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The plant Calotropis procera synthesizes a variety of secondary metabolites, such as cardenolides, a type of toxic metabolite of defense against herbivores. Thirty-five cardenolides have already been identified in C. procera and had their molecular structure resolved. Cardenolides are toxic by inhibiting the enzymatic activity of ATPases of Na+/K+, causing cell death. However, herbivorous insects Danaus plexippus (Lepidoptera), Oncopeltus fasciatus and Aphis nerii (Hemiptera) are capable of using C. procera as host. Why does the plant synthesize a variety of cardenolides? Which are the structural and chemical characteristics of these molecules? How do these herbivores prevent the action of these metabolites? In this work, the C. procera cardenolides were classified in three groups, one of them with three subgroups, according to their structural characteristics. The hydropaticity index was defined through the partition coefficient log (Log P). Three-dimensional (3D) models of the ATPα1 of Na+/K+ from D. plexippus, O. fasciatus and A. nerii were constructed through comparative modeling using the SWISS-MODEL and Phyre2 servers, and were subsequently validated and refined. After refinement, the 3D structures were validated again. The binding site of cardenolides in the 3D structures of these three enzymes was identified and analyzed. With the aid of structural data described in the literature about the binding of ouabain (the most commonly used cardenolides for toxicity studies) in ATPα1 of Na+/K+, it was proposed that the resistance of D. plexippus, O. fasciatus, and A. nerii to the toxic effects of C. procera cardenolides is also related to amino acid substitutions with different chemical properties in specific enzyme sites. Probably, substitutions in positions 104, 115 and 302 have the higher effect on the increased insensitivity of the ATPα1 of Na+/K+ of these herbivores to cardenolides. Through molecular docking of the 3D structures of these ATPα1 of Na+/K+ with the cardenolides from C. procera was possible to establish a relationship between the specificity of polarity of the cardenolides sequestered by these herbivores and the selectivity of these metabolites about their ATPα1 of Na+/K+. Therefore, it is presumable that cardenolides that are not sequestered by these herbivores can bind in active site of their ATPα1 of Na+/K+, thus the selectivity of these metabolites to these enzymes is directly related to their polarity. It is concluded that C. procera diversifies the cardenolides structure in an attempt to any of them can interact with ATPα1 of Na+/K+ of the herbivores and promote their chemical defense. Insects, in turn, achieve the resistance excluding potentially toxic cardenolides from their bodies and sequestering those that are not selective for them or modifying the structure of the cardenolides, although this latter strategy is not metabolically known. A planta Calotropis procera sintetiza uma variedade de metabólitos secundários, dentre os quais se destacam os cardenolídeos, um tipo de metabólito tóxico de defesa contra herbívoros. Trinta e cinco cardenolídeos já foram identificados em C. procera e tiveram sua estrutura molecular estabelecida. Cardenolídeos são tóxicos ao inibir a atividade enzimática de ATPases Na+/K+, provocando a morte celular. Entretanto, os insetos herbívoros Danaus plexippus (Lepidoptera), Oncopeltus fasciatus e Aphis nerii (Hemiptera) são capazes de utilizarem C. procera como hospedeira. Porque a planta sintetiza tamanha variedade de cardenolídeos? Quais as características estruturais e químicas destas moléculas? Como esses herbívoros driblam a ação destes metabólitos? Neste trabalho, os cardenolídeos de C. procera foram classificados em três grupos, um deles com três subgrupos, de acordo com as suas características estruturais. O índice de hidropaticidade foi definido por meio do log do coeficiente de partição (Log P). Modelos tridimensionais (3D) das ATPα1 de Na+/K+ de D. plexippus, O. fasciatus e A. nerii foram construídos através da modelagem comparativa utilizando os servidores SWISS-MODEL e Phyre2, e posteriormente foram validados e refinados. Após refinamento, as estruturas 3D foram novamente validadas. O sítio de ligação de cardenolídeos nas estruturas 3D dessas três enzimas foi identificado e analisado. Com auxílio de dados estruturais descritos na literatura, sobre a ligação de ouabaína (cardenolídeo mais utilizado para estudos de toxicidade) em ATPα de Na+/K+, foi proposto que a resistência de D. plexippus, O. fasciatus e A. nerii aos efeitos tóxicos dos cardenolídeos de C. procera também está relacionada às substituições de aminoácidos com propriedades químicas diferentes em locais específicos das enzimas. Provavelmente, substituições nas posições 104, 115 e 302 exerçam o maior efeito sobre o aumento da insensibilidade das ATPα de Na+/K+ desses herbívoros aos cardenolídeos. Por meio dos procedimentos de docking molecular das estruturas 3D dessas ATPα1 de Na+/K+ com os cardenolídeos de C. procera foi possível estabelecer uma relação entre a especificidade na polaridade dos cardenolídeos sequestros por esses herbívoros e a seletividade desses metabólitos sobre suas ATPα de Na+/K+. Logo, é presumível que os cardenolídeos que não são sequestrados por esses herbívoros sejam capazes de se ligarem no sítio ativo de suas ATPα de Na+/K+, de modo que a seletividade desses metabólitos sobre essas enzimas está diretamente relacionada à sua polaridade. Conclui-se que a C. procera diversifica as estruturas dos cardenolídeos na tentativa de que algum deles possa interagir com ATPases de Na+/K+ de herbívoros e promover sua defesa química. Os insetos, por sua vez, alcançam a resistência, excluindo de seu organismo os cardenolídeos potencialmente tóxicos e sequestrando aqueles que não são seletivos para eles ou ainda modificando a estrutura do cardenolídeo, embora esta última estratégia não seja metabolicamente conhecida.

