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Orientador: Jose Roberto Trigo Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Os imaturos de lepidópteros estão sujeitos a altas taxas de mortalidade no ambiente natural. Uma das formas de defesa mais utilizadas e estudadas é a defesa química, envolvendo, por exemplo, substâncias tóxicas ou impalatáveis. Estas substâncias podem ser adquiridas pelos lepidópteros de suas fontes alimentares ou biosintetisadas de novo. Através de um acompanhamento dos imaturos de Mechanitis po/ymnia no campo observou-se que larvas apresentam as taxas mais altas de sobrevivência quando comparadas a ovos e pupas. A sobrevivência de ovos a adultos de Mechanitis po/ymnia em So/anum tabacifolium (área urbana) foi maior do que em So/anum mauritianum e So/anum concinnum (ambos floresta secundária). Experimentos realizados em laboratório com a formiga predadora generalista Camponotus crassus confirmaram a capacidade de defesa de larvas de Mechanitis po/ymnia contra predadores. Além disto verificou se que o tipo de defesa envolvida seria provavelmente defesa química e que as substâncias de defesa estariam localizadas na superfície das larvas já que a rejeição pelas formigas se dava após breve contato inicial. Uma classe de substâncias possivelmente responsáveis pela defesa seriam os lipídios cuticulares (LCs). Lipídios cuticulares de insetos e plantas terrestres tem como principal função, proteção contra dessecação. Por se localizarem na superfície externa do corpo, podem estar envolvidos em mecanismos de comunicação química tanto inter, quanto intraespecífica. Desta forma, investigou-se o papel de lipídios cuticulares na defesa de larvas de Mechanitis po/ymnia contra a formiga predadora generalista Camponotus crassus. Verificou-se que o padrão químico de LCs de larvas de Mechanitis po/ymnia e de folhas de So/anum tabacifolium é muito semelhante, ao contrário de outros Ithomiinae e suas plantas hospedeiras. Camponotus crassus não predou larvas vivas ou mortas de Mechanitis po/ymnia em bioensaios em laboratório, porém predou larvas vivas de outros Ithomiinae. Formulou-se a hipótese de que as formigas não reconheceram as larvas de Mechanitis po/ymnia como presa devido à sua incapacidade de diferenciar as larvas das folhas de So/anum tabacifolium, causada pela similaridade do padrão químico dos LCs. Quando larvas de Mechanitis po/ymnia foram colocadas em uma situação de baixa similaridade com a folha em que elas se encontravam, elas passaram a ser predadas por Camponotus crassus. Larvas palatáveis de Spodoptera frugiperda foram utilizadas em bioensaios de dupla escolha para comprovar o papel dos LCs nesta defesa química. Dois bioensaios foram realizados: 1. A larva experimental se encontrava em situação de alta similaridade e foi menos visitada pelas formigas; 2. A larva experimental estava em situação de baixa similaridade e foi visitada de forma igual à larva controle. Isto demonstrou que um padrão químico de LCs semelhante ao de uma folha pode ser uma defesa eficiente contra predadores quimicamente orientados como Camponotus crassus. Do ponto de vista da formiga a larva estaria quimicamente camuflada na folha de sua planta hospedeira Abstract: Immature Lepidoptera are subject to high mortality rates in the natural environment. Chemical defences are one of the best studied and known mechanisms of defence employed by butlerflies. In the field, it was observed that larval survivorship is higher than the survivorship of eggs or pupae. The survivorship of Mechanitis po/ymnia from eggs to imagoes on So/anum tabacifolium (urban area) was higher than on So/anum mauritianum or So/anum concinnum (both in a secondary forest). Laboratory experiments assured the defence capability of Mechanitis po/ymnia against generalist predators like Camponotus crassus. It was also observed that the chemistry of defence was located on the surface of the caterpillars because the ants rejected them after a short contact. Because they are located on the external surface of the body, cuticular lipids (CLs) may be involved in chemical communication, both inter and intraspecific. It was verified that the CL profile of Mechanitis po/ymnia larvae and So/anum tabacifolium leaves is almost identical unlike for other Ithomiinae examined. Uve larvae of Mechanitis po/ymnia were not killed by Camponotus crassus which also did not eat dead larvae. On the other hand other Ithomiinae larvae were killed and preyed upon by Camponotus crassus. Two other experiments showed that the similarity between the chemical profiles of CLs of Mechanitis po/ymnia and So/anum tabacifolium was the responsible for the defence against Camponotus crassus. The larvae would be chemically camouflaged on the leaves for an approaching ant that would not be able to distinguish the larvae from the leaf Mestrado Mestre em Ecologia

Orientador : Eneida de Paula Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Domínios lipídicos são regiões de composição diferente em uma mesma membrana, quer seja biológica ou sintética. A dinâmica destes domínios pode participar de processos bioquímicos e fisiológicos. Anestésicos locais são fármacos que agem sobre proteínas de membranas por um mecanismo ainda não totalmente conhecido, e cuja potência está fortemente correlacionada com sua hidrofobicidade. Oentre estes, a dibucaína (OSC) é um potente anestésico, com alto coeficiente de partição em favor das membranas, capaz de interferir com diversos processos fisiológicos e de reverter alguns efeitos do íon cálcio, um conhecido indutor de domínios lipídicos. Investigamos a interação da OBC com membranas e o efeito deste AL sobre domínios lipídicos naturais e induzidos por cálcio. As técnicas usadas foram Fluorescência Estática, Ressonância Paramagnética Eletrônica e Microscopia de Fluorescência. Verificamos que a oac possui um pKa de 8,4 e que deve localizar-se na altura do glicerol em membranas compostas por OOPC, o que favorece sua competição com o cálcio pelas cabeças polares de lipídios, e que a forma neutra apresenta maior afinidade pela membrana (_ = 1500) que a protonada (_ = 930). A fluorescência intrínseca da molécula foi analisada em água, em membranas e em soluções de diferentes polaridades; observamos diminuição no rendimento quântico de fluorescência da OSC, concomitante a um deslocamento para o azul nos meios mais apoiares. Experimentos de Ressonância Paramagnética Eletrônica com marcadores de spin do tipo nitróxido em alta concentração (exibindo alargamento dos espectros devido à interação de troca de estado de spin) mostraram que a OBC reverte domínios lipídicos induzidos por cálcio e por magnésio, em sistemas ternários de OOPC: POPA: 5-MeSL. Por microscopia de fluorescência (usando sondas do tipo nitro-benzoxadiol amino, NBO) notamos diferenças evidentes no padrão de formação de domínios lipídicos entre os tratamentos controle, com cálcio, com OBC e com ambos os aditivos, tanto em vesículas unilamelares gigantes quanto em eritrócitos e ghosts de eritrócitos marcados. As diferenças entre os tratamentos foram qualitativamente consistentes para os parâmetros de análise das imagens utilizados. Vimos também aqui o antagonismo entre a OSC e o cálcio e, além disso, uma aparente capacidade da OSC em reverter domínios induzidos por proteínas de membrana. Nossos resultados sugerem que a OSC reverte a separação lateral de fases induzida por cálcio ou proteínas de membrana; esta capacidade da OSC - não'observada em outros anestésicos locais - estaria relacionada à localização preferencial da DSC próximo à cabeça polar dos fosfolipídios. Tal fenômeno pode ser relevante nos processos membranares em que a DSC reconhecidamente interfere, mediados pela alteração do padrão dos domínios lipídicos, dentre os quais a fusão celular e a própria anestesia Abstract: Lipid domains are compositionally different regions within