most studied ribosomal peptides and are characterized by the presence of lanthionine and methylanthionine that result from posttranslational modifications. Lanthipeptides are divided in four classes, depending on their biosynthetic machinery. In class I, a LanB enzyme dehydrate serine and threonine residues in the C-terminus precursor peptide. Then, these residues undergo a cyclization step performed by a LanC enzyme, forming the lanthionine rings. The cleavage and the transport of the peptide is achieved by the LanP and LanT enzymes, respectively. Although, in class II only one enzyme, LanM, is responsible for the dehydration and cyclization steps and also only one enzyme performs the cleavage and transport, LanT. Pedobacter sp. NL19 is a Gram-negative bacterium, isolated from sludge of an abandon uranium mine, in Viseu (Portugal). Antibacterial activity in vitro was detected against several Gram-positive and Gram-negative bacteria. Sequencing and in silico analysis of NL19 genome revealed the presence of 21 biosynthetic clusters for secondary metabolites, including nonribosomal and ribosomal peptides biosynthetic clusters. Four lanthipeptides clusters were predicted, comprising the precursor peptides, the modifying enzymes (LanB and LanC), and also a bifunctional LanT. This result revealed the hybrid nature of the clusters, comprising characteristics from two distinct classes, which are poorly described in literature. The phylogenetic analysis of their enzymes showed that they clustered within the bacteroidetes clade. Furthermore, hybrid gene clusters were also found in other species of this phylum, revealing that it is a common characteristic in this group. Finally, the analysis of NL19 colonies by MALDI-TOF MS allowed the identification of a 3180 Da mass that corresponds to the predicted mass of a lanthipeptide encoded in one of the clusters. However, this result is not fully conclusive and further experiments are needed to understand the full potential of the compounds encoded in this type of clusters. In conclusion, it was determined that NL19 strain has the potential to produce diverse secondary metabolites, including lanthipeptides that were not functionally characterized so far.

Caracterização bioquímica e molecular de enzimas trombolíticas obtidas de isolados microbianos dos Açores

Dissertação de Mestrado, Ciências Biomédicas, 13 de Maio de 2016, Universidade dos Açores.

Production of bioplastics from hydrolysates of paper industry by Haloferax mediterranei

The biorefinery concept has attracted much attention over the last decade due to increasing concerns about the use of fossil resources. In this context emerged the use of bioplastics, namely polyhydroxyalkanoates (PHA). PHA are biocompatible and biodegradable plastics that can be obtained from renewable raw materials and can constitute an alternative solution to conventional plastics. In this work, hydrolysed cellulose pulp, coming from Eucalyptus globulus wood cooking, was used as substrate to the PHA-storing bacteria Haloferax mediterranei. The hydrolysed pulp is rich in simple sugars, mainly glucose (81.96 g.L-1) and xylose (20.90 g.L-1). Tests were made in defined medium with glucose and xylose and in hydrolysate supplemented with salts and yeast extract. Different concentrations of glucose were tested, namely 10, 15, 20, 30 and 40 g.L-1. The best accumulation results (27.1 % of PHA) were obtained in hydrolysate medium with 10 g.L-1. Using this concentration, assays were performed in fed-batch and sequencing batch reactor conditions in order to determine the best feeding strategy. The strategy that led to the best results was fed-batch assay with 24.7 % of PHA. An assay without sterile conditions was performed, in which was obtained the same growth than in sterilization test. Finally it was performed an assay in a bioreactor and a fast growth (0.14 h-1) with high glucose and xylose consumption rates (0.368 g.L-1.h-1 and 0.0947 g.L-1.h-1, respectively) were obtained. However 1.50 g.L-1 of PHA, corresponding to 16.1 % (92.52 % of 3HB and 3HV of 7.48 %) of % PHA were observed. The polymer was further characterized by DSC with a glass transition temperature of -6.07 °C, a melting temperature of 156.3 °C and a melting enthalpy of 63.07 J.g-1, values that are in accordance with the literature. This work recognizes for the first time the suitability of the pulp paper hydrolysate as a substrate for PHA production by H. mediterranei.

Aplicação de porfirinas como fotossensibilizadores para a inativação fotodinâmica de microrganismos da cavidade oral

A cavidade oral é um habitat favorável ao desenvolvimento de microrganismos, alguns dos quais podem causar doenças, sendo Enterococcus faecalis uma bactéria frequentemente encontrada em biofilmes instalados em diferentes nichos da cavidade oral. Este trabalho teve como objetivo testar a aplicabilidade da inativação fotodinâmica (PDI), usando porfirinas como fotossensibilizadores, como estratégia de controlo de biofilmes da cavidade oral, tomando E. faecalis como microrganismo modelo. Como fotossensibilizadores, foram testadas as porfirinas catiónicas Tetra-Py+-Me, Tri-Py+-Me-PF, PCat 2, PCat 3, PCat 4 e o corante azul de toluidina O (TBO), incluído como fotossensibilizador de referência. Os biofilmes de E. faecalis foram irradiados com luz branca (270 J.cm-2) a uma intensidade de 150 mW.cm-2, na presença de até 50 µM de porfirina ou até 20 µM de TBO. A cinética de inativação foi caracterizada pela variação da concentração de células viáveis ao longo da experiência. Foi também testada a inativação de células na forma livre, em condições equivalentes. Os biofilmes de E. faecalis mostraram-se muito resistentes à PDI com qualquer dos PS testados, não tendo sido conseguidos fatores de inativação superiores a 2 log com a concentração máxima de PS (50 µM) e a dose máxima de luz (270 J.cm-2). Na forma livre as células foram inativadas até ao limite de quantificação com concentrações de PS de 0,5 µM e doses de luz até 108 J.cm-2, com uma intensidade de 10 mW.cm-2. No entanto, a eficiência de ligação dos PS às células livres não foi maior do que aos biofilmes. Embora os fatores de inativação obtidos não permitam ainda considerar que a PDI com os compostos testados seja uma abordagem antimicrobiana eficiente contra biofilmes de E. faecalis, o facto de se confirmar uma relação entre as propriedades químicas e físicas do PS e a sua eficiência, bem como os resultados muito promissores obtidos com uma das famílias de porfirinas testadas apenas em células livres, justifica a prossecução do desenvolvimento de novos PS para o controle de biofilmes bacterianos na cavidade oral.