Throughout evolution, the plants have been developing defense mechanisms for their protection, an example of this is the production of latex as a vegetal resource in the defense against herbivores and phytopathogens. The chemical and functional diversity of the laticiferous fluids is being studied, with emphasis on secondary metabolites and defense proteins. The species Calotropis procera belongs to the family Apocynaceae and is prominent in latex production. Three classes of proteins isolated from latex: proteases, osmotin and chitinases. However, the objective of this study was to trace a relationship between the proteins present in the latex of C. procera and their role in plant defense against biotic and abiotic stresses. For this, methodologies for the in vitro control of the mycelial growth and germination of the phytopathogenic fungi Colletotrichum gloeosporioides, Fusarium tupiense e F. oxysporum f. sp. cubense testing the synergistic effect of total proteins and their isolated fractions. Thus, it was verified the total proteins present a greater effect when compared to the latex fractions of C. procera, but the combination of the proteases with the osmotin enhaces the effect compared to the isolated osmotin. The total proteins of C. procera latex were tested as elicitors in the defense of banana seedlings challenged with the fungus F. oxysporum f. sp. cubense. It was observed that plants who were previously treated with latex proteins showed a reduction in the occurrence and severity of the disease, maintenance of growth, reduction in membrane damage and increase in the activity of the antioxidant system enzymes. Osmotins are defense-related proteins when it comes to biotic and abiotic stresses. To test this hypothesis to the sequence of the process of Nicotiana tabacum with the osmotin of C. procera (CpOsm). After confirming the transformation of the first generation of plants, the total proteins of tobacco leaves were extracted and tested in the inhibition of the germination and mycelial growth of the fungi F. tupienses and F. oxysporum f. sp. cubense. The results show plants transformed with the CpOsm gene inhibit the mycelial growth of phytopathogenic fungi with greater efficiency when compared to the untransformed plants. The transformed and control plants were submitted to salinity resistance test. For this, the plants were maintained in nutrient medium MS with 300 mM NaCl for seven days, after the transformed plants had no difference in growth and number of leaves, however they were able to increase the concentration of free proline when compared to the non-plants transformed. It is possible to measure a probable effect of C. procera latex proteins on the plant defense mechanism against the attack of phytopathogens and to relate the CpOsm protein with mechanisms of action of protection of plants to saline stress and attacks by phytopathogens. Ao longo da evolução, as plantas desenvolveram diferentes estratégias de defesa para sua proteção. O látex é um composto presente em uma ampla variedade de espécies sendo um recurso para a defesa contra herbívoros e fitopatógenos. Sua diversidade química e funcional tem sido bastante estudada, contendo metabólitos secundários e proteínas predominam. A espécie Calotropis procera (Apocynaceae) é laticífera. Três classes de proteínas isoladas do látex dessa espécie já foram bem caracterizadas: proteases, osmotinas e quitinases. O objetivo desse estudo foi traçar uma correlação entre proteínas presentes no látex de C. procera e sua participação na defesa das plantas frente a estresses bióticos e abióticos. Foram realizados ensaios para mensurar o controle in vitro do crescimento micelial e germinação de esporos de fungos fitopatogênicos (Colletotrichum gloeosporioides, Fusarium tupiense e F. oxysporum f. sp. cubense) testando o efeito sinérgico das proteínas totais assim como suas frações isoladas. Dessa forma, foi verificado que as proteínas totais apresentam um maior efeito quando comparado com as proteínas fracionadas do látex. Porém a combinação das proteases com as osmotinas potencializam o efeito quando comparado com a ação isolada das osmotinas. As proteínas totais do látex foram testadas como agentes elicitores na defesa de mudas de bananeira desafiadas com o fungo F. oxysporum f. sp. cubense. Foi observado que as plantas que passaram por um tratamento prévio com proteínas do látex apresentaram uma redução na ocorrência e severidade da doença. Mantiveram o crescimento e redução no dano de membrana assim como aumento na atividade das enzimas do sistema antioxidante. Plantas de Nicotiana tabacum foram transformadas com o gene da osmotina do látex de C. procera (CpOsm). Após a confirmação da transformação da primeira geração de plantas, as proteínas totais de folhas de tabaco foram extraídas e testadas na inibição da germinação e crescimento micelial dos fungos F. tupiens e F. oxysporum f. sp. cubense. Os resultados mostram que as plantas transformadas com o gene CpOsm conseguiram inibir o crescimento micelial de fungos fitopatogênicos com maior eficiência quando comparadas com as plantas não transformadas. As plantas, transformadas e controle, foram submetidas a teste de resistência a salinidade. As plantas transformadas não exibiram diferença de tamanho e número de folhas, porém conseguiram aumentar a concentração de prolina livre quando comparada com as plantas não transformadas. É possível aferir um provável efeito das proteínas do látex de C. procera no mecanismo de defesa das plantas ao ataque de fitopatógenos e relacionar a proteína CpOsm com mecanismos de ação de proteção das plantas ao estresse salino e a ataques por fitopatógenos.