biological or artificial membranes that may play an important role in physiological and biochemical events as well. Local anesthetics, however, acts upon membrane proteins by an still unknown mechanism and exibit a strong correlation between partition to membranes and anesthetic potency. Among this class of pharmaceuticals, dibucaine (OBC) is a potent one, with a high membrane partition, able to alter several physiological processes and revert some calciuminduced effects on artificial membranes. We have investigated the interaction of neutral and protonated forms of OBC with natural and artificial membranes and its effect upon naturally and calcium-induced lipid domains both in biological and artificial membrane systems. Our approach was based on Static Fluorescence, Electronic Paramagnetic Resonance (EPR) and Fluorescence Microscopy. Our experiments reveal a pKa of 8,4 for OBC and that its aromatic ring may be located close to the glycerol backbone of phospholipid membranes. Surprisingly, OBC emission decreased simultaneously to a classical blue shift when membranes are available or by reducing its solution polarity. EPR experiments strongly suggest that OBC reverts Ca+2- or Mg+2-induced lipid domains. The parameter ais increased in ternary systems composed by OOPC: POPA: 5MeSL when OBC is present, which is antagonic to calcium ion. Fluorescence Microscopy experiments revealed distinct patterns among OBC, Ca+2 or OBC plus Ca+2 treatments, in NBO-PA labeled liposomes, ghosts and erythrocytes. Although Kruskal-Wallis test were not able to tell which treatment differences were statistically significant, those differences were consistent through ali parameters analysed. We could observe antagonism between OBC and Ca+2, besides a further ability of OBC to disrupt naturally occurring lipid domains. These data suggest that OBC is able to revert Ca+2_, Mg+2 or protein-induced domains, for its favoured location close to the phospholipid head. Such phenomena may be relevant in lipid domain mediated processes, which may include anesthesia itself Mestrado Bioquímica Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Admar Costa de Oliveira Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: O resumo podera ser visualizado no texto completo da tese digital Abstract: The abstract is available with the full electronic digital document Mestrado Mestre em Ciência da Nutrição

Orientador: Gonçalo Amarante Guimarães Pereira Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A busca de fontes sustentáveis de bicombustíveis tem levado ao interesse renovado em microalgas como potencial matéria-prima. Esses organismos acumulam grandes quantidades de óleos sob a forma de triacilglicerídeos (TAG) quando em privação de nutrientes, entretanto, uma análise aprofundada dos mecanismos moleculares envolvidos nesse acúmulo ainda está no início. É improvável que uma espécie apresente naturalmente todas as características necessárias para a produção industrial de bicombustíveis, como altas taxas de crescimento e acúmulo de lipídios. Sendo assim, faz-se necessária a ampliação do conhecimento da genética, bioquímica e das técnicas de manipulação desses organismos para que futuramente a cepa ideal seja obtida por engenharia genética. A microalga verde Neochloris oleoabundans foi escolhida como objeto de estudo por ser naturalmente capaz de acumular grandes quantidades de TAG quando em privação de nitrogênio. Seu genoma foi sequenciado, visando à obtenção de indícios da origem genética do fenótipo de interesse. Foram preditos 10.006 genes distribuídos ao longo de 1.544 scaffolds, totalizando aproximadamente 40 Mb de genoma nuclear. A análise comparativa com outras cinco espécies de microalgas mostrou que o conteúdo do genoma de Neochloris se assemelha ao de Chlorella variabilis. A presença de famílias gênicas ortólogas muito pequenas na espécie estudada motivou a expansão dessa análise para as demais espécies de alga já sequenciadas, indicando que essa ausência de expansões gênicas pode ser um padrão de microalgas. As famílias gênicas exclusivas de Neochloris mostraram que a parede celular dessa espécie pode ser formada por hemicelulose e quitina, já que foram encontrados genes da síntese desses polissacarídeos no genoma. As vias de metabolismo energético foram mapeadas, permitindo entender o caminho energético existente na célula estudada. Além disso, a comparação do número de cópias dos diversos genes envolvidos nos processos de interesse permitiu levantar vias e moléculas chaves para estudos mais detalhados. Uma enzima chave envolvida na sinalização de privação de nitrogênio, a AMP deaminase, foi encontrada em maior número de cópias e pode estar envolvida no direcionamento para acúmulo de TAG. Há indícios de que um possível resultado da ausência de nitrogênio seja a remodelação de membranas 9 celulares, principalmente do cloroplasto, e quebra de pigmentos fotossintéticos. Essas reações podem gerar ácidos graxos livres e substâncias tóxicas para as células que são neutralizadas através de sua participação na síntese de TAG. O mecanismo de concentração de carbono empregado por um organismo fotossintetizante afeta o acúmulo de biomassa, pois plantas que utilizam o mecanismo C4-like são mais eficientes na fixação de carbono do que plantas C3. Não foi possível determinar qual o mecanismo preferencialmente empregado por Neochloris, mas grande parte dos genes envolvidos no mecanismo C4-like foi identificada no genoma. Tais genes consistem em alvos para manipulação genética, visando direcionar a fixação de carbono para C4-like. A maior eficiência fotossintética resultante pode ocasionar aumento da biomassa e do acúmulo de cadeias carbônicas na célula dessa alga, podendo gerar um maior acúmulo lipídico Abstract: The search for sustainable sources for the production of biofuels has resulted in an increased interest in microalgae as a potential feedstock. These microorganisms accumulate large amounts of lipids in the form of triglycerides (TAG) when subjected to some types of nutrient deprivation. However, the elucidation of the molecular mechanisms involved in these metabolic responses is far from necessary for the effective use of microalgae in industrial processes. It is unlikely that a species naturally present all the characteristics necessary for the industrial production of biofuels, as for example high rates of growth and lipid accumulation. Thus, it is necessary to expand the knowledge of genetics, biochemistry and genetic manipulation of microalgae in order to adapt the productivity of wild-strains to the demands of the bioenergy sector. In this context, the green algae Neochloris oleoabundans was chosen as the object of study because it is naturally capable of accumulating large amounts of TAG when subjected to nitrogen deprivation. Its genome was sequenced in order to obtain genetic data to increase the understanding and, in the future, to produce phenotypes of interest. A total of 10,006 predicted genes were identified over the 1,544 scaffolds generated, totalizing approximately 40 Mb of nuclear genome. The comparative analysis with five other microalgae species showed that the genetic content of Neochloris resembles that of other green algae, Chlorella variabilis. The presence of small gene families in the species studied led to the expansion of this analysis for some other sequenced species of algae, indicating that the absence of gene expansions can be a common pattern of microalgae. The unique Neochloris gene families showed that the cell wall of this species may be formed from hemicelluloses and chitin, since genes associated to the metabolism of these polysaccharides were found in the in the genome. Metabolic reconstruction of energetic pathways allowed an increase in the comprehension of energy routes in Neochloris. Moreover, comparing the number of copies of several genes involved in