Purificação e caracterização da bacteriocina cereína 8A, produzida por uma linhagem de Bacillus cereus

Foi estudada uma bacteriocina produzida por uma linhagem de B. cereus 8A, isolado de solo da região Sul do Brasil. Na primeira etapa de estudo determinaram-se as condições básicas de produção de bacteriocina com amplo espectro de ação denominada de Cereína 8A. Observou-se que durante a fase estacionária ocorre o máximo da sua produção, iniciando sua síntese no final da fase exponencial. As condições de maior produção foram a 30º C, agitação e contínua e numa faixa de pH de 7,0-8,5. A bacteriocina bruta inibiu várias bactérias indicadoras, como Listeria monocytogenes, Clostridium perfringens e Bacillus cereus. O teste de termoestabilidade mostrou a perda de atividade quando submetida a uma temperatura a partir de 87º C. Verificou-se a resistência da bacteriocina bruta frente à tripsina e papaína, mas não frente à proteinase K e pronase E. B. cereus e L. monocytogenes foram utilizadas como bactérias indicadoras para a determinação do modo de ação, após a determinação da dose bactericida de 200 UA mL-1 e 400 UA mL-1 respectivamente. A Cereína 8A demonstrou uma ação inibidora em culturas de Escherichia coli e Salmonella Enteritidis, quando tratadas com EDTA. A atividade esporicida foi observada contra esporos de B. cereus após tratamento com 400 UA ml -1. A análise da biomassa de L. monocytogenes e B. cereus após tratamento com a Cereína 8A, através da espectrofotometria de infravermelho determinou alteração no perfil, correspondente à fração dos ácidos graxos da membrana celular bacteriana. A substância peptídica foi separada por meio da precipitação com sulfato de amônio, extração com 1-butanol e aplicação em coluna de cromatografia por troca iônica tipo Q-Sepharose. A Cereína 8A purificada mostrou maior sensibilidade a proteases e ao calor e um peso molecular de aproximadamente 26 kDa. O espectro ultravioleta foi típico de um polipeptídeo e o espectro de infravermelho indica presença de grupamentos NH, acil e ligações peptídicas na sua estrutura. Uma hipótese do mecanismo de ação seria a desestruturação da membrana celular pela abertura de poros.

Estudo químico e biológico em lupinus lanatus bentham (leguminosae-faboideae)

Flavonóides são compostos fenólicos de ampla ocorrência na natureza exercendo diversas funções fisiológicas nos vegetais. Na família Leguminosae estes metabólitos secundários exercem o papel de antimicrobianos (fitoalexina e/ou fitoanticipinas) e como moléculas sinalizadoras, na simbiose com bactérias do solo no processo de fixação biológica do Nitrogênio. O gênero Lupinus, pertencente a esta família, é encontrado em todas as regiões fisiográficas do estado do Rio Grande do Sul. Entretanto, não existem relatos de estudos químicos ou microbiológicos. Neste trabalho, foi analisado o perfil químico de folhas, flores, raízes, nódulos e legumes da espécie Lupinus lanatus. Foram isolados oito compostos fenólicos, dois deles não foram identificados devido ao baixo rendimento, um derivado do ácido cafeico isolado a partir das raízes teve sua estrutura parcialmente identificada. Quatro flavonóides tiveram suas estruturas elucidadas por métodos espectroscópicos e espectrométricos; três flavonas-C-glicosiladas: citisosídeo a partir das flores e folhas, ramnosil-O-vitexina e ramnosil-O-citisosídeo, a partir das folhas; e a isoflavona angustona A, a partir dos nódulos. Foi analisada a atividade antimicrobiana das flavonas pelo método da bioautografia frente a Bradyrhizobium sp. e Agrobacterium sp., microrganismos simbionte e patógeno, respectivamente, sendo que nenhum metabólito obteve resultado positivo, entretanto quando analisados pelo mesmo método frente a Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae e Escherichia coli o resultado foi positivo para ramnosil-O-vitexina. Foi avaliada a atividade antioxidante pelo método da DPPH para as flavonas, onde citisosídeo obteve resultado positivo.