The Amazon Forest is seen as one of the main focus of global biodiversity, and it represents the most complex ecosystem of the planet. Historically, the daily use of forest species by traditional populations, for the most diverse purposes, has attracted the researchers’ attention. However, the scientific study of forest species has its challenges. To overcome the difficulties of territorial access/ exploration, seasonality of the climate, and the intrinsic characteristics of each species strongly restrict the prospecting and systematic studies. This work was planned in response to an initiative of the Federal Government (CAPES) that stimulated the biological prospecting in the Brazilian Amazon. Focused on plant seeds, the study aimedto investigate proteins in native species. After botanical collection, fifty species of the Fabaceae family were selected for study. Seed proteins were extracted in saline and the extracts were tested in a growth inhibition assays of the following phytopathogenic fungi: Aspergillus sp., Aspergillus flavus, Aspergillus niger, Fusarium sp., Fusarium oxysporum, Penicillium chysogenum and Phomopsis sp. Extracts belonging to species that were identified as endemic of the Brazilian Amazon [Dimorphandra caudate, Dimorphandra parviflora (Caesalpinieae); Swartzia longistipitata, Swartzia recurva (Swartzieae); Zygia trunciflora (Ingeae)] were further evaluated by SDS-PAGE, proteomic analysis by mass spectrometry (MS/MS) of selected spots, and prospected for enzymatic activities of proteases and chitinases. Protein fractionation through ion exchange matrices allowed the partial purification of a lectin and three chitinases which were evaluated for their antifungal activities and mechanism of action. The antifungal activity of the extracts was widely observed among the tested fungi and was most representative in the Ingeae tribe. Proteases, chitinases and protease inhibitors were identified in the samples and chitinolytic activity was predominant. Fluorescence microscopy assays demonstrated the binding of propidium iodide to DNA of Fusarium oxysporum spores, suggesting that spore integrity was lost when exposed by the partially purified proteins. It was observed that the protein extracts of the seeds collected in the Amazon had a strong antifungal action and that chitinase activity was associated with this effect. These findings may be good subsidies for further molecular study of these seed chitinases from endogenous plants and their defense activities, considering that the seeds of 15 these plants are subjected to a complex set of adversities inherent to the Amazonian ecosystem, especially to the fungal attack when they fall on the ground and germinate. Considerada um dos principais centros de biodiversidade global, a Floresta Amazônica representa o mais complexo bioma do planeta. Historicamente, o uso de espécies da floresta no cotidiano das populações tradicionais, para os mais diversos propósitos, atrai a atenção de pesquisadores. Entretanto, estudar cientificamente essas espécies tem seus desafios. Vencer as dificuldades de acesso/exploração territorial, a sazonalidade do clima e as características intrínsecas de cada espécie restringem fortemente a prospecção e estudos sistemáticos. Este trabalho foi desenvolvido em resposta a uma iniciativa do Governo Federal (CAPES) que apoiou a prospecção biológica na Amazônia brasileira. Centrado em sementes de plantas, o estudo buscou investigar proteínas em espécies nativas. Após expedição de coleta botânica, cinquenta espécies da família Fabaceae foram selecionadas para estudo. As proteínas das sementes foram extraídas em solução salina e os extratos foram testados em ensaios de inibição de crescimento dos fungos fitopatogênicos: Aspergillus sp., A. flavus, A. niger, Fusarium sp., F. oxysporum, Penicillium chysogenum e Phomopsis sp. Os extratos de espécies identificadas como endêmicas da Amazônia brasileira [Dimorphandra caudata, D. parviflora (Caesalpinieae); Swartzia longistipitata, S. recurva (Swartzieae); Zygia trunciflora (Ingeae)] foram avaliados por SDS-PAGE e as proteínas presentes foram identificadas por espectrometria de massas (MS/MS), além da prospecção de atividades proteolíticas e quitinásicas. O fracionamento proteico em matrizes de troca iônica permitiu a purificação parcial de uma lectina e três quitinases, que foram avaliadas quanto as suas atividades antifúngicas e mecanismo de ação. A atividade antifúngica dos extratos foi observada entre os fungos testados e mais representativa na tribo Ingeae. Proteases, quitinases e inibidores de proteases foram identificados nas amostras, sendo que a atividade quitinolítica foi predominante. Os ensaios de microscopia de fluorescência evidenciaram a ligação de iodeto de propídio ao DNA de esporos de Fusarium oxysporum, sugerindo que a integridade da membrana dos esporos foi perdida quando exposta às proteínas parcialmente purificadas. Foi observado que os extratos proteicos das sementes coletadas na Amazônia apresentavam forte ação antifúngica e que a atividade quitinásica estava associada a este efeito. Estes achados podem ser bons subsídios para o estudo molecular mais amplo destas quitinases de 12 sementes de plantas nativas e suas atividades na defesa, considerando que as sementes destas plantas são submetidas a um complexo conjunto de adversidades inerentes ao ecossistema amazônico, especialmente ao ataque fúngico quando caem no solo e germinam.

ROCHA JUNIOR, Pedro Abílio Vieira. Uso das proteases do látex de Calotropis procera em dietas para tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus): Desempenho zootécnico, digestibilidade e parâmetros hematológicos. 2018. 104 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Pesca)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018. Among the productive costs involved in aquaculture, artificial feeding is the most expressive, justifying the performance of several studies prioritizing the appropriate balance of rations that increases productivity and reduces environmental impact. The use of enzymes is a promising strategy to maximize the efficiency of the use of diets, because they reduce the costs of production while maintaining the performance of the animals, as they improve the digestibility and reduce antinutritional factors. The objective of this work was to evaluate the effect of the inclusion of different concentrations of Calotropis procera latex (LP) proteases on Nile tilapia rations by means of zootechnical performance, hematological parameters, digestibility, centesimal composition of fillets and rations, and water quality parameters. The experiment lasted 60 days with the use of 160 fingerlings with initial weight of 3.10 ± 0.55 g, distributed in 16 aquariums, fed rations with three levels of inclusion (LP) (100, 200, 300 mg kg-1) respectively (Lp-Cp 01; Lp-Cp 02; Lp-Cp 03) and a control (without LP). The experiments were performed with four replicates each and the animals were fed three times a day (8, 12, and 16 hours), ranging from 10 to 5% of their biomass. The obtained data were submitted to ANOVA, with the multiple comparison test of Tukey averages (p