the processes of interest allowed us the identification of key candidates for further studies. A key enzyme involved in signaling nitrogen deprivation, AMP deaminase, was found as presenting 11 various gene copies in Neochloris genome and may be involved in the response of TAG accumulation in situations of nitrogen deprivation. Also, there are some results indicating that the lack of nitrogen may promote the remodeling of cell membranes, especially in the chloroplast, as well as the breakage of photosynthetic pigments. These responses would generate free fatty acids and toxic substances, which would be therefore neutralized by the synthesis of TAG. Other response studied was the carbon concentration after photosynthesis. The carbon concentration mechanism employed by a photosynthetic organism affect the accumulation of biomass; it is known that plants using C4-like mechanism are more efficient than C3 plants. Despite the in silico data is insufficient to determine the mechanism employed by Neochloris, it was observed that most of the genes involved in C4-like mechanism were identified in its genome. These genes are interesting targets for genetic manipulation of Neochloris in order to adjust its metabolism towards a C4-like metabolism. In that case, it is expected that the resulting higher photosynthetic efficiency can lead to an increased biomass and larger accumulation of carbon chains in the cell of this alga, resulting in an increase in lipid productivity rates Mestrado Genética de Microorganismos Mestre em Genética e Biologia Molecular

Orientador: Ines Joekes Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica Resumo: Os lipídios são compostos naturalmente presentes no cabelo e possuem importante papel nas suas propriedades. Apesar de serem vastamente utilizados em formulações cosméticas, especialmente naquelas destinadas a cabelos negróides, pouco se estudou sobre a interação desses compostos com a fibra capilar. Neste trabalho foi estudada a interação dos lipídios ácido oléico e colesterol e do composto colato de sódio com cabelo negróide e cabelo caucasiano através da sorção. As mechas de cabelo caucasiano e negróide foram tratadas com soluções de ácido oléico nas concentrações de 0,03 e 0,3 % m/V, nas temperaturas de 25, 40 e 50 °C. A sorção foi calculada pela diferença entre as concentrações inicial e final das soluções por titrimetria. O colesterol foi utilizado nas concentrações de 0,18 e 0,25 % m/V a 25 e 40 °C e sua concentração foi determinada pela absorção em l = 450 nm. A sorção do colato de sódio foi avaliada semi-quantitativamente pela presença do colato na superfície das fibras através da absorção na região do infravermelho utilizando acessório de ATR. A sorção de ácido oléico em cabelo negróide foi duas vezes maior (40 mg/g) do que em cabelo caucasiano (23 mg/g). O colesterol não foi sorvido pelo cabelo negróide e nem pelo cabelo caucasiano. A sorção do colato de sódio foi maior em cabelo negróide do que no cabelo caucasiano em concordância com o tratamento com ácido oléico. O processo de sorção foi favorecido em maiores concentrações dos lipídios e em temperatura de 25 °C. O tamanho e a polaridade da molécula e o solvente onde ela se encontra foram fatores determinantes para a sorção em cabelo. A maior sorção do ácido oléico e do colato de sódio em cabelo negróide do que em cabelo caucasiano evidenciam as diferenças físico-químicas desses dois tipos de cabelo e deve estar relacionada a menor concentração lipídica do cabelo negróide Abstract: Lipids are compounds naturally present in human hair and play an important role in its properties. Despite of being vastly used in cosmetic formulations, especially in those destined to Afro hair, little attention has been dedicated to the study of the interaction of lipids with the hair fiber. In this work it was studied the interaction of oleic acid and cholesterol and the compound sodium cholate with Afro and Caucasian hair through the sorption process. Caucasian and Afro hair tresses were treated with 0,03 and 0,3 % m/V solutions of oleic acid at 25, 40 and 50 °C. The sorption was calculated by the difference between the final and initial concentrations determined by titrimetry. The cholesterol was used in 0,18 and 0,25 % m/V concentrations at 25 and 40 °C and its bulk concentration was determined by the absorption at l = 450 nm. The sorption of sodium cholate was evaluated by its presence on the surface of the fibers through the absorption in the infrared region using the ATR accessory. The oleic acid sorption was relatively high in both types of hair (S> 20 mg/g) and the sorption was twice larger in Afro hair than (S~ 40 mg/g) in Caucasian hair (S~23 mg/g). The cholesterol was not sorbed by Afro hair and nor in Caucasian hair. The sorption of the sodium cholate was larger in Afro hair than in Caucasian hair in agreement with the oleic acid treatment. The results indicated that the sorption process was favored in higher lipids concentrations and at T = 25 °C. The size and the polarity of the lipid molecule and its solvent were determinant in the sorption process in hair. The differences among the sorption of the oleic acid and the sodium cholate in Afro and in Caucasian hair highlight the physical-chemistry distinction of these types of hair Mestrado Físico-Química Mestre em Química

Orientador: Glaucia Maria Pastore Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: Foram isoladas 625 linhagens de microrganismos, a partir de amostras de vísceras de peixes de água salgada. Duas linhagens de microrganismos selecionadas, Candida fabianií e Trichosporon brassicae, foram submetidas à diferentes condições de cultivo. A partir de variações na composição do meio de cultura e das condições de cultivo, tais como temperatura, tempo de fermentação, fonte de carbono, fonte de nitrogênio e relação C:N; foram estudadas as variações na composição dos ácidos graxos. Os parâmetros de comparação utilizados durante este estudo, foram a quantificação da massa celular, da massa de lipídeos e o teor de lipídeos na biomassa seca, bem como a composição de ácidos graxos. Entre os ácidos graxos produzidos, foram identificados os ácidos palmítico (16:0), palmitoléico (16:1), esteárico (18:0), oléico (18:1), linoléico (18:2) e linolênico (18:3). Este estudo demonstrou que, mudanças nas condições de cultivo das leveduras provocam alterações significativas na composição e na quantidade dos ácidos graxos produzidos, indicando que as condições de cultivo podem ser adequadas em função do interesse na produção de cada ácido graxo específico Abstract: Six hundred and twenty-five microorganisms were isolated from intestines samples of sea fishes. Two selected microorganism strains, Candida fabianii and Triehosporon brassicae, were submited to different growth conditions. From the variations of media composition, temperature, time course, carbon and nitrogen sources and C:N ratio; it was studied the variation on the fatty acids composition. Among the fatty acids produced the following acids were identified : oleic, linoleic, palmitic, stearic, palmitoleic and linolenic. This study showed significant changes on the fatty acid composition when the culture conditions were modified. It indicates that, according to the interest on the production of specific fatty acids, proper growth conditions shall be applied Mestrado Mestre em Ciência de Alimentos

