Lipases microbianas: produção, propriedades e aplicações biotecnológicas

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico(CNPq)

Nanopartículas magnéticas como suporte para imobilização de lipases

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Spatial analysis of egg distribution and geographic changes in the spawning habitat of the Brazilian sardine Sardinella brasiliensis

This paper establishes the spawning habitat of the Brazilian sardine Sardinella brasiliensis and investigates the spatial variability of egg density and its relation with oceanographic conditions in the shelf of the south-east Brazil Bight (SBB). The spawning habitats of S. brasiliensis have been defined in terms of spatial models of egg density, temperature-salinity plots, quotient (Q) analysis and remote sensing data. Quotient curves (Q(C)) were constructed using the geographic distribution of egg density, temperature and salinity from samples collected during nine survey cruises between 1976 and 1993. The interannual sea surface temperature (SST) variability was determined using principal component analysis on the SST anomalies (SSTA) estimated from remote sensing data over the period between 1985 and 2007. The spatial pattern of egg occurrences in the SBB indicated that the largest concentration occurred between Paranagua and Sao Sebastiao. Spawning habitat expanded and contracted during the years, fluctuating around Paranagua. In January 1978 and January 1993, eggs were found nearly everywhere along the inner shelf of the SBB, while in January 1988 and 1991 spawning had contracted to their southernmost position. The SSTA maps for the spawning periods showed that in the case of habitat expansion (1993 only) anomalies over the SBB were zero or slightly negative, whereas for the contraction period anomalies were all positive. Sardinella brasiliensis is capable of exploring suitable spawning sites provided by the entrainment of the colder and less-saline South Atlantic Central Water onto the shelf by means of both coastal wind-driven (to the north-east of the SBB) and meander-induced (to the south-west of the SBB) upwelling.

Brazilian sardine (Sardinella brasiliensis Steindachner, 1879) spawning and nursery habitats: spatial-scale partitioning and multiscale relationships with thermohaline descriptors

We provide a detailed account of the spatial structure of the Brazilian sardine (Sardinella brasiliensis) spawning and nursery habitats, using ichthyoplankton data from nine surveys (1976-1993) covering the Southeastern Brazilian Bight (SBB). The spatial variability of sardine eggs and larvae was partitioned into predefined spatial-scale classes (broad scale, 200-500 km; medium scale, 50-100 km; and local scale, <50 km). The relationship between density distributions at both developmental stages and environmental descriptors (temperature and salinity) was also explored within these spatial scales. Spatial distributions of sardine eggs were mostly structured on medium and local scales, while larvae were characterized by broad-and medium-scale distributions. Broad-and medium-scale surface temperatures were positively correlated with sardine densities, for both developmental stages. Correlations with salinity were predominantly negative and concentrated on a medium scale. Broad-scale structuring might be explained by mesoscale processes, such as pulsing upwelling events and Brazil Current meandering at the northern portion of the SBB, while medium-scale relationships may be associated with local estuarine outflows. The results indicate that processes favouring vertical stability might regulate the spatial extensions of suitable spawning and nursery habitats for the Brazilian sardine.

Evaluation of immobilized lipases on poly-hydroxybutyrate beads to catalyze biodiesel synthesis

Five microbial lipase preparations from several sources were immobilized by hydrophobic adsorption on small or large poly-hydroxybutyrate (PHB) beads and the effect of the support particle size on the biocatalyst activity was assessed in the hydrolysis of olive oil, esterification of butyric acid with butanol and transesterification of babassu oil (Orbignya sp.) with ethanol. The catalytic activity of the immobilized lipases in both olive oil hydrolysis and biodiesel synthesis was influenced by the particle size of PHB and lipase source. In the esterification reaction such influence was not observed. Geobacillus thermocatenulatus lipase (BTL2) was considered to be inadequate to catalyze biodiesel synthesis, but displayed high esterification activity. Butyl butyrate synthesis catalyzed by BTL2 immobilized on small PHB beads gave the highest yield (approximate to 90 mmol L-1). In biodiesel synthesis, the catalytic activity of the immobilized lipases was significantly increased in comparison to the free lipases. Full conversion of babassu oil into ethyl esters was achieved at 72 h in the presence of Pseudozyma antarctica type B (CALB), Thermomyces lanuginosus lipase (Lipex (R) 100L) immobilized on either small or large PHB beads and Pseudomonas fluorescens (PFL) immobilized on large PHB beads. The latter preparation presented the highest productivity (40.9 mg of ethyl esters mg(-1) immobilized protein h(-1)). (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Plasma lipases and lipid transfer proteins increase phospholipid but not free cholesterol transfer from lipid emulsion to high density lipoproteins.