Produção, caracterização, purificação parcial e aplicação de um peptídeo antimicrobiano produzido por Bacillus licheniformis P40

Uma bactéria identificada como Bacillus licheniformis P40 isolada de intestino de peixe (Leporinus sp.) da bacia amazônica foi estudada quanto à sua capacidade de produzir antimicrobianos. O sobrenadante da cultura obtido em caldo de cérebro e coração (BHI) foi caracterizado, sendo ativo contra importantes bactérias patogênicas e deteriorantes como L. monocytogenes, B. cereus, E. carotovora e isolados clínicos de Streptococcus. Este foi parcialmente purificado através de precipitação com sulfato de amônio e cromatografia de gel filtração e de troca iônica. Foram assim isoladas duas substâncias com atividade antimicrobiana, sendo uma delas de natureza protéica. Esta foi estável a altas temperaturas (100o C), numa ampla faixa de pH e mostrou propriedades de biosurfactante. O sobrenadante parcialmente purificado foi utilizado para o combate a um importante fitopatógeno: Erwinia carotovora. Uma dose de 6400 UA/mL foi bactericida para uma concentração de 107 UFC/mL em 20 minutos in vitro. A substância foi capaz de evitar a formação da podridão mole em batatas (in vivo). Foi estudada a produção da atividade antimicrobiana em resíduos e sub-produtos da indústria de alimentos, sendo escolhido o soro de queijo para otimizar a produção através de um experimento fatorial 23 variando as condições de temperatura, pH e concentração de soro de queijo em pó. As melhores condições foram para temperaturas entre 26 e 37o C e pH entre 6,5 e 7,5 para uma concentração de soro de 7%, sendo que aumentos na concentração levaram a aumentos na produção.

Estudo de bacteriocinas produzidas por espécies de Enterococcus

As enterocinas são compostos de natureza protéica que apresentam atividade antimicrobiana contra bactérias patogênicas e deteriorantes de alimentos. Por esta razão, nos últimos anos, o interesse por estas substâncias tem aumentado devido ao seu uso potencial como biopreservante de alimentos. Realizando uma triagem com 352 cepas de Enterococcus spp para detectar atividade antimicrobiana, foram encontradas 18 cepas (5%) produtoras de enterocinas, pertencentes às espécies E. faecalis, E. faecium e E. mundtii todas provenientes de amostras de fezes de humanos. Destas cepas foram produzidos sobrenadantes livres de células e realizados testes para caracterização das enterocinas produzidas. As enterocinas produzidas pelas 18 cepas apresentaram o mesmo espectro de atividade antimicrobiana, inibindo 4 espécies do gênero Listeria, Lactobacillus plantarum e Salmonella Enteritidis. Todas foram parcialmente estáveis ao aquecimento (121ºC por 10 minutos), a variações de pH de 2 a 10 e a estocagem por 60 dias a 4ºC e a -20ºC. A sensibilidade a proteases confirmou a natureza protéica destas substâncias antimicrobianas. Com cinco sobrenadantes livres de células foram realizadas curvas de produção de enterocinas e todas iniciaram a produção na fase logarítmica de crescimento, indicando cinética de metabólito primário. Com estes sobrenadantes foi determinado o peso molecular aproximado de 3 KDa, utilizando a técnica de SDS-PAGE. As cepas com atividade antimicrobiana no sobrenadante livre de células não apresentaram os genes para produção das enterocinas A e B, mas 14 cepas de E. faecium apresentaram o gene para enterocina A e 9 para enterocina B, sendo que apenas uma cepa apresentou ambos os genes. Nenhuma das 18 cepas produtoras de enterocinas apresentou atividade hemolítica e presença de adesinas, todas apresentaram cápsula. Os resultados obtidos neste trabalho indicam que estas enterocinas demonstram um potencial aplicabilidade em novos estudos relacionados aos biopreservantes.