Orientador: Maria Helena Andrade Santana Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica Resumo: Os biomateriais vêm se tomando cada vez mais importantes dentro do cenário médico. Porém, o que restringe suas aplicações são as reações adversas que ocorrem quando essas superfícies entram em contato com os fluidos biológicos. Urna alternativa para reduzir as reações adversas e aumentar a sua hemocompatibilidade é a mimetização das interfaces biologicamente inertes, corno a superfície externa de glóbulos vermelhos e plaquetas, que possuem em comum a presença dos fosfolipídios neutros fosfatidilcolina (PC), fosfatidiletanolamina (PE) e esfingomielina. Dentro deste contexto, o objetivo deste trabalho de pesquisa foi estudar o recobrimento de superfícies comerciais de polic1oreto de vinil a (PVC) com os fosfolipídios isolados dimiristoilfosfatidiletanolamina (DMPE) e dipalmitoilfosfatidiletanolamina (DPPE) e com DMPE em misturas com dimiristoilfosfatidilcolina (DMPC) e derivatizado com polietilenoglicol (PEG), através do processo de Langmuir-Blodgert (LB). O recobrimento foi caracterizado através de determinações do ângulo de contato dinâmico em interface ar-água e do tempo de fibrina e através de microscopia de força atômica. Os resultados experimentais indicaram a factibilidade do recobrimento das superfícies *f1 os fosfolídios isolados ou com suas misturas, e urna boa correlação entre as técnicas de caracterização utilizadas. De uma maneira geral, as superfícies recobertas tomaram-se mais hidrofóbicas e mais hemocompatíveis, se comparadas com as superfícies não recobertas. O recobrimento mostrou-se dependente da composição dos fosfolipídios e das variáveis operacionais do processo. Esses resultados são importantes para aplicações do PVC em utensílios médicos e circuitos extracorpóreos Abstract: Biomaterials have becoming important in modern medicine. However, their applications are limited by the adverse reactions that occur when the foreign surfaces contact blood. An alternative approach to reduce adverse reactions and to increase the hemocompatibility concerns to the mimicry of biologically inert interfaces,such as the external membrane surfaces of erythrocytes and platelets. These surfaces are composed by the zwitterionics phospholipids phosphatidylcholine (PC), phosphatidylethanolamine (PE) and sphingomyelin. Based on these concepts, in this work was studied the coating of commercial polyvinylchloride (PVC) surfaces with the pure phospholipids dimyristoylphosphatidylethanolamine (DMPE) and dipalmitoylphosphatidylethanolamine (DPPE) and with mixtures of DMPE with dimyristoylphosphatidylcholine (DMPC) and functionalized with polyethylene glycol (PEG), by Langmuir-Blodgett (LB) processo The coating was characterized by dynamic contact angle in air-water systems, fibrin time and atomic force microscopy. The experimental results showed that the PVC plates were covered with pure phospholipids and with their mixtures, and that there is a good relationship among the characterization methods. In the majority of the situations, the covered s_es became more hydrophobic and presented enhanced hemocompatibility. The covering is dependent on the phospholipid composition and the operational variables of the processo These results are important to improve the performance of PVC in medical devices and in extracorporeal circuits Mestrado Mestre em Engenharia Química

Orientador: Andre Luis Berteli Ambrosio Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Os fatores de transcrição induzíveis por hipóxia HIF (Hypoxia-Inducible Factors,) compreendem um conjunto de complexos transcricionais multi-domínios que controlam as respostas homeostáticas e sistêmicas da célula em resposta a disponibilidade de oxigênio. Assim, estão intimamente ligados a desordens que levam a progressão de diferentes tipos tumorais. HIF é um heterodímero funcional composto pelas subunidades -beta (HIF-1beta), presente de forma estável, e -alfa (HIF-1alfa, -2alfa ou -3alfa, produzidas por genes parálogos), cuja estabilidade proteica é sensível aos níveis de oxigênio intracelular. Em tensões normais (~ 20% O2), modificações pós-traducionais, principalmente de hidroxilação na subunidade -alfa, levam a sua ubiquitinação e degradação pelo proteassomo. Em condições de hipóxia (< 3% O2), a subunidade -alfa é estabilizada e a subsequente formação do hétero-complexo HIF funcional promove a transcrição de genes associados, por exemplo, a formação de novos vasos sanguíneos e produção de eritrócitos, aumentando a disponibilidade de O2 e de nutrientes metabólicos. Enquanto que somente uma isoforma foi descrita para HIF-1alfa e HIF-2alfa, o mRNA transcrito pelo gene HIF3A é susceptível ao uso de diferentes promotores e a eventos de splicing, gerando pelo menos 9 isoformas de HIF-3alfa, das quais 3 já foram confirmadas como proteínas funcionais. Dessa maneira, o único domínio protéico comum a todas HIFs é o componente Per-Arnt-Sim C-terminal (PASb). PASb tem um papel sensorial reconhecidamente importante na detecção, formação e ativação do complexo heterodimérico HIF-1beta:HIF-alfa. Recentemente, através de uma combinação de métodos experimentais de expressão heteróloga em sistemas bacterianos, biologia estrutural e biofísica in vitro, nosso grupo identificou que lipídeos compostos por ácidos graxos insaturados são potenciais e exclusivos ligantes não-covalentes de HIF-3alfa. Porém, a confirmação e a verdadeira natureza desses ligantes em células humanas, bem como as respectivas consequências dessa interação na estabilidade e regulação funcional do complexo HIF, permanecem elusivas. Este trabalho de mestrado se propôs a realizar a prospecção inicial dos ligantes endógenos equivalentes e definir o papel destes na regulação de genes alvos do fator de transcrição. Neste sentido, através da expressão transiente em Human embryonic kidney cells 293 (HEk293T) de HIF-3alfa selvagem e de uma variante mutante (Ala274Phe) incapaz na linhagem de se ligar a lipídeos, avaliamos, comparativamente, (i) a quantificação de expressão gênica, (ii) a capacidade de ativação de promotor canônico e produção de gene-repórter e (iii) por imunoprecipitação, seguida pela caracterização da fração apolar por espectrometria de massas, definimos os lipídeos associados a proteína selvagem. Coletivamente, estes experimentos sugerem que os lipídeos endógenos linolamida e eicosenamida, ambos da classe de ácidos graxos amida, têm a função de regular positivamente a função transcricional de HIF-3alfa em células-modelo, confirmando que ácidos graxos insaturados longos (> 16 carbonos) constituem o grupamento componente essencial para interação. Estes resultados deverão ser posteriormente validados em modelos celulares mais adequados, como linhagens de glioblastomas e neurogliamas, por exemplo, através de manipulação, em hipóxia, da via da Stearoyl-CoA desaturase (SCD-1) no retículo endoplasmático, e de Fatty-Acid-Binding Protein 5 (FABP-5), em células cultivadas na presença e ausência de lipídeos. Todos estes experimentos deverão ser acompanhados por estudos de transcriptoma. Nosso trabalho tem implicações importantes no entendimento da função de HIF-3alfa e futuro desenvolvimento de pequenas moléculas terapêuticas tendo como alvo específico esta subunidade Abstract: Hypoxia Inducible Factors (HIF) comprise a set of multi-domain transcriptional complexes that control the homeostatic and systemic outcomes of the cell in response to oxygen availability. Thus, they are closely linked to disorders that lead to the progression of different tumor types. HIF is a functional heterodimer composed of the stable beta-subunits (HIF-1beta), and alpha (HIF-1alpha, -2alpha or -3alpha, produced by paralogous genes) whose protein stability is sensitive to oxygen levels intracellular. At normal tensions (~ 20% O2), post-translational modifications, especially the hydroxylation in the alpha-subunit, lead to its ubiquitination and degradation by the proteasome. Under hypoxic conditions ( 16-carbon) unsaturated fatty acids constitute the essential component for interaction. These results should then be validated in appropriate tumor models, such as glioblastoma and neuroblastoma, and under hypoxia by manipulating the Stearoyl-CoA desaturase (SCD-1) pathway in the endoplasmic reticulum, and Fatty-Acid-Binding Protein 5 (FABP-5) in cells cultured in the presence and absence of lipids. All these experiments should be accompanied by transcriptome studies. Our work has important implications for the understanding of the role of HIF-3alpha and the future development of small therapeutic molecules targeting this specific subunit Mestrado Fármacos, Medicamentos e Insumos para Saúde Mestra em Ciências FAPESP 2015/25880-9 CAPES CNPEM

