Extraction, partial characterization and susceptibility to Hg2+ of acid phosphatase from the microalgae Pseudokirchneriella subcapitata.

Pseudokirchneriella subcapitata is a unicellular green algae widely distributed in freshwater and soils. Due to its cosmopolitan characteristic, its use is recommended by national and international protocols in ecotoxicity studies. The alteration of phosphatase activities by agriculture pollutants like heavy metals has been extensively used as a biomarker in risk assessment and biomonitoring. In this study, we compared the extraction of acid phosphatase from P. subcapitata by different procedures and we studied the stability, substrates specificity, kinetics and the effect of Hg2+ in the crude extract. The freezing and thawing technique associated with probe sonication was the most suitable method of extraction. The enzyme was stable when frozen at -20ºC for at least six months, showed an optimum pH of 5 and a Km value of 0.27 mM for p-nitrophenylphosphate (pNPP) as substrate. Some natural organic substrates were cleaved by a similar extent as the synthetic substrate pNPP. Short term exposure (24 hours) to Hg2+ had little effect but inhibition of the specific activity was observed after 7 days with EC50 (concentration of Hg2+ that promotes 50% decrease of specific activity) value of 12.63 μM Hg2+ .

Assessing the safety of Pseudomonas putida introduction in the environment: an overview of ecotoxicological tests.

Risk assessment guidelines for the environmental release of microbial agents are performed in a tiered sequence which includes evaluation of exposure effects on non target organisms. However, it becomes important to verify whether environmental risk assessment from temperate studies is applicable to tropical countries, as Brazil. Pseudomonas putida is a bacteria showing potential to be used for environmental applications as bioremediation and plant disease control. This study investigates the effects of this bacteria exposure on rodents and aquatic organisms (Daphnia similes) that are recommended to be used as non-target organism in environmental risk assessments. Also, the microbial activity in three different soils under P. putida exposure was evaluated. Rats did not show clinical alterations, although the agent was recovered 16 h after the exposure in lung homogenates. The bacteria did not reduce significantly the reproduction and survival of D. similis. The soil enzymatic activities presented fluctuating values after inoculation with bacteria. The measurement of perturbations in soil biochemical characteristics is presented as an alternative way of monitoring the overall effects of the microbial agent to be introduced even in first stage (Tier I) of the risk assessment in tropical ecosystems.

Avaliação da condutividade hidráulica em áreas de recarga do Aquífero Guarani-microbacia hidrográfica do Córrego Espraiado (SP).

A condutividade hidráulica do solo saturado (Ksat) constitui parâmetro de grande relevância nos estudos de vulnerabilidade natural e, por consequência, na avaliação de riscos ambientais. Quando se trata de áreas frágeis, como são as áreas de recarga de aquíferos sedimentares, a avaliação da condutividade hidráulica torna-se ainda mais importante. Para esse estudo, selecionou-se uma área de recarga direta do Aquífero Guarani, caracterizada pela microbacia do córrego Espraiado, localizada na região de Ribeirão Preto (SP). Os principais solos dessa microbacia são Latossolo Vermelho Distrófico psamítico (LVdq) e Neossolo Quartzarênico Órtico (RQo). Para a avaliação da condutividade hidráulica (Ksat) desses solos utilizou- se o método da coluna saturada, cujos valores foram correlacionados com os de textura e estrutura do solo, considerados os parâmetros diretamente relacionados à Ksat. As correlações foram diretas entre os valores de Ksat e os de textura arenosa (areia). Já para a estrutura do solo, essa correlação ocorreu de forma indireta, indicando menor influência desse parâmetro sobre a condutividade hidráulica do solo saturado.

Multibiomarker assessment of cadmium-based quantum dots effects in the marine mussel Mytilus galloprovincialis

Tese de Doutoramento, Ciências do Mar, da Terra e do Ambiente, Ramo: Ciências e Tecnologias do Ambiente, Especialização em Ecotoxicologia, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2016

Effect of copper on the activation of the acid phosphatase from the green algae Pseudokirchneriella subcapitata.

The in vitro activation effect of copper on the acid phosphatase of the green algae Pseudokirch- neriella subcapitata (formely Selenastrum capricor- nutum) under preincubation condition. Apparent Michaelis constant values of 1.21 and 0.37 mM, and activation energy values of 26.8 and 13.6 kJ mol -1 were determined in the absence and in the presence of 0.2 mM Cu2?, respectively. The dissociation constant value for Cu2? binding to the enzyme was determined to be 22.04 lM. The decrease of the apparent Michaelis constant (Km) and activation energy values in the presence of Cu2? correlates well with its activating effect on the acid phosphatase activity. This propriety could be used as a sensitive bioindicator for copper in environmental samples.

Estudos de toxicidade de agroquímicos na atividade da fosfatase ácida de Daphnia similis.