Abstract Background Plasma lipases and lipid transfer proteins are involved in the generation and speciation of high density lipoproteins. In this study we have examined the influence of plasma lipases and lipid transfer protein activities on the transfer of free cholesterol (FC) and phospholipids (PL) from lipid emulsion to human, rat and mouse lipoproteins. The effect of the lipases was verified by incubation of labeled (3H-FC,14C-PL) triglyceride rich emulsion with human plasma (control, post-heparin and post-heparin plus lipase inhibitor), rat plasma (control and post-heparin) and by the injection of the labeled lipid emulsion into control and heparinized functionally hepatectomized rats. Results In vitro, the lipase enriched plasma stimulated significantly the transfer of 14C-PL from emulsion to high density lipoprotein (p<0.001) but did not modify the transfer of 3H-FC. In hepatectomized rats, heparin stimulation of intravascular lipolysis increased the plasma removal of 14C-PL and the amount of 14C-PL found in the low density lipoprotein density fraction but not in the high density lipoprotein density fraction. The in vitro and in vivo experiments showed that free cholesterol and phospholipids were transferred from lipid emulsion to plasma lipoproteins independently from each other. The incubation of human plasma, control and control plus monoclonal antibody anti-cholesteryl ester transfer protein (CETP), with 14C-PL emulsion showed that CETP increases 14C-PL transfer to human HDL, since its partial inhibition by the anti-CETP antibody reduced significantly the 14C-PL transfer (p<0.05). However, comparing the nontransgenic (no CETP activity) with the CETP transgenic mouse plasma, no effect of CETP on the 14C-PL distribution in mice lipoproteins was observed. Conclusions It is concluded that: 1-intravascular lipases stimulate phospholipid transfer protein mediated phospholipid transfer, but not free cholesterol, from triglyceride rich particles to human high density lipoproteins and rat low density lipoproteins and high density lipoproteins; 2-free cholesterol and phospholipids are transferred from triglyceride rich particles to plasma lipoproteins by distinct mechanisms, and 3 - CETP also contributes to phospholipid transfer activity in human plasma but not in transgenic mice plasma, a species which has high levels of the specific phospholipid transfer protein activity.

Valutazione degli stock di alici (Engraulis encrasicolus) e sardine (Sardina pilchardus) con metodi di dinamica di popolazione