Orientador: Helena Teixeira Godoy Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: O presente estudo teve como objetivos comparar a oxidação da mioglobina, dos lipídeos e do colesterol e a perda de suco na carne maturada e processada de bovinos suplementados ou não com vitamina E, durante a exposição em balcão remgerado, além de avaliar as alterações de sabor decorrentes da oxidação após o cozimento e posterior aquecimento. Também, determinar os níveis de vitamina E, ácidos graxos, colesterol, lipídeos totais e pH das mesmas amostras. Foram confinados 24 bovinos machos castrados, da raça Nelore (Bos indicus), submetidos a um período de confinamento de 98 dias, com ração de concentrado de milho, farelo de soja, polpa cítrica, e mistura mineral, e bagaço de cana-de-açúcar in natura como fonte de volumoso. Um lote de 12 novilhos foi suplementado com 1.000 mg de acetato de alfa-tocoferoVcabeça/diae o outro foi mantido como controle. Após o abate as carcaças foram resmadas por 24 horas e desossadas. A carne correspondente aos músculos Supraspinatus (SS), Semitendinosus (ST) e Longissimus lumborum (LL) foi embalada a vácuo e maturada em câmara ma (2°C por 14 dias), congelada e mantida em câmara de estocagem (-20°C) até o momento das análises.Com a parte da ponta-de-agulha desossada (referente a 68, 78, 88 e 98costelas) produziu-se o charque. O efeito da suplementação conn ¿tocoferol sobre a oxidação da mioglobina se manifestou após o primeiro dia de exposição em "display". O valor L* teve relação com a oxidação, apresentando-se mais elevado, principalmente nos músculos LL e SS. Houve grande diferença entre os músculos SS, ST e LL quanto à estabilidade da cor, sendo que o músculo LL apresentou maior estabilidade. A suplementação foi eficiente para aumentar a concentração intramuscular do a-tocoferol, mesmo em animais com história prévia de alimentação em pastagens. A estabilidade lipídica foi melhorada significativamente na carne. O músculo SS apesar da maior concentração de a-tocoferol demonstrou menor estabilidade lipídica em relação aos músculos LL e ST. Não houve nenhuma influência da suplementação de a-tocoferol sobre o nível de 7-cetocolesterol, único óxido de colesterol detectado no charque, e sobre a composição de ácidos graxos dos músculos analisados. O conteúdo de colesterol foi menor nos músculos do lote suplementado, sendo a diferença maior nos músculos com maior nível de a-tocoferol, com diferença significativa (PO,O5) by the fitting rooms group of this study, for alpha-tocoferol level used, regardingthe flavor of reheated roast-beef (WOF-Warmed over flavor). From 1st to 3rd day of rerngerated stock (+ ou - 5°C), there was an increase (P

Orientador: Debora de Queiroz Tavares Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: A manipulação da dieta, especialmente modificação na quantidade de gordura, altera a composição dos lipídios do soro sangüíneo e do fígado. Foi estudado em ratos machos, Wistar (21 dias de idade), alimentados ad /ibitum, o efeito da dieta padrão (AIN-93), cuja fonte protéica foi caseína, associada a 30%,5% e 7% de óleo de soja (fonte de triacilgliceróis de cadeia longa - TCL), ou à gordura de coco (fonte de triacilgliceróis de cadeia média - TCM), sobre a composição bioquímica do soro sangüíneo e do fígado. Os resultados foram comparados com o desempenho nutricional das dietas e com a morfologia dos hepatócitos. Os animais foram colocados em gaiolas individuais, sendo pesados a cada 3 dias. Os dados de consumo alimentar foram coletados e, no final de 4 semanas, os índices de avaliação nutricional foram calculados. Nove ratos de cada grupo foram sacrificados no início (TO), no 15° dia (T1) e no 30° dia (T2). Amostras de sangue foram obtidas por punção cardíaca e o fígado removido, pesado e preparado histologicamente para microscopia óptica e eletrônica. Nos grupos alimentados com dietas contendo 30% de lipídios houve redução no consumo da ração, sem perda de peso corporal. Os grupos experimentais alimentados com TCM obtiveram entretanto, menor ganho de peso corporal em todos os níveis de gordura de coco testados, chegando a diferença significativa para o grupo CASSA -30/5 (quinze dias com 30%, 15 dias com 5% de gordura de coco). o excesso de gordura na dieta foi associado ao acúmulo de lipídio hepático nos ratos e quando o excesso foi reduzido, o processo esteatótico regrediu. Lipídios totais, colesterol e triacilgliceróis (TAG) hepáticos aumentaram nos ratos sob dietas com 30% de óleo de soja. Comparando a dieta AIN-93 com as que continham gordura de coco verificou-se similaridade no nível de colesterol hepático; mas os fígados dos ratos que estavam consumindo 30% de óleo de soja. apresentaram nível significativamente mais alto de colesterol. A composição dos ácidos graxos do fígado refletiu a composição dos ácidos graxos da dieta. Apesar da diferença da razão entre ácido graxo insaturado/saturado das gorduras das dietas (5,93 para óleo de soja e 0,22 para gordura de coco), o resultado de ambas foi similar.em alguns aspectos. Houve síntese de ácido palmítico (16:0) e oléico (18:1) no fígado dos animais, independente do tipo de lipídio utilizado na dieta. Ocorreu ainda redução do ácido esteárico (18:0) e do linoléico (18:2) nos grupos de animais alimentados com óleo de soja. As células do fígado responderam aos estímulos nutricionais com alteração da estrutura e ativação das organelas. A microscopia óptica demonstrou que o acúmulo gradual de gotículas de lipídio nos hepatócitos e o dano celular dependeram da quantidade de gordura ingerida na dieta. Foi possível localizar alguns focos esteatóticos ao redor da região periportal onde algumas células estavam lesadas. A microscopia eletrônica deixou claro que a primeira organela a ser atingida na alteração por esteatose foi a mitocôndria que sofreu perdas das cristas e degeneração interna do tipo mielínico; a segunda alteração foi a vacuolização do retículo endoplasmático rugoso. As demais organelas dos hepatócitos e os limites das células vicinais estavam normais; o espaço de Disse, os canalículos biliares, as células de Ito e de Kupffer foram preservadas. A esteatose predominou nas áreas periportais, e a redução de lipídios na dieta favoreceu uma pequena regressão da mesma. Concluiu-se, face aos resultados obtidos, que a alteração configurada como esteatose hepática seria inespecífica e não dependeria exclusivamente do excesso de lipídios na dieta. A afirmação abrange os fígados de ratos sob dieta aprotéica cuja degeneração foi idêntica, embora muito mais extensiva em relação aos fígados dos ratos sobrecarregados por lipídios na dieta Abstract: It is known that manipulation of the diet, particulary of the lipid portion, can alter the serum or liver lipid compositions. The AIN-93 casein diet was associated with soybean oi! (source of long-chain triacylglyceride - LCT) or coconut oil (source of medium-chain triacylglyceride - MCT) in an experiment where young males Wistar rats (21 days old) were fed ad libitum with diets containing 30%, 5% and 7% soybean oil or coconut oil. The diets had identical nutrient composition except for the type and level of fat. The animals were placed in individual screen-botton cages and were weighed and the food consumption calculated everyat 3 days . At the end of the experiment, various nutritional indice were evaluated. Nine rats from each group were killed at the beginning of the experiment (TO), another group at the 15th (T1) and the last group at the 30th day (T2). Blood