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2018-03-14T12:26:00Z No. of bitstreams: 1 Jacqueline Ellen Camelo Batista Albuquerque.pdf: 1563098 bytes, checksum: 993e6d21852ba5b6790a3c951b311ae4 (MD5) Made available in DSpace on 2018-03-14T12:26:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jacqueline Ellen Camelo Batista Albuquerque.pdf: 1563098 bytes, checksum: 993e6d21852ba5b6790a3c951b311ae4 (MD5) Previous issue date: 2017-03-14 Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Plant lectins represent a class of proteins that perform various biological activities, including an immunomodulatory actions. In particular, lectins ConBr (Canavalia brasiliensis) and CFL (Cratylia argentea) have demonstrated an ability to modulate cytokines of the proinflammatory cascade as well as the production of nitric oxide in the murine model of Salmonella infection. Immunomodulatory molecules represent a promising alternative in the prevention and treatment of infections and can enhance immunological and adaptive mechanisms of the host improving the efficacy of antibiotics and vaccines against pathogens. This study evaluated the biotechnological potential of the ConBr and CFL as therapeutic and vaccine adjuvants against the antigen Vi from S. typhi, which has been used with limited success for immunization against typhoid fever. Initially, cytotoxicity assays with lectins were performed with cultured murine peritoneal macrophages to define non-toxic proteins concentrations for assays. Then, macrophages were treated with lectins and infected with a virulent strain of Salmonella Typhimurium. For this purpose, macrophages were incubated with ConBr and CFL lectins (1 and 10 μg / mL) before (preventive treatment) or after (curative treatment) the onset of infection. The following analyses were conducted: macrophage cell viability, intracellular bacterial quantification, iNOS plus pro-and anti-inflammatory cytokines and Toll-like receptor´s (TLR2, TLR4 and TLR9) gene expression. Both preventive and curative treatments significantly reduced the intracellular bacterial load and increased cell viability of infected macrophages. In the preventive treatment with CFL there was an increase in the level of transcripts for IL-6 and TNF-α, whereas ConBr induced an increase of IL-12 (p40). In the curative treatment, CFL induced significant expression of IL-12 (p40), whereas ConBr increased gene expression of IL-1β and TNF-α. In addition, the curative treatment with CFL increased approximately 130 fold the expression of TLR-4 and 24 fold expression of TLR2. In view of the importance of the TLR2 and TLR4 for the control of Salmonella infection, we evaluated the participation of these receptors in the immunomodulatory action of the CFL. Thus, bone marrow-derived macrophages (BMDM) knockout for TLR2/TLR4 were treated with the lectin and gene expression for IL-1β, TNF-α and IL-6 cytokines was evaluated. Naïve BMDM demonstrated high levels of gene expression, increasing 258-fold the number of transcripts for IL-1β, 233-fold for IL-6, and 25-fold for TNF-α. Conversely, double knockout BMDM for TLR2/TLR4 produced low levels of transcripts. Finally, ConBr and CFL were tested as vaccine adjuvants in Swiss mice immunized with the purified Vi antigen through evaluation of anti-Vi IgG antibodies. The results showed that as CFL and ConBr lectins were not able to induce an increase of specific IgG anti-Vi antibodies. Although the lectins did not demonstrate a potential as vaccine adjuvant against the Vi antigen, they showed therapeutic properties beneficial to the control of Salmonella-infected macrophages and were capable to interact with Toll-like receptors, which play a key role on activation of innate immune response and development of adaptive immune response. Such results represent a promising prospect for the development of new drugs against Salmonella. Lectinas vegetais representam uma classe de proteínas que desempenham diversas atividades biológicas, incluindo a ação imunomoduladora. Recentemente, as lectinas ConBr (Canavalia brasiliensis) e CFL (Cratylia argentea) demonstraram a capacidade de modular a cascata pró-inflamatória de citocinas, bem como a produção de óxido nítrico em modelo murino de infecção por Salmonella. Moléculas imunomoduladoras representam uma alternativa promissora na prevenção e no tratamento de infecções, podendo atuar nos mecanismos imunológicos naturais e adaptativos do hospedeiro, aprimorando a eficácia de antibióticos e vacinas contra patógenos. Diante disso, este estudo avaliou o potencial biotecnológico das lectinas, ConBr e CFL, como adjuvantes terapêuticos, frente ao antígeno vacinal Vi de S. Typhi, que tem sido usado com sucesso limitado para imunização contra a febre tifoide. Inicialmente, foram realizados ensaios de citotoxicidade das lectinas em cultura de macrófagos peritoneais murinos para definir as concentrações proteicas não tóxicas de uso nos ensaios. A seguir, os macrófagos foram tratados com as lectinas e infectados por uma cepa virulenta de Salmonella Typhimurium. Para tanto, os macrófagos foram incubados com as lectinas ConBr e CFL (1 e 10 μg/mL) antes (tratamento preventivo) ou após (tratamento curativo) infecção experimental com Salmonella. Foram realizadas análises de viabilidade celular dos macrófagos, quantificação intracelular bacteriana e expressão gênica de iNOS, citocinas pró- e anti-inflamatórias e receptores Toll-like (TLR2, TLR4 e TLR9). Ambos os tratamentos preventivo e curativo reduziram significativamente a quantificação bacteriana intracelular de Salmonella e aumentaram a viabilidade celular dos macrófagos. Os tratamentos preventivos com CFL aumentaram os níveis de transcritos para IL-6 e TNF-α, já ConBr induziu o aumento de IL-12 (p40). No tratamento curativo, CFL induziu expressão significativa de IL-12 (p40), enquanto ConBr aumentou a expressão gênica de IL-1β e TNF-α. Além disso, o tratamento curativo com CFL foi capaz de aumentar cerca de 130 vezes a expressão de TLR-4 e 24 vezes a expressão de TLR2. Considerando a importância dos receptores TLR2 e TLR4 para o controle da infecção por Salmonella, este trabalho avaliou a participação desses receptores na ação imunomoduladora da lectina CFL. Para tanto, macrófagos derivados da medula óssea (BMDM) e duplo nocautes para TLR2/TLR4 foram tratados com a lectina e a expressão gênica das citocinas IL-1β, TNF-α e IL-6 foi avaliada. Os BMDM demonstraram elevados níveis de expressão gênica, induzindo o aumento de cerca de 258 vezes para IL-1β, 233 vezes para IL-6 e 25 vezes para TNF-α. No entanto, BMDM duplo nocautes para TLR2/TLR4, produziram níveis significativamente mais baixos de transcritos. Por fim, ConBr e CFL foram testados como adjuvante vacinais em camundongos Swiss imunizados com antígeno Vi purificado, através da avaliação de anticorpos IgG anti-Vi. Os resultados mostraram que as lectinas CFL e ConBr não foram capazes de induzir o aumento no título de anticorpos específicos IgG anti-Vi. Apesar das lectinas não terem demonstrado potencial adjuvante vacinal frente ao antígeno Vi, tais proteínas apresentaram propriedades terapêuticas benéficas no controle de células infectadas por Salmonella, além de serem capazes de interagir com receptores do tipo Toll, essenciais na ativação da resposta imune inata e desenvolvimento da resposta adaptativa. Assim, tais resultados representam uma perspectiva promissora para o desenvolvimento de novos fármacos contra Salmonella.