Avaliação química e biológica de extratos de baccharis pertencentes à seção caulopterae (carquejas)

O gênero Baccharis pertence a subtribo Baccharidinae, tribo Astereae, família Asteraceae. Foram investigadas oito espécies de Baccharis pertencentes a seção Caulopterae, do ponto de vista químico e biológico. As espécies B. articulata, B. crispa, B. cf. milleflora, B. microcephala, B. myriocephala, B. stenocephala, B. trimera e B. usterii foram analisadas quanto a composição química de seu óleo volátil por CG e CG/EM. A maioria das espécies apresentou predominância de sesquiterpenos, com exceção das duas espécies bialadas estudadas, B. articulata e B. stenocephala, as quais apresentaram quantidades apreciáveis do monoterpeno -pineno, e da espécie farmacopeica, B. trimera, com a predominância de acetato de carquejila. Devido a dificuldade na diferenciação das espécies B. trimera e B. crispa por meio de caracteres morfo-anatômicos, estas tiveram a composição química de seu volátil acompanhada ao longo de diferente épocas e locais de coleta. Os extratos hexânicos destas espécies foram também analisados por CG e CG/EM a fim de detectar a presença de acetato de carquejila em amostras coletadas no Brasil e Argentina. Os resultados sugerem a presença de acetato de carquejila como um marcador da espécie B. trimera. Os óleos voláteis de B. articulata, B. crispa, B. microcephala, B. myriocephala, B. trimera e B. usterii foram investigados quanto a atividade antimicrobiana pelo método da bioautografia e todas elas apresentaram alguma atividade. Os óleos voláteis de B. articulata, B. crispa e B. trimera apresentaram fraca atividade antinflamatória in vitro pelo método da câmara de Boyden modificada. A DL50 do óleo de B. trimera foi investigada via intraperitoneal em camundongos e calculada em 0,915 g/kg A partir do extrato aquoso de B. usterii, foram isolados seis ácidos cafeoilquínicos. Quando comparados por CLAE acoplada a técnicas de identificação "on-line", os extratos aquosos de B. trimera, B. crispa e B. usterii apresentaram os seis ácidos em comum. O extrato aquoso de B. trimera diferenciou-se dos demais pela presença de flavonóides, em especial, nepetina. Os três extratos aquosos apresentaram atividade antioxidante frente a DPPH, sendo esta atividade também detectada nos seis ácidos cafeoilquínicos isoladamente.

Caracterização de um peptídeo antimicrobiano produzido por linhagem de Bacillus amyloliquefaciens isolada de solo

Em anos recentes, surgiram numerosos casos de intoxicação alimentar envolvendo patógenos emergentes. Estes casos levaram a um aumento da preocupação com a preservação dos alimentos minimamente processados e com a segurança alimentar. Este fato está induzindo a pesquisa por inibidores para estes patógenos e fatores para prolongar a vida de prateleira de produtos alimentícios. Entre as novas alternativas na preservação está a utilização de peptídeos antimicrobianos produzidos por bactérias. No presente trabalho uma bactéria identificada como Bacillus amyloliquefaciens LBM 5006 isolada de solos de mata Atlântica de Santa Catarina foi selecionada dentre outros microrganismos e sua capacidade de produzir antimicrobianos foi avaliada. O extrato bruto da cultura do isolado LBM 5006 foi caracterizado, sendo ativo contra importantes bactérias patogênicas e deteriorantes como Listeria monocytogenes, Bacillus cereus, Erwinia carotovora, Escherichia coli, dentre outras. Houve maior produção do antimicrobiano quando a bactéria foi propagada em caldo infusão de cérebro e coração (BHI) a 37o C durante 48 h. Após concentração, a atividade antimicrobiana resistiu ao tratamento com enzimas proteolíticas. A atividade antimicrobiana foi verificada em pHs ácidos, sendo inibida em pH 9 e 10. O extrato foi purificado por meio de cromatografia de gel filtração e extração com butanol. O teste qualitativo de ninidrina, juntamente com a espectroscopia de infravermelho e ultravioleta, feitos com a substância purificada revelou que o antimicrobiano possui natureza protéica. O antimicrobiano apresentou um efeito bacteriostático contra 106 UFC/mL de Listeria monocytogenes na concentração de 25 AU/ml.