samples were colleted by cardiac punction, the livers were removed without delay, weighed and histologically prepared for light and electron microscopy examination. With the high fat diets, food consumption was reduced but body weight gain did not change: there were no significant differences in body weight among the groups at the end of the experiment. The excess lipid in the diet was associated with increased hepatic lipid accumulation and when the dietary lipid was reduced the steatotic process was also reduced. Liver lipids, cholesterol, and triacylglycerols increased with the 30% soybean oil diet; it was observed with this diet that the quantity of liver cholesterol was significantly higher. The reference diet (7% of soybean oil in AIN-93) and the coconut oil diet resulted in a similar and normal cholesterol level. The liver cholesterol was highest when rats were fed the 30% soybean oil diet for 30 days. The fatty acids composition of the livers of animals fed LCT or MCT diets were similar, suggesting that under the experimental conditions the variations in quantity or quality were not enough to impair the metabolic oxidation or the elongation of fatty acid chains. Furthermore, in spite of the difference in the ratio of unsaturated/saturated fatty acids among the dietary fat (5,93 for soybean and 0,22 for coconut oil), the liver showed similar UFA/SFA lipids. Altogether, an elevation was observed for palmitic (16:0) and oleic acids (18:1), and a reduction for stearic (18:0) and linoleic acids (18:2) among the animals fed soybean oil diets. Liver histology by optical microscopy demonstrated a gradual accumulation of lipid droplets inside the hepatocytes, whose amount was diet dependent. It was possible to localize some steatosis spots around the periportal region, where several cells would appear damaged. The rate of damage was related to the quantity of lipid in the diet, regardless of its nature. It became clear by electron microscopy that mitochondria were the first disrupted organelles followed by the impairment of the rough endoplasmic reticulum. The other organelles of the hepatocyte, as well as its boundaries to vicinal cells were always normal; the Disse space was well preserved and so were the billiary canaliculli. The Ito cells were scarce and the Kupffer cells were quiescent. The protein-free diet also provoked hepatic steatosis, identical to the that described above in terms of ultrastructure, but of more extensive. In general it was verified that lipid droplets inside the hepatocytes were very common starting the 21th day of life; the droplets increased with age even with control groups, being localized free of membranes and sometimes associated with the mitocondria. It was concludes that there is metabolic independence among the hepatocyt because disrruption of one or two cells does not affect the immediate vicinity. A second conclusion was that liver steatosis is not a specific lipid metabolic response, but an intermediate stage of hepatocyte metabolic impairment, regardless its origin Doutorado Doutor em Ciência da Nutrição

Orientador: Rodrigo Ramos Catharino Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas Resumo: Com a grande incidência de resistência ao único fármaco utilizado no tratamento de esquistossomose, Praziquantel (PZQ), e relatos de diferentes níveis de virulência do parasita, o controle da doença tem se tornado cada vez mais difícil. Além disso, o método de diagnóstico convencional demanda tempo e grande preparo amostral. Num cenário clínico, quanto mais rápido o diagnóstico, maiores as chances de sucesso no tratamento da doença. Tendo em vista esse escopo, apresentamos uma nova plataforma "ômica" - a Parasitômica, que propõe o uso de metodologias simplificadas e de grande eficácia em termos de preparo de amostra e facilidade na aquisição de dados voltados a área de parasitologia, englobando diagnóstico, tratamento e elucidação de vias e mecanismos de ação. Amostras de diferentes cepas de Schistosoma mansoni, bem como diferentes estágios e tratamento com PZQ, foram analisadas através da técnica de espectrometria de massas por imagem (MALDI-MSI) e por alta resolução (ESI-HR-FTMS), pela integração de dados tanto analíticos quanto estatísticos. É possível a caracterização e diferenciação química de cada sexo e cepa do S. mansoni, bem como a visualização das alterações na composição molecular de vermes submetidos ao tratamento com PZQ. Tais resultados poderão ser úteis como potenciais alvos de novos fármacos. Nossos resultados também demonstram uma possível forma de futuro diagnóstico da esquistossomose pela análise da urina utilizando a parasitômica Abstract: With the large incidence of resistance to the only drug used to schistosomiasis treatment, Praziquantel (PZQ), and reports of different levels of parasite virulence, disease control has become increasingly difficult. Furthermore, the conventional diagnosis method is time consuming and requires extensive sample preparation. In a clinical setting, the sooner the diagnosis is, the greater are the chances of successful disease treatment. Within this scope, we present a new "omic" platform ¿ Parasitomics, which proposes the use of simple and effective methods in terms of sample preparation and readiness of data acquisition focused on parasitology, including diagnosis, treatment and elucidation of pathways and mechanisms of action. Samples with different strains of Schistosoma mansoni, as well as different stages of life cycle and treatment with PZQ, were analyzed by mass spectrometry imaging (MALDI-MSI) and by high-resolution technology (ESI-HR-FTMS), through the integration of analytical and statistical data. Results have enabled the characterization and chemical differentiation of each sex and strain of S. mansoni, as well as the visualization of molecular composition changes in worms¿ body submitted to PZQ treatment. These results could be helpful on unraveling potential targets for new drugs. Our results also demonstrated a possible form of future schistosomiasis diagnosis by urine analysis using the parasitomics platform Doutorado Fisiopatologia Médica Doutora em Ciências

Orientadores: Maria Regina Wolf Maciel, Luiz Fernando de Lima Luz Junior Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química Resumo: Atualmente, a destruição ambiental devido à exploração inapropriada dos recursos naturais não renováveis, o aquecimento global, e a contaminação da biosfera causada, principalmente, pela globalização e um crescimento tecnológico acelerado, tem levado ao desenvolvimento de diversos combustíveis de fontes de energia renováveis, que sejam capazes de manter ou superar a eficiência dos hidrocarbonetos fósseis. Neste cenário, se deu o desenvolvimento do biodiesel, um combustível biodegradável derivado de fontes renováveis, o qual, na sua combustão, libera menos gases tóxicos, como são os óxidos de enxofre e nitrogênio. O biodiesel pode ser produzido a partir de gorduras animais, óleos vegetais ou biomassa. A fim de reduzir os custos da produção do biodiesel, matérias primas como os lipídios vêm sendo estudadas. Neste contexto, as microalgas oferecem uma série de vantagens como fonte de lipídios, como por exemplo, altas taxas fotossintetizantes, alta produção de biomassa e um rápido crescimento, se comparado, principalmente, com outras fontes de óleo vegetal. Neste trabalho, foi realizado o estudo do crescimento da microalga Desmodesmus sp. sob condição autotrófica, mixotrófica e heterotrófica com o objetivo de obter maior teor de lipídios na célula da microalga, visando a produção de biodiesel. Nas condições autotróficas, se obteve um crescimento de 53,1 Mcélulas mL-1. No cultivo mixotrófico, conseguiram-se 181 Mcélulas mL-1 e no heteretrófico atingiu-se 298 Mcélulas mL-1, todos no sexto dia de cultivo. As porcentagens de lipídios foram de 23%, 25% e 17% (m/m) da biomassa