VASCONCELOS, Mirele da Silveira. Hidrogel cicatrizante a partir de hemiceluloses vegetais de Caesalpinea pulcherrima e proteínas laticíferas de Calotropis procera. 2017.139 f.Tese (Doutorado em Bioquímica)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. Calotropis procera (Ait.) R. Br. is well known for being a latcifers plant and for its medicinal properties. Its latex has already been used in traditional medicine in the treatment of dermis disorders. Scientific studies have shown that laticifers proteins isolated from C. procera have several pharmacological properties and their anti-inflammatory, antiseptic, analgesic and wound healing effects are reported. The aim of this work was to evaluate the effect of the CpPII protein fraction of C. procera on cicatricial process modulation in experimental wound models. For this, a hydrogel (Hg) was developed using natural hemicelluloses (galactomannans) from Caesalpinea pulcherrima, as excipient, and laticifers proteins (CpPII), rich in proteolytic enzymes as active principle. In the present study, laticifers proteins containing proteolytic activity (CpPII) or inhibited with iodoacetamide (IAA) were incorporated at different concentrations (w/v) in galactomannan hydrogels (Hemi) to obtain the following formulations tested: HgCpPII 0.2%, HgCpPII 0.5% and HgCpPII-IAA 0.2%. Male Swiss mice were used for in vivo tests (wound healing and dermal irritability) according to experimental procedures approved by the institutional ethics committee under number 64/2014. Tissue modifications and target mediators of cicatricial response were evaluated according to morphometric, biochemical, immunological and histological parameters in excisional wound models (1cm2). The results showed that the hydrogel formulations presented satisfactory quality after microbiological analysis, storage stability at 4ºC and dermal biocompatibility. Wounds treated with the CpPII fraction showed modulation of inflammatory mediators (MPO, NO, IL-1β, IL-6) and reduction of lipid peroxidation (MDA). The number of mast cells degranulated in the CpPII-treated animals increased significantly on day 14, and the mast cells degranulation in the group treated with 0.5% HgCpPII (p

In the previous step to this work, a protein identified as osmotin (CpOsm) was purified from Calotropis procera latex which showed strong antifungal activity. The protein was expressed in prokaryotic and eukaryotic systems, but a suitable protocol for purification has not been achieved. In the present work, from inclusion bodies (IB) obtained from Escherichia coli BL21 (DE3) proceeded to a survey by different solubilization protocols of proteins in an attempt to obtain the recombinant protein (rCpOsm) soluble, and then evaluates it as its activity and finally, exploring new methods for purification. The bacterial culture was induced at different conditions of temperature and time of induction. IB were subjected to chemical treatments with surfactants (CTAB; Cetrimide; ARG-12, a derivative surfactant Argenine) and a denaturing agent (guanidine hydrochloride); physical treatment by sonication and the enzymatic treatment with protease native C. procera latex. Electrophoresis assays suggested that two chemical surfactants were effective in solubilizing rCpOsm while not ARG-12. Although these cationic compounds solubilized rCpOsm more than other proteins of IB, while the sonication process samples produced with a greater variety of soluble proteins including rCpOsm. The enzymatic treatment showed that IB proteins are, in some range, digested while rCpOsm did not. All samples were evaluated for action on Colletotrichum gloeosporiodes after dialysis and lyophilization and showed inhibitory activity of spore germination and mycelial growth. However, it was shown that the activity could be related to the solubilising agents. Insoluble proteins obtained from E. coli containing the plasmid integrity, taken as a negative control showed no activity in these assays. The rCpOsm solubilized by CTAB was subjected to chromatography on Ni ++ column (Ni Sepharose 6 Fast Flow) pH 7.0; in hydrophobic media (FenilSepharose CL-4B) and ion exchange (Resource-S). None of the applied protocols resulted in the purification of rCpOsm and these data repeated what was observed previously for rCpOsm purified from Pichia pastoris. Em etapa anterior a este trabalho, uma proteína identificada como osmotina (CpOsm) foi purificada do látex de Calotropis procera a qual apresentou forte atividade antifúngica. A proteína foi expressa em sistemas procarionte e eucarionte, mas um protocolo adequado para sua purificação não foi alcançado. No presente trabalho, partindo de corpos de inclusão (CI), obtidos de E. coli BL21(DE3) procedeu-se uma prospecção por diferentes protocolos de solubilização de suas proteínas, na tentativa de obter a proteína recombinante (rCpOsm) solúvel, para então avaliá-la quanto a sua atividade e por fim, prospectar novos métodos para sua purificação. A cultura bacteriana foi induzida em diferentes condições de temperatura e tempo de indução. Após 3 horas de indução a 37 °C, 180 rpm, os CI foram lisados e submetidos a tratamentos químicos com surfactantes (CTAB; Cetrimida; ARG-12: um surfactante derivado de argenina) e um agente desnaturante (Cloridrato de Guanidina); tratamento físico por sonicação (4 ciclos de 2,5 min. cada a 50% de potência) e tratamento enzimático com protease nativa do látex de C. procera. Ensaios de eletroforese sugeriram que os dois surfactantes químicos foram eficientes na solubilização de rCpOsm enquanto que ARG-12 não. Ainda, estes compostos catiônicos solubilizaram rCpOsm mais do que as demais proteínas dos CI, enquanto que o processo de sonicação produziu amostras com maior diversidade de proteínas solúveis, incluindo rCpOsm. O tratamento enzimático mostrou que proteínas de CI são, em algum alcance, digeridas enquanto que rCpOsm não. O efeito do tratamento dos CI com protease foi analisado por imagens de microscopia de força atômica e as diferenças de estrutura entre os CI tratados e não tratados documentados. Todas as amostras foram avaliadas quanto à ação sobre Colletotrichum gloeosporiodes após diálise e liofilização. Os produtos dos tratamentos com surfactantes apresentaram atividade antifúngica, demonstrando atividade inibitória de germinação de esporos e crescimento micelial. Entretanto, foi demonstrado que a atividade poderia estar relacionada aos agentes solubilizantes. Proteínas insolúveis obtidas de E. coli contendo o plasmídeo íntegro, tomadas como controle negativo, não apresentaram atividade nestes ensaios. A rCpOsm solubilizada com CTAB foi submetida a cromatografia em coluna de Ni++ (Ni Sepharose 6 Fast Flow) pH 7,0; em meio hidrofóbico (FenilSepharose CL-4B) e troca iônica (Resource-S). Nenhum dos protocolos aplicados resultou na purificação de rCpOsm e estes dados repetem o que foi observado previamente para a rCpOsm purificada a partir de Pichia pastoris.