Produção e caracterização de quitooligossacarídeos produzidos pelo fungo Metarhizium anisopliae e avaliação da citotoxicidade em células tumorais

Chitosan is a natural polymer, biodegradable, nontoxic, high molecular weight derived from marine animals, insects and microorganisms. Oligomers of glucosamine (GlcN) and N-acetylglucosamine (GlcNAc) have interesting biological activities, including antitumor effects, antimicrobial activity, antioxidant and others. The alternative proposed by this work was to study the viability of producing chitooligosaccharides using a crude enzymes extract produced by the fungus Metarhizium anisopliae. Hydrolysis of chitosan was carried out at different times, from 10 to 60 minutes to produce chitooligosaccharides with detection and quantification performed by High Performace Liquid Chromatography (HPLC). The evaluation of cytotoxicity of chitosan oligomers was carried out in tumor cells (HepG2 and HeLa) and non-tumor (3T3). The cells were treated for 72 hours with the oligomers and cell viability investigated using the method of MTT. The production of chitosan oligomers was higher for 10 minutes of hydrolysis, with pentamers concentration of 0.15 mg/mL, but the hexamers, the molecules showing greater interest in biological properties, were observed only with 30 minutes of hydrolysis with a concentration of 0.004 mg/mL. A study to evaluate the biological activities of COS including cytotoxicity in tumor and normal cells and various tests in vitro antioxidant activity of pure chitosan oligomers and the mixture of oligomers produced by the crude enzyme was performed. Moreover, the compound with the highest cytotoxicity among the oligomers was pure glucosamine, with IC50 values of 0.30; 0.49; 0.44 mg/mL for HepG2 cells, HeLa and 3T3, respectively. Superoxide anion scavenging was the mainly antioxidant activity showed by the COS and oligomers. This activity was also depending on the oligomer composition in the chitosan hydrolysates. The oligomers produced by hydrolysis for 20 minutes was analyzed for the ability to inhibit tumor cells showing inhibition of proliferation only in HeLa cells, did not show any effect in HepG2 cells and fibroblast cells (3T3)

Síntese hidrotérmica assistida por micro-ondas de tiO2, e aplicação em nanocompósito

In recent decades have seen a sharp growth in the study area of nanoscience and nanotechnology and is included in this area, the study of nanocomposites with self-cleaning properties. Since titanium dioxide (TiO2) has high photocatalytic activity and also antimicrobial, self-cleaning surfaces in your application has been explored. In this study a comparison was made between two synthesis routes to obtain TiO2 nanoparticles by hydrothermal method assisted by microwave. And after analysis of XRD and SEM was considered the best material for use in nanocomposites. It was deposited nanocomposite film of poly (dimethyl siloxane) (PDMS) with 0.5, 1, 1.5 and 2% by weight of nanoparticles of titanium dioxide (TiO2) by the spraying method. The nanocomposite was diluted with hexane and the suspension was deposited onto glass substrate, followed by curing in an oven with forced air circulation. The photocatalytic activity of the nanocomposite impregnated with methylene blue was evaluated by UV- vis spectroscopy from the intensity variation of absorption main peak at 660nm with time of exposure to the UV chamber. Changes in the contact angle and microhardness were analyzed before and after UV aging test. The effect of ultraviolet radiation on the chemical structure of the PDMS matrix was evaluated by spectrophotometry Fourier transform infrared (FTIR).The results indicated that the addition of TiO2 nanoparticles in the coating PDMS gave high photocatalytic activity in the decomposition of methylene blue, an important characteristic for the development of self-cleaning coatings

Avaliação do sistema conservante em formulação com extrato hidroalcóolico de schinus terebinthifolius raddi nacardiaceae