para o cultivo autotrófico, mixotrófico e heterotrófico, respectivamente. O óleo extraído do cultivo autotrófico, foi caracterizado via cromatografia gasosa e, a partir desta análise, produziu-se um óleo sintético (mistura de óleos vegetais e animais) com as características semelhantes da microalga para realizar a cinética da reação de transesterificação, num reator em batelada. A produção de biodiesel foi feita por transesterificação ácida, com excesso de etanol. O tempo de reação foi de 24 horas e obteve-se 90% de ésteres produzidos Abstract: Currently, environmental destruction caused by inappropriate exploitation of non-renewable natural resources, global warming, and pollution of the biosphere caused mainly by globalization and accelerated technological growth has led to the development of various fuels from renewable source, which are able to maintain or exceed the effectiveness of fossil hydrocarbons. Biodiesel, a biodegradable fuel derived from renewable source, which releases less toxic gases such as sulfur and nitrogen oxides in its combustion. Biodiesel can be obtained from animal fats, vegetable oils or biomass. In order to reduce the cost of biodiesel production, raw materials such as lipids have been studied. In this context, microalgae offer a number of advantages as a source of fat, such as high photosynthetic rates, high biomass, and fast growth rate, compared to other sources of vegetable oil. The objective of this work was to study the autotrophic, mixotrophic and heterotrophic growths of microalgae Desmodesmus sp in order to optimize the levels of lipids in the microalgae cell to produce biodiesel. In autotrophic conditions, it was observed 5.31x107 cells ml-1; in mixotrophic were achieved 1.81x108 cells ml-1; and in heterotrophic reached 2.98x108 cells ml-1 were reached after sixth day of cultivation. The percentages of lipids of biomass for autotrophic, heterotrophic mixotrophic cultivation were 23%, 25% and 17% (m/m) respectively. Oil extracted from autotrophic cultivation was characterized via gas chromatography. A synthetic oil (mixture of vegetable and animal oils) with similar characteristics to the microalgae was used to perform the transesterification kinetics in a batch reactor. The production of such biodiesel was performed under acid conditions with excess of ethanol for 24 hours yielding 90% product Doutorado Desenvolvimento de Processos Químicos Doutora em Engenharia Química

Orientador: Maria Helena Andrade Santana Texto em português e inglês Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química Resumo: Nanopartículas Lipídicas Sólidas (NLS) vêm sendo investigadas desde o início dos anos 90. As dispersões de NLS apresentam como característica principal a interação com moléculas dos fármacos ou proteínas resultando em uma liberação sustentada e o transporte do princípio ativo até o alvo terapêutico, aumentando assim a sua eficácia de ação. Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de NLS empregando vários tipos de lipídios (Dynasan® 114, Dynasan® 118, Ácido esteárico, Cetilpalmitato, Softisan® 100), misturas de tensoativos (Tween® 80, Span® 85, Span® 80, Lipoid® S75) e de metodologias de homogeneização a alta pressão a quente e dupla emulsificação (A/O/A). A caracterização da pré-formulação por realizada por análises térmicas, morfologia e equilíbrio hidrofílico lipofílico (EHL). Os processos de produção empregados foram otimizados com planejamento de experimentos e as NLS produzidas foram caracterizadas quanto ao tamanho, polidspersidade, potencial zeta, eficiência de encapsulação, citotoxicidade, capacidade de transfecção, morfologia e estabilidade. Proteína modelos foi encapsulada em NLS desenvolvidas pela metodologia de dupla emulsificação. As NLS apresentaram baixa toxicidade em estudos celulares, estabilidade em estudos in vitro, e morfologia esférica. Adicionalmente, foi acrescentado carga superficial catiônica e ensaios de capacidade de transfecção mostraram satisfatórios. As NLS desenvolvidas neste trabalho apresentaram promissoras para encapsulação de proteínas e possivelmente ácidos nucleicos para administração parenteral Abstract: Solid Lipid Nanoparticles (SLN) have been investigated since the early 90s. The SLN dispersions have as main feature the strong interaction with drugs molecule or proteins resulting in a sustained release and target specific delivery increasing the action. This work aimed at the development of NLS employing various types of lipids (dynasan® 114, dynasan® 118, stearic acid, cetyl palmitate, softisan® 100), mixtures of surfactants (tween® 80, span® 85, span® 80, lipoid® S75) and methods for hot high pressure omogenization and double emulsification (w/o/a). The pre formulation characterization was performed by thermal analysis, morphology and Hydrophilic Lipophilic Balance (HLB). The production processes were optimized with factorial design and NLS were characterized by size, polidspersidade, zeta potential, encapsulation efficiency, cytotoxicity, transfection capacity, morphology and stability. Model Protein was encapsulated in NLS developed by double emulsification methodology. The NLS showed low toxicity in cellular studies, stability in vitro and spherical morphology. Additionally, was added cationic charge in surface and evaluate capacity of transfection in Hela cells. The NLS developed in this work showed promise for encapsulation of proteins and, possibly, nucleic acids for parenteral administration Doutorado Desenvolvimento de Processos Biotecnológicos Doutora em Engenharia Química

Orientador: Telma Teixeira Franco Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química Resumo: As microalgas são microrganismos que vem sendo utilizados na bioconversão de carbono em produtos com interesse comercial como, por exemplo, biocombustíveis, corantes, suplementos alimentares e cosméticos. Elas podem ser cultivadas em sistemas autotróficos e heterotróficas sendo que as fontes de carbono, gasosas ou líquidas, podem ser provenientes de resíduos industriais reduzindo os custos de sua produção. Para identificar quais os possíveis produtos gerados durante o cultivo o objetivo deste trabalho foi avaliar a bioconversão de dióxido de carbono em fotobiorreatores identificando os principais bioprodutos gerados nas fases sólida, líquida e gasosa do sistema. Os experimentos foram conduzidos em fotobiorreatores de coluna de bolhas, alimentados com meio de cultivo sintético, com microalga C. vulgaris em fase exponencial de crescimento. Foi utilizado reator isotérmico, intensidades luminosas de 150?.molm-2.s-1, e injeção de ar com dióxido de carbono na vazão de 1Lmin-1. Além da conversão de carbono foram avaliados métodos de extração de lipídeos baseados no método de Bligh & Dyer e métodos gravimétricos para determinação do teor de umidade. A conversão de CO2 nos sistemas utilizados foi avaliada nas fases sólida, líquida e gasosa e foi expressa em termos de produção de biomassa (6%), em compostos solúveis na fase líquida, e composta orgânicos voláteis (88%) liberados para fase gasosa do sistema. O teor de umidade da biomassa das microalgas foi de 85% para os métodos avaliados e para os métodos para extração de lipídeos foi possível observar a influência do teor de umidade na biomassa na porcentagem de lipídeos que teve variação de 3% a 24% Abstract: Microalgae are microorganisms that have been used for bioconversion of carbon into products of commercial interest such as, biofuels, pigments, food supplements and cosmetics. They can be grown in autotrophic and heterotrophic systems and the carbon sources, gaseous or liquid, can be derived from industrial wastes, reducing the costs of production. To identify the possible products generated during the culture the objective of this study was to evaluate the bioconversion of carbon dioxide in photobioreactors identifying key byproducts in solid, liquid and gaseous phases the generated in system. The experiments were conducted in bubble column photobioreactors, fed synthetic growth medium, and C. vulgaris cultures in exponential growth phase. The reactor was operated isothermically with 150?molm-2s-1 of light intensities and injection of air with carbon dioxide in the flow 1Lmin-1. Besides the carbon conversion, were evaluated lipid extraction methods based on the Bligh & Dyer's method and gravimetric methods for determination of moisture content. The conversion of CO2 systems will be evaluated in phases solid, liquid and gaseous systems, expressed in terms of biomass (6%), production in soluble compounds in the liquid phase and volatiles organic compounds released into the gaseous phase. The moisture content of microalgae biomass was 85% for the evaluated methods and for the extraction of lipids methods was possible to observe the influence of moisture content in the percentage of lipids that ranged from 3% to 24% Doutorado Desenvolvimento de Processos Químicos Doutora em Engenharia Química