VIANA, Carolina de Araújo. Caracterização bioquímica e atividades biológicas de quitinases laticíferas de Calotropis procera. 2015. 181 f. Tese (Doutorado em Bioquímica)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. Calotropis procera is a latificer plant in the Apocynaceae family. Defensive proteins with activity against phytophagous insects and phytopathogenic fungi in latex have been described. Latex’s proteic fraction also performs pharmacological activities, such as selective cytotoxic effect in carcinogenic cells. From the proteic fraction effective against neoplastic cells, this work had the goal to identify and further characterize cytotoxic protein(s) biochemically, biologically, and evaluate their biotechnological prospects. Soluble proteins in latex (LP) have been fractioned in ion-exchange matrix, and the fraction capable of cytotoxicity was further fractioned in another ion-exchange matrix (Mono-Q) coupled to a medium-pressure system. P4 was identified as cytotoxic fraction, showing an IC50 of 2.2, 1.2 and 2.9 mg/mL for the cell lines HCT-116, Ovcar-8 and SF-295, respectively. Proteomic analysis of the cytotoxic fraction by two-dimensional electrophoresis allowed 15 spots to be identified, comprising acid proteins (pI among 4 and 6) with 30 kDa apparent molecular weight. All spots were identified as chitinases when evaluated by mass spectrometry, and showed intact mass of 27.4 kDa. The sample reacted positively to the Schiff reagent, suggesting glycosilations. The carbohydrate content was estimated at 12.8%. The amino-terminal sequence obtained (1QPVMNLEYPRYLNDINDYRDDNNYD28) revealed 50% similarity with Solanum lycopersicum, Oryza sativa and Nicotiana tomentosiformes chitinases, among others. The enzymes showed strong chitinolytic activity, with optimal pH varying between 5-6 and optimal temperature of 25 °C. The chitinolytic activity was diminished when treated with increasing concentrations of DTT (3, 10 and 30 mM), which suggests the presence of disulfide bonds stabilizing the enzyme. Circular dichroism analyses indicate a larger presence of alpha helices in the structure and that the isoforms has low resistance to pH and temperature variation. High-resolution images generated through atomic force microscopy suggested sample homogeneity and a hexameric configuration. The chitinases did not inhibit mycelial growth of phytopathogenic fungi Fusarium oxysporum and Colletotrichum gloeosporioides, however reduced the germination C. gloeosporioides spores. In consonancy the chitinases did not induce spore oxidative stress, but caused a slight change in membrane permeability of the evaluated spores. Laticifer chitinases (0.1% w/w) showed a strong deleterious effect on the phytophagous insect Callosobruchus maculatus. Effects produced a 57% survival reduction, larval weight reduction (7.8 mg ± 0.2 / 4.0 ± 0.8), adult insets emergence reduction (50%), in addition to prolonging the mean maturation time from 28 to 33 days. The chitinases (2 mg/Kg, i.v.) showed a strong anti-inflammatory activity, reducing 95% of neutrophil infiltration into the peritoneal cavity in mouse in an inflammation induced by carrageenan assay. L-NAME and Aminoguanidine, two inhibitors of nitric oxide synthase, reversed this effect, possibly indicating involvement of nitric oxide in the effects observed. This action was associated to a reduction of pro-inflammatory cytokines TNF-α and IL-1 levels within the peritoneal cavity and increased serum levels of pro-inflammatory cytokines TNF-α, IL-6 and IL-1. The conclusion is reached that many isoforms of chitinases coexist in C. procera latex. These proteins act possibly in defense against insects, though low action against fungi is shown. Laticifer chitinases were identified as latex proteins cytotoxic on neoplastic cells and they have even been able to modulate pro-inflammatory cytokines levels and nitric oxide in an acute inflammation model. C. procera laticifer chitinases represent interesting molecules for biotechnology prospection in plant defense and pharmacology. Calotropis procera é uma planta laticífera, pertencente à família Apocynaceae. Proteínas de defesa foram descritas no látex com atividade contra insetos fitófagos e fungos fitopatogênicos. A fração proteica do látex também apresenta atividades farmacológicas, dentre tais efeito citotóxico seletivo em células carcinogênicas. A partir da fração proteica efetiva sobre células neoplásicas, o trabalho teve por meta central identificar proteína(s) citotóxica(s) e proceder a sua caracterização bioquímica, biológica e suas perspectivas biotecnológicas. As proteínas solúveis do látex (PL) foram fracionadas em matriz de troca iônica e a fração proteica detentora da citotoxicidade foi refracionada em outra matriz de troca iônica (Mono-Q) acoplada a sistema de média pressão. P4 foi identificado como a fração citotóxica, apresentando uma IC50 de 2,2, 1,2 e 2,9 µg/mL para as linhagens celulares HCT-116, Ovcar-8 e SF-295, respectivamente. A análise proteômica da fração citotóxica por eletroforese bidimensional permitiu identificar 15 spots, contendo proteínas ácidas (pI entre 4 e 6) e com massa molecular aparente de 30 kDa. Quando avaliados por espectrometria de massas todos esses spots foram identificados como quitinases e apresentaram massa intacta de 27,4 kDa. A amostra reagiu positivamente ao reagente de Schiff, sugerindo glicosilações. O teor de carboidratos foi estimado em 12,8%. A sequência amino terminal obtida (1QPVMNLEYPRYLNDINDYRDDNNYD28) revelou 50% de similaridade com quitinases de Solanum lycopersicum, Oryza sativa, Nicotiana tomentosiformes dentre outras. As enzimas apresentaram forte atividade quitinolítica, com pH ótimo variando entre 5-6 e temperatura ótima de 25 °C. A atividade quitinolítica foi reduzida quando tratada com concentrações crescentes de DTT (3, 10 e 30 mM) o que sugere a presença de pontes dissulfeto estabilizadoras da enzima. Análises por dicroísmo circular indicam a presença majoritária de alfa-hélices na estrutura e que as isoformas se mostraram pouco resistentes a variações de temperatura e pH. Imagens de alta resolução geradas por microscopia de força atômica sugeriram homogeneidade na amostra e um arranjo hexamérico foi evidenciado. As quitinases não inibiram o crescimento micelial dos fungos fitopatogênicos Fusarium oxysporum e Colletotrichum gloeosporioides, mas reduziram a germinação de esporos de C. gloeosporioides. Em consonância as