Schinus terebinthifolius Raddi is used in the treatment of skin and mucosal injuries, infections of respiratory, digestive and genitourinary systems. Currently one of the biggest problems faced for the industry of phytopharmaceuticals with regard to the quality of raw materials is the microbial contamination. The aim this study was to evaluate the antimicrobial action of the hidroalcoholic extract of aroeira, beyond testing the effectiveness of the preservative system in hidrogel to the base of this extract. The extracts were prepared by maceration in the ratio of 1:10 of solvent plant/with alcohol 40%. The methods for microbial count were pour plate and test for specific microorganisms, analyzing in third copy each one of the samples. The antimicrobial activity of aroeira extracts was performed using an agar diffusion method, using strains of S. aureus, P. aeruginosa, E. coli, B. subtilis, C. albicans, C. tropicalis, C. krusei, C. guilliermondii, T. rubrum, M. gypseum, A. flavus and A. niger. The formula with aroeira was evaluated by the challenge test. This method consisted of artificial contamination the sample with separate inóculos of A. niger, C. albicans, E. coli e S. aureus aeruginosa and determinations of survivors for the method of counting for pour plate , during times 0, 24h, 48h, 7 days, 14 days, 21 days and 28 days. How much to the results, one verified that the extract of aroeira in the 13,5 concentration mg/mL presented antimicrobial activity for cepas of E. coli, B. subtilis, P. aeruginosa e S. aureus, producing inhibition zone, on average with 13 mm of diameter. However it did not present no fungi activity. The formula with aroeira containig both methylparaben and propylparaben showed a good efficacy in challenge test front to strains of A. niger, C. albicans, E. coli, S. aureus. The A criteria of European Pharmacopoeia, adopted in this work, was verified that this product revealed the good preservative efficacy for the challenge test, time interval of the 28 days. However, it is interesting to extend this study, in order to carry through the sped up stability and the test of shelf, to establish the validity of this formularization

Nanopartíulas de magnetita com oxacilina obtida por moagem de alta energia para aplicações biomédicas

The drug targeting has been the subject of extensive studies in order to develop site-specific treatments that minimize side effects and become more effective anticancer therapy. Despite considerable interest in this class, drugs like antibiotics also have limitations, and have been neglected. Using new pharmaceutical technologies, the use of magnetic vectors appear as promising candidate for drug delivery systems in several studies. Small magnetic particles bound to the drug of interest can be modulated according to the orientation of a magnet outside the body, locating and holding in a specific site. In this work, we propose the use of High Energy Milling (HEM) for synthesis of a magnetic vector with characteristics suitable for biomedical applications by intravenous administration, and for the formation of an oxacillin-carrier complex to obtain a system for treating infections caused by Staphylococcus aureus. The results of the variation of milling time showed that the size and structural properties of the formed material change with increasing milling time, and in 60 hours we found the sample closest to the ideal conditions of the material. The vector-drug system was studied in terms of structural stability and antimicrobial activity after the milling process, which revealed the integrity of the oxacillin molecule and its bactericidal action on cultures of Staphylococcus aureus ATCC

Extração, caracterização e atividades biológicas de proteínas da espécie cnidoscolus urens (L.) Arthur

The extraction, chemical and structural characterization of a wide variety of compounds derived from plants has been a major source of bioactive molecules. Several proteases have been isolated in the plant kingdom, with numerous pharmacological and biotechnological applications. Among the proteases isolated from plants, are the fibrinogenolytic, with relevant application in the treatment of disorders in the coagulation cascade, in addition to potential use as a tool in clinical laboratories. In this study, in addition to evaluating the effects of the protein extract of Cnidoscolus urens (L.) Arthur (Euphorbiaceae) in the coagulation cascade also investigates the presence of antimicrobial activity and characterizes the proteolytic activity detected in this extract, aiming to determine their potential pharmacological and biotechnological application. In this way, crude protein extracts obtained from the leaves of C. urens in Tris-HCl 0.05M, NaCl 0.15M, pH 7.5, were precipitated in different concentrations of acetone, and assessed for the presence of proteolytic activity in azocaseína and fibrinogen. The most active fraction (F1.0) in these tests was chosen for assessment of biological activity and biochemical characterization. The Aα chain and Bβ of fibrinogen were completely cleaved at a concentration of 0.18 μg/μL of protein fraction in 4 minutes. Fibrinogenolytic activity presented total inhibition in the presence of E-64 and partial in the presence of EDTA. The fraction demonstrated coagulant activity in plasm and reduced the APTT, demonstrating acting on the factors coagulation of the intrinsic pathway and common, not exerting effects on the PT. Fibrinolytic activity on plasma clot was detected only in SDS-PAGE in high concentrations of fraction, and there were no defibrinating. Although several proteases isolated from plants and venomous animals are classically toxic, the fraction F1.0 of C. urens not expressed hemorrhagic nor hemolytic activities. Fraction F1.0 also showed no antimicrobial activity. In proteolytic activity on the azocasein, the optimal pH was 5.0 and optimum temperature of 60ºC. The enzyme activity has been shown to be sensitive to the presence of salts tested, with inhibition for all compounds. The surfactant triton did not influence the enzyme activity, but the tween-20 and SDS inhibited the activity. In the presence of reducing agents increase in enzyme activity occurred, a typical feature of enzymes belonging to the class of cysteine proteases. Several bands with proteolytic activity were detected in zymogram, in the region of high-molecular-weight, which were inhibited by E-64. In this study, we found that C. urens presents in its constitution cysteine proteases with fibrinogenolytic and procoagulant activity, which may be isolated, with potential application in treatment of bleeding disorders, thrombolytic and clinical laboratory