Os diversos compostos químicos liberados no ambiente oriundos do uso indiscriminado na agricultura, pecuária e na indústria são responsáveis por efeitos ecológicos adversos, causando a contaminação do solo e corpos d´água e acumulando-se em organismos não alvo. O tratamento dos esgotos resulta na produção do lodo de esgoto, o qual muitas vezes é utilizado como fonte alternativa de nutrientes para as plantas devido ao seu alto teor de matéria orgânica. Contudo, o lodo pode conter metais pesados em sua composição advindos principalmente do setor industrial, os quais podem expressar seu potencial poluente diretamente nos organismos do solo, além da possibilidade de transferência para outros organismos via cadeia alimentar ou pela contaminação das águas (CHANG et al., 1987). Embora o controle químico de pragas tenha reduzido o índice de doenças para homens e animais e incrementado a produção agrícola, agentes poluentes podem permanecer ativos no ambiente por longos períodos, afetando os ecossistemas. Os efeitos desses agentes ao longo do tempo representam um grande risco para a saúde pública, tornando-se necessário o monitoramento em águas, solos, alimentos e ar. Nesse contexto, as alterações ao nível bioquímico são as primeiras respostas detectáveis e quantificáveis em uma mudança do meio ambiente, sendo indicadores mais sensíveis que os de maiores níveis de organização biológica porque exibem um tempo de exposição mais curto. A partir do processo de bioacumulação, os agentes poluentes podem se concentrar em diferentes tecidos e promover a ativação ou inibição de sistemas enzimáticos, tais como o das fosfatases ácidas (JONSSON, 2005; JONSSON, AOYAMA, 2007). As fosfatases ácidas ou ortofosfato monoéster fosfohidrolases (E.C.3.1.3.2.) são enzimas que catalisam a hidrólise de uma grande variedade de ésteres de ortofosfato e reações de transfosforilação. Inibições in vitro de fosfatases de vários organismos causadas por pesticidas, têm sido relatadas na literatura (SEKEROGLU et al., 1980; EL DEMERDASH et al., 2001). O ensaio enzimático in vitro representa uma ferramenta útil para o screening de poluentes, elucidação de mecanismos de toxicidade e monitoramento de áreas contaminadas. Entretanto, os testes de toxicidade em organismos aquáticos podem complementar as análises in vitro. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito in vitro de agentes agroquímicos e metais pesados contaminantes de lodo de esgoto sobre a fosfatase ácida total de Daphnia similis, comparando-se com os resultados obtidos em testes de toxicidade aguda.

Protocolo de avaliação de risco do uso de agentes de controle biológico: uma proposta.

A obtenção de estimativas de um dano pelo uso de agentes de controle biológico e uma necessidade, pois são insuficientes as informa coes técnicas a respeito dos efeitos destes, sobre organismos nao visados que ocorrem no ambiente. Propõe-se elaborar um protocolo que oriente e descreva a metodologia de avaliação ecotoxicologica destes agentes para fins de registro. Diferentemente dos químicos, parâmetros como infectividade/patogenicidade devem ser avaliados, alem da toxicidade. Um numero minimo de testes devem ser exigidos porem, com resultados de alta confiabilidade, para uma decisão regulatória. Tal protocolo deve se compatibilizar com outros internacionais vigentes, mas contemplar particularidades inerentes aos ecossistemas e laboratórios brasileiros e ser revisado constantemente. A metodologia básica estará contida em uma serie de 3 ou 4 grupos de testes sequenciais, utilizando-se organismos indicadores. Duas avaliações serão realizadas: Toxicológica (potencial de danos a humanos/animais), e Ambiental (danos sobre organismos não-alvo: terrestres, aquáticos, plantas, insetos). No primeiro grupo, os organismos serão submetidos a uma dose unica máxima do agente, avaliando-se o fator dano, que sendo nulo, indicara que não existe risco, não se exigindo outros testes para registro. Se ocorrer algum efeito, testes do segundo grupo serão exigidos e assim sucessivamente. E de se esperar que a maioria dos biopesticidas requeiram somente os testes do primeiro grupo, reduzindo o tempo para registro.

Bioensaios de toxicidade genética com plantas superiores Tradescantia (MCN e SHM), milho e soja.

Para se evitarem agentes mutagênicos no ambiente são necessários indicadores sensíveis para detectar todo o espectro desses compostos. Tais sistemas indicadores tem sido definidos como testes de mutagênese de tipo II, ou seja, aqueles que apresentam alta sensibilidade e baixa especificidade. A maioria dos bioensaios vegetais são considerados testes do tipo II, com especial referencia para os ensaios do micronúcleo e do pelo estaminal em Tradescantia (comelinacea), e o ensaio do grão de pólen ceroso em milho. Outro bioensaio vegetal de interesse para o monitoramento de agentes mutagênicos ambientais e o teste do mosaicismo em soja, que permite especulação sobre o mecanismo envolvido na toxicidade genética. O bioensaio não exige qualquer instrumentação sofisticada, e e adequado para experimentação in situ. Esses bioensaios vem sendo empregados com sucesso em estudos sobre a mutagenicidade de pesticidas aplicados conforme prescrição agronômica. Resultados adicionais sobre a utilização desses bioensaios in situ nas mais diversas situações indicam que esses testes são adequados para o monitoramento extensivo de mutagênese ambiental.

Identificação de 3-HMS como indicador de exposição ao herbicida sulfentrazona.

2008

Proposta de validação de testes de biopesticidas e biorremediadores em mamíferos.

2008