quitinases não induziram estresse oxidativo nos esporos, mas causaram leves alterações na permeabilidade membranar dos esporos avaliados. As quitinases laticíferas (0,1 % m/m) apresentaram forte efeito deletério sobre o inseto fitófago Callosobruchus maculatus. Os efeitos produziram 57% de redução na sobrevivência larval, redução do peso de larvas (7,8 mg ± 0,2 /4,0 ± 0,8) e emergência de insetos adultos (50%), além de prolongar de 28 para 33 dias o tempo médio de desenvolvimento de insetos adultos. As quitinases (2 mg/Kg, e.v.) apresentaram forte atividade anti-inflamatória, reduzindo em 95% a infiltração de neutrófilos na cavidade peritoneal em ensaio de inflamação induzido por carragenina em camundongos. Este efeito foi revertido por L-NAME e Aminoguanidina, dois inibidores da enzima óxido nítrico sintase, indicando o possível envolvimento do óxido nítrico no efeito observado. Esta ação foi associada à redução dos níveis das citocinas pró-inflamatórias TNF-α e IL-1 na cavidade peritoneal e do aumento dos níveis séricos das citocinas pró-inflamatórias TNF-α, IL-6 e IL-1. É concluído que várias isoformas de quitinases coexistem no látex de C. procera. Estas proteínas atuam possivelmente na defesa contra insetos, mas têm pouca ação contra fungos. As quitinases laticíferas foram identificadas como as proteínas citotóxicas do látex sobre células neoplásicas e ainda foram capazes de modular os níveis de citocinas pró-inflamatórias e síntese de óxido nítrico em modelo de inflamação aguda. As quitinases do látex de C. procera representam interessantes moléculas para prospecção biotecnológica em defesa vegetal e farmacologia.

SILVA, Rayanne Farias da. Análise histológica de tecidos cultivados in vitro de plantas laticíferas, perfil de proteínas solúveis e ação contra fitopatógenos. 2015. 121 f. Dissertação (Mestrado em bioquímica)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2015. Laticifers plants have been studied by presenting a wide range of proteins related to plant defense in its latex. The aim of this study was to investigate, in tissue cultured in vitro, proteins and activities described for latex laticíferas two species. Tissue callus and roots of Cryptostegia grandiflora were obtained by in vitro tissues culture protocols and subjected to histological analysis for laticifers characterization. Cultured tissue of Calotropis procera were used as comparative reference in the analysis. There wasn’t any laticifer structure in callus or roots of C. grandiflora while in C. procera laticifers are formed in the roots. Soluble proteins were extracted from the cultured tissue and characterized using enzymatic assays, biochemical, immunological techniques and mass spectrometry. The presence of activity against phytopathogenic fungi was investigated and all data obtained were compared with the previously one determined for the plants studied latex. Callus and roots proteins of C. procera showed antifungal activity against pathogenic fungi. The percentage inhibition of the vegetative hyphae growth in the presence of callus and roots C. procera protein respectively were 75.5% and 82.6% for Fusarium solani, 76.7% and 57.1% for Rhizoctonia solani, 88.8% and 79.8% for Fusarium oxysporum, 93.7% and 90.2% for Colletotrichum lindemuthianum and 80.2% and 79.7% for Colletotrichum gloesporioides, however, showed no effect on Mucor sp. Callus and roots proteins of C. grandiflora showed no inhibitory effect on the hyphae growth or spores germination of assayed fungi. Through assays using fluorescent markers, it was demonstrated that proteins extracted from in vitro culture of C. procera interact with the membrane of C. gloesporioides causing leakage of cytoplasmic contents, possibly suggesting that its mechanism of action against fungi is related to the change in plasma membrane permeability. Also oxidative stress was observed in C. gloesporioides spores treated with callus and roots protein C. procera by hydrogen peroxide production. Protease inhibitors, chitinases, osmotins and proteases were detected in the C. procera callus and roots samples, however, osmotins and proteases were not observed in C. grandiflora callus and roots. The activity of antioxidant enzymes APX, G-POD and catalase were observed in tissue cultured in vitro of C. grandiflora. Considering that C. grandiflora laticifers proteases were demonstrated exert action against fungi, the results observed in this study suggest that the absence of antifungal activity in C. grandiflora cultured tissue is due to the absence of proteases in these tissues as well exclude chitinases and proteases inhibitors as antifungal proteins. The study concludes that the use of cultured tissues that do not differentiate laticifers is an interesting model to study activities associated to proteins founded in latex. Antifungal proteases present in C. grandiflora latex were not found in the tissues without laticifer formation. Plantas laticíferas têm sido estudadas por apresentarem uma grande diversidade de proteínas relacionadas à defesa vegetal em seu látex. O objetivo deste trabalho foi pesquisar em tecidos cultivados in vitro, proteínas e atividades descritas para o látex de duas espécies laticíferas. Tecidos de calos e raízes de Cryptostegia grandiflora foram obtidos através de protocolos de cultura in vitro de tecidos e submetidos à análise histológica para caracterização de laticíferos. Tecidos cultivados de Calotropis procera foram utilizados como referencial comparativo nas análises. Não foi detectada qualquer estrutura laticífera em calos ou raízes de C. grandiflora enquanto que em C. procera laticíferos se formam nas raízes. Proteínas solúveis foram extraídas dos tecidos cultivados e caracterizadas por meio de ensaios enzimáticos, técnicas bioquímicas, imunológicas e espectrometria de massas. A presença de atividade contra fungos fitopatogênicos foi investigada e todos os dados obtidos foram comparados com dados previamente determinados para os látex das espécies estudadas. Proteínas dos calos e raízes de C. procera, apresentaram atividade antifúngica sobre fungos fitopatogênicos. Os percentuais de inibição do crescimento vegetativo de hifas na presença de proteínas de calos e raízes de C. procera, respectivamente, foram: 75,5% e 82,6% para Fusarium solani, 76,7% e 57,1% para Rhizoctonia solani, 88,8% e 79,8% para Fusarium oxysporum, 93,7% e 90,2% para Colletotrichum lindemuthianum e 80,2% e 79,7% para Colletotrichum gloesporioides, no