Controle biológico de Colletotrichum acutatum, agente causal da queda prematura dos frutos cítricos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Growth and antimicrobial activity of lactic acid bacteria from rumen fluid according to energy or nitrogen source

Objetivou-se avaliar os efeitos da suplementação com diferentes fontes de energia e de compostos nitrogenados sobre o crescimento e produção de bacteriocinas de bactérias ácido-láticas in vitro. As incubações foram conduzidas utilizando-se fluido ruminal originado de um novilho Holandês-Zebu fistulado no rúmen. O animal foi mantido em pastagem de Brachiaria decumbens recebendo 200 g/dia de proteína bruta suplementar. Os substratos e o inóculo foram acondicionados em frascos de vidro considerando-se oito tratamentos: celulose, celulose e caseína, celulose e peptona de soja, celulose e ureia, amido, amido e caseína, amido e peptona de soja e amido e ureia. Incubações sucessivas foram conduzidas para seleção dos microrganismos em função das fontes energéticas e de compostos nitrogenados. O amido favoreceu o crescimento de bactérias ácido-láticas em comparação à celulose. A suplementação com proteína verdadeira (peptona de soja e caseína) estimulou o crescimento dessas bactérias em comparação ao controle (sem suplementação com compostos nitrogenados). A adição de ureia não estimulou o crescimento de bactérias ácido-láticas. Nenhuma atividade antimicrobiana foi detectada a partir das colônias de bactérias ácido-láticas isoladas. Fontes de proteína verdadeira incrementam a competição entre bactérias fermentadoras de carboidratos estruturais e não-estruturais.

Funcionalidade dos extratos fenólicos obtidos pelo cultivo semi-sólido de resíduos de abacaxi (Ananas comusus L.) e goiaba (Psidium guajava L.)

Solid substrate cultivation (SSC) has become an efficient alternative towards rational use of agro industrial wastes and production of value-added products, mainly in developing countries. This work presents the production and functional application results of phenolic extracts obtained by solid substrate cultivation of pineapple (Ananas comosus L.) and guava (Psidium guajava L.) residues associated to soy flour and bioprocessed by Rhizopus oligosporus fungus. Two experimental groups were tested: (1) 9g of fruit residue and 1g of soy flour (A9 or G9); (2) 5g of fruit residue and 5g of soy flour (A5 or G5). After SSC, 100ml of distilled water was added to each Erlenmeyer flask containing 10g of bioprocessed material in order to obtain the phenolic extracts. Samples were taken every two days for total phenolic concentration (TPC) and antioxidant capacity evaluation by DPPH test during 12-day cultivation. The 2-day and 10-d ay extracts were selected and concentrated by ebullition until 1/10 of original volume was reached. After that, both non-concentrated and concentrated extracts were evaluated for their antimicrobial activity against Staphylococcus aureus and Salmonella enterica and a-amylase inhibitory capacity. It was observed an inverse relationship between total phenolic concentration (TPC) and antioxidant capacity during the cultivation. Besides that, the concentrated pineapple samples after two days were able to inhibit both pathogens tested, especially S. aureus. Guava concentrated extracts after 2 days showed expressive inhibition against S. enterica, but negative results against S. aureus growth. When it comes to a-amylase inhibition, A9 extracts after 2 days, both concentrated or not, completely inhibited enzyme activity. Similar behavior was observed for G9 samples, but only for concentrated samples. It was shown that concentration by ebullition positively affected the enzymatic inhibition of G9 and A9 samples, but on the other side, decreased antiamylase activity of A5 and G5 samples

Estudo fitoquímico de goiaba (Psidium guajava L.) com potencial antioxidante para o desenvolvimento de formulação fitocosmética

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)