Il presente studio si occupa di indagare lo stato delle popolazioni di alici, Engraulis encrasicolus, e sardine, Sardina pilchardus, presenti nel Mar Adriatico Centrale e Settentrionale attraverso l’utilizzo di metodi di dinamica di popolazione. L’attenzione per queste specie è dovuta alla loro importanza commerciale; sono, infatti, specie “target” della flotta peschereccia italiana, in particolare nell’area adriatica. I metodi di dinamica di popolazione sono uno degli aspetti più importanti delle scienze della pesca. Attraverso lo stock assessment si possono acquisire informazioni sull’abbondanza in mare delle risorse nel tempo e nello spazio, nonché sulla mortalità dovuta all’attività di pesca, che sono di primaria importanza per l’adozione di misure gestionali. I metodi di dinamica di popolazione esaminati e confrontati in questa tesi sono stati due: Virtual Population Analysis (VPA) e Integrated Catch-at-Age Analysis (ICA). Prima, però, è stato necessario esaminare le modalità con cui ottenere i dati di “input”, quali: tassi di crescita delle specie, mortalità naturale, sforzo di pesca, dati di cattura. Infine, è stato possibile ricostruire nel tempo la storia dello stock in questione e il suo stato attuale, dando indicazioni per lo sfruttamento futuro in un’ottica di conservazione dello stock stesso. Attraverso la determinazione della curva di crescita si sono potuti ottenere i parametri di crescita delle specie in esame, necessari per definire i tassi di mortalità naturale. L’abbondanza di questi stock è stata valutata con i programmi Age Length Key (ALK) e Iterative Age Length Key (IALK). Nei programmi di stock assessment utilizzati si è preferito utilizzare la stima di abbondanza calcolata con il primo metodo, in quanto più rappresentativo dello stock in esame. Un parametro di fondamentale importanza e di difficile stima è la mortalità; in particolare, in questo studio ci siamo occupati di determinare la mortalità naturale. Questa è stata determinata utilizzando due programmi: ProdBiom (Abella et al., 1998) e il sistema ideato da Gislason et al. (2008). Nonostante l’approccio conservativo suggerisca l’utilizzo dei valori ricavati da ProdBiom, in quanto più bassi, si è preferito utilizzare i tassi di mortalità naturale ricavati dalla seconda procedura. Questa preferenza è stata determinata dal fatto che il programma ProdBiom consegna indici di mortalità naturale troppo bassi, se confrontati con quelli presentati in letteratura per le specie in esame. Inoltre, benché nessuno dei due programmi sia stato costruito appositamente per le specie pelagiche, è comunque preferibile la metodologia ideata da Gislason et al. (2008), in quanto ottenuta da un esame di 367 pubblicazioni, in alcune delle quali erano presenti dati per queste specie. Per quanto riguarda i dati di cattura utilizzati in questo lavoro per il calcolo della Catch Per Unit Effort (CPUE, cioè le catture per unità di sforzo), si sono utilizzati quelli della marineria di Porto Garibaldi, in quanto questa vanta una lunga serie temporale di dati, dal 1975 ad oggi. Inoltre, in questa marineria si è sempre pescato senza imposizione di quote e con quantitativi elevati. Determinati questi dati è stato possibile applicare i programmi di valutazione degli stock ittici: VPA e ICA. L’ICA risulta essere più attendibile, soprattutto per gli anni recenti, in quanto prevede un periodo nel quale la selettività è mantenuta costante, riducendo i calcoli da fare e, di conseguenza, diminuendo gli errori. In particolare, l’ICA effettua i suoi calcoli considerando che i dati di cattura e gli indici di “tuning” possono contenere degli errori. Nonostante le varie differenze dei programmi e le loro caratteristiche, entrambi concordano sullo stato degli stock in mare. Per quanto riguarda l’alice, lo stock di questa specie nel Mar Adriatico Settentrionale e Centrale, altamente sfruttato in passato, oggi risulta moderatamente sfruttato in quanto il livello di sfruttamento viene ottenuto con un basso livello di sforzo di pesca. Si raccomanda, comunque, di non incrementare lo sforzo di pesca, in modo da non determinare nuove drastiche diminuzioni dello stock con pesanti conseguenze per l’attività di pesca. Le sardine, invece, presentano un trend diverso: dalla metà degli anni ottanta lo stock di Sardina pilchardus ha conosciuto un continuo e progressivo declino, che solo nell’ultimo decennio mostra un’inversione di tendenza. Questo, però, non deve incoraggiare ad aumentare lo pressione di pesca, anzi bisogna cercare di mantenere costante lo sforzo di pesca al livello attuale in modo da permettere il completo ristabilimento dello stock (le catture della flotta italiana sono, infatti, ancora relativamente basse). Questo lavoro, nonostante i vari aspetti da implementare (quali: il campionamento, le metodologie utilizzate, l’introduzione di aspetti non considerati, come ad es. gli scarti,… etc.) e le difficoltà incontrate nel suo svolgimento, ha fornito un contributo di approfondimento sugli spinosi aspetti della definizione del tasso di mortalità naturale, individuando una procedura più adatta per stimare questo parametro. Inoltre, ha presentato l’innovativo aspetto del confronto tra i programmi ICA e VPA, mostrando una buon accordo dei risultati ottenuti. E’ necessario, comunque, continuare ad approfondire questi aspetti per ottenere valutazioni sempre più precise e affidabili, per raggiungere una corretta gestione dell’attività di pesca e ai fini della preservazione degli stock stessi.

Do pingers cause stress in fish? An experimental tank study with European sardine, Sardina pilchardus (Walbaum, 1792) (Actinopterygii, Clupeidae), exposed to a 70 kHz dolphin pinger

Date of acceptance: 06/12/2014 Acknowledgments The study was funded by the Portuguese Ministry of Science (Fundac¸a˜o para a Cieˆncia e Tecnologia– FCT) through a PhD Grant of SG (SFRH/BD/47931/2008). We would like to thank the captain of the purse-seiner (Jose´ Manuel Saveedra) and his crew for facilitating the capture and transport of live fish. Moreover, we want to thank Ana Marc¸alo for suggestions on the experimental design, Manuel Garci for technical advice on underwater video recordings and James Turner from the company Future Oceans for providing technical details on the 70 kHz dolphin pingers. We would also like to acknowledge the scientific advice of Dr. Jose´ Iglesias and the technical and logistic support for the preparation of the laboratory and the materials for tank experiments by Enrique Martı´nez Gonza´lez, Ricardo Pazo´and other staff at the aquaculture facilities of the Spanish Institute for Oceanography (IEO) and the Marine Sciences Station of Toralla (ECIMAT) in Vigo. Furthermore, we are grateful to Francisco de la Granda Grandoso for his practical assistance during the fish tank experiments and to Juan Santos Blanco for helping with statistical analysis. Finally, we would like to thank Pilar Riobo´ Agula, Amelia Fernandez Villamarin, Jose´ Franco Soler, Jose´ Luis Mun˜oz, Angela Benedetti, Marcos Antonio Lopez Patin˜o and Marta Conde Sieira for scientific advice and practical support with cortisol analysis and Rosana Rodrı´guez for preparing histological samples for us.