Orientador: Mirna Lúcia Gigante Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: A complexa composição química da gordura do leite lhe confere propriedades físicas diferenciadas em termos de plasticidade e ampla faixa de fusão. Essas características permitem que a gordura do leite possa ser modificada por diferentes métodos para ampliar sua gama de aplicações. Com este foco, o método de hidrogenação ainda foi pouco explorado. A hipótese deste trabalho foi que diferente dos óleos vegetais, a gordura anidra do leite totalmente hidrogenada (GALTH), resultaria em um material lipídico único e diferenciado, cuja composição química e propriedades físicas eram desconhecidas. Neste contexto, os objetivos gerais deste trabalho foram produzir e caracterizar o material lipídico, obtido a partir da hidrogenação total da gordura do leite, bem como avaliar seu potencial para estruturar bases lipídicas, e para compor sistemas lipídicos micro e nanoestruturados. Para atender aos objetivos propostos, o trabalho foi dividido em quatro etapas. A primeira etapa consistiu em produzir e caracterizar o material lipídico obtido a partir da hidrogenação total da gordura anidra do leite. A segunda etapa teve por objetivo avaliar o potencial da GALTH para produzir micropartículas lipídicas sólidas por spray chilling e avaliar a estabilidade física das micropartículas durante o armazenamento a diferentes temperaturas (5 a 25 °C). Na terceira etapa avaliou-se o potencial da GALTH como modulador de processos de cristalização de bases lipídicas com diferentes graus de insaturações, utilizando-se misturas simples de GALTH com óleo de girassol alto oleico ou gordura anidra do leite em diferentes proporções. E, na quarta etapa, o objetivo foi avaliar o potencial da GALTH e de bases lipídicas com diferentes graus de insaturações para a formulação de nanopartículas lipídicas sólidas e carreadores lipídicos nanoestruturados, respectivamente. Os resultados indicaram que a hidrogenação total da gordura do leite resultou em uma matriz lipídica com composição em ácidos graxos extremamente heterogênea, com maior estabilidade térmica e ponto de fusão de 46 °C. As micropartículas de GALTH apresentaram formato esférico, superfície lisa e com ampla variação de tamanho. Quando estocadas a 25 °C, apresentaram maior tamanho e maior aglomeração, devido o maior teor de gordura líquida no sistema. Em todas as temperaturas de armazenamento, as micropartículas se mantiveram estáveis na forma polimórfica ?¿. A GALTH foi capaz de induzir a cristalização de bases lipídicas contendo até 50% de óleo vegetal. As diferentes proporções de misturas alteraram o comportamento térmico de fusão e cristalização da GALTH, porém não modificaram a forma polimórfica (?¿). Todas as nanopartículas lipídicas obtidas apresentaram diâmetro menor que 200 nm, sendo que o tempo de armazenamento não afetou o seu tamanho. As nanopartículas lipídicas estabilizadas com caseinato de sódio apresentaram maior estabilidade física. E nanopartículas com maior teor de ácidos graxos insaturados apresentaram maior tamanho. A escala nanométrica modificou o polimorfismo das bases lipídicas das nanopartículas, sendo que bases lipídicas contínuas que cristalizavam na forma ?¿, quando incorporadas em nanopartículas passaram a cristalizar na forma ?. Neste trabalho, foi confirmado o potencial de aplicação da GALTH para compor diferentes estruturas, as quais podem ser utilizadas em formulações nas indústrias de alimentos, cosméticos e fármacos Abstract: The complex chemical composition of milk fat gives it different physical properties in terms of plasticity and wide melting range. These characteristics allow milk fat to be modified by different methods to extend its range of applications. With this focus, the hydrogenation method was still little explored. The hypothesis of this work was that, unlike vegetable oils, fully hydrogenated anhydrous milk fat (FHAMF) would result in a unique and differentiated lipid material whose chemical composition and physical properties were unknown. In this context, the general objectives of this work were to produce and characterize the lipid material obtained from the total hydrogenation of milk fat, as well as to evaluate its potential to structure lipid bases and to compose micro and nanostructured lipid systems. To meet the proposed objectives, the work was divided into four steps. The first step consisted of producing and characterizing the lipid material obtained from the full hydrogenation of anhydrous milk fat. The second step was to evaluate the potential of FHAMF to produce solid lipid microparticles by spray chilling and to evaluate the physical stability of microparticles during storage at different temperatures (5 to 25 °C). In the third step, the potential of FHAMF was evaluated as a modulator of the crystallization processes of lipid bases with different degrees of unsaturations, using simple mixtures of FHAMF with high oleic sunflower oil or anhydrous milk fat in different proportions. And, in the fourth step, the objective was to evaluate the potential of FHAMF and of lipid bases with different degrees of unsaturations for the formulation of solid lipid nanoparticles and nanostructured lipid carriers, respectively. The results indicated that the total hydrogenation of milk fat resulted in a lipid matrix with extremely heterogeneous fatty acid composition, with a higher thermal stability and a melting point of 46 °C. In the second step, the FHAMF microparticles presented a spherical shape, smooth surface and with wide variation of size. When stored at 25 °C, they presented larger size and greater agglomeration, due to the higher liquid fat content in the system. And at all storage temperatures, the microparticles remained stable in the polymorphic form ?'. In the third step, FHAMF was able to structure lipid bases containing up to 50% of vegetable oil. The different proportions of mixtures altered the melting and crystallization behavior of FHAMF, but did not modify the polymorphic form (?'). All lipid nanoparticles obtained presented a diameter of less than 200 nm, and storage time did not affect its size. Lipid nanoparticles stabilized with sodium caseinate showed greater physical stability. And nanoparticles with higher content of unsaturated fatty acids, presented larger size. The nanometric scale modified the polymorphism of the nanoparticles lipid bases, since bulk lipid bases that crystallized in the form ?', when incorporated into nanoparticles began to crystallize in the ? form. In this work, it was confirmed the potential of applying FHAMF to compose different structures, which can be used in formulations in the food, cosmetic and pharmaceutical industries Doutorado Tecnologia de Alimentos Doutora em Tecnologia de Alimentos CNPQ 140529/2015-2 CAPES