entanto, não demonstraram nenhum efeito sobre Mucor sp. As proteínas de calos e raízes de C. grandiflora não apresentaram qualquer efeito inibitório sobre o crescimento de hifas ou germinação de esporos dos fungos avaliados. Por meio de ensaios com marcadores de fluorescência, foi possível demonstrar que as proteínas extraídas da cultura in vitro de C. procera interagem com a membrana de C. gloesporioides causando extravasamento do conteúdo citoplasmático, sugerindo que possivelmente seu mecanismo de ação contra fungos esteja relacionado à alteração na permeabilidade da membrana plasmática. Também foi observado estresse oxidativo em esporos de C. gloesporioides tratados com proteínas de calos e raízes de C. procera através da produção de peróxido de hidrogênio. Inibidores de proteases, quitinases, osmotinas e proteases foram detectados nas amostras de calos e raízes de C. procera, porém, osmotinas e proteases não foram observadas em calos e raízes de C. grandiflora. A atividade das enzimas antioxidantes APX, G-POD e catalase foram observadas nos tecidos cultivados in vitro de C. grandiflora. Considerando que proteases laticíferas de C. grandiflora foram demonstradas exercer ação contra fungos, os resultados observados nesta pesquisa sugerem que a ausência de atividade antifúngica em tecidos cultivados de C. grandiflora deve-se a ausência de proteases nestes tecidos e ainda excluem quitinases e inibidores de proteases presentes como proteínas antifúngicas. Em calos e raízes de C. procera, além de proteases, outras proteínas tais como, quitinases, inibidores de proteases e osmotinas detectadas podem estar envolvidas na atividade antifúngica observada, e/ou agir sinergicamente na defesa contra fungos. O estudo conclui que o uso de tecidos cultivados que não diferenciam laticíferos é um interessante modelo para estudar atividades associadas às proteínas encontradas no látex. Proteases antifúngicas presentes no látex de C. grandiflora não foram encontradas nos tecidos sem formação laticífera.

SOUZA, Isabel Cristina da Cósta. Caracterização bioquímica de calos de espécies laticíferas em resposta ao estresse salino e análise da transcrição de osmotinas. 2015. 107 f. Dissertação (mestrado em bioquímica)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2015. Calotropis procera e Cryptostegia grandiflora are laticiferous plants. It was found osmotin protein. The literature shows that the osmotinas are associated to plant defence mechanisms in situations of biotic or abiotic stress. However, there are still several inconsistencies in this hypothesis. In this context, it was used in vitro tissue culture techniques as model to assist in the understanding of how the C. procera and C. grandiflora callus cells respond to salt stress in biochemical terms, and whether the transcripts level for osmotin has raised in response to exposure to NaCl. It was added NaCl to the culture medium of Murashige e Skoog (MS) in increasing concentrations (0, 20, 40, 60 e 80 mM). The results show that callus treated with 80 mM NaCl have reduced the growth and the humidity percentage of respectively 33% and 10% in C. procera and 83% and 39% in C. grandiflora compared to the control treatment callus. Under the same conditions, it was seen an increase in ions concentrations of Na+ and Cl-, 98.9% and 98% in C. procera and 98.8% and 96% in C. grandiflora respectively. It was also seen a reduction in K+ level in callus treated with 80 mM NaCl, 43% in C. procera and 18% in C. Grandiflora, when compared to the control. The callus treated with 80 mM NaCl, showed a tendency of the proline accumulation and soluble sugars, increasing 26% and 37% in C. procera callus and 55.4% and 45% in C. grandiflora callus, respectively, when compared to control conditions. The increase in the activity of enzymes that break H2O2 has been observed in C. grandiflora callus under the salt stress, suggesting a possible oxidative damage, this increase was 73% in the ascorbate peroxidase activity and 62% in guaiacol peroxidase activity when compared to the activity of enzymes of the control callus with the treaty in 80 mM NaCl. None connection was seen between changes in the activity of the enzymes of the oxidative system and the salt stress in C. procera callus. It was evaluated the behaviour of osmotin in the osmotin transcription at 0, 2, 12, 24, 48 hours and at 4, 7, 14, 28 days of callus contact under stress. The osmotin transcripts were observed from 12 hours of contact of callus in 80mM NaCl in both species. However, it was not found osmotin by electrophoresis assays, dot blotting and mass spectrometry in the protein extracts of C. procera and C. grandiflora callus grown in control conditions and in 80 mM NaCl. Thus, the salt stress evaluation using in vitro cell model study was effective, providing cellular behaviour information for these two laticifers plants species showing their physiological, biochemical and molecular changes. The results suggest that the induced salt stress has favoured the increase of osmotin gene expression in both cases and suggests a possible relationship between osmotin of these species with the protection to salinity conditions. The failure to detect the proteins corresponding to genes provides the conception of several new hypotheses to be validated. Calotropis procera e Cryptostegia grandiflora são plantas laticíferas. Em seus fluidos laticíferos, foram encontradas proteínas do tipo osmotina. A literatura reporta que osmotinas são proteínas relacionadas com mecanismos de defesa vegetal em situações de estresse biótico e/ou abiótico. Entretanto, ainda há várias inconsistências nessa afirmação. Nesse contexto, técnicas in vitro de cultura de tecidos vegetais foram aplicadas como modelo para auxiliar na compreensão de como as células de calos de C. procera e C. grandiflora respondem ao estresse salino, em termos bioquímicos, e se o nível de transcritos para a osmotina seria aumentado em resposta à exposição a NaCl. Para indução desse estresse, NaCl foi adicionado à formulação nutritiva de Murashige e Skoog (MS), em concentrações crescentes (0, 20, 40, 60 e 80 mM). Os resultados mostram que os calos cultivados com NaCl a 80 mM tiveram o crescimento e o teor de umidade reduzidos, respectivamente, em 33% e 10%, em C. procera e de 83% e 39%, em C. grandiflora, em comparação ao seu tratamento controle. Nessas mesmas condições, foi observado um aumento nas concentrações dos íons Na+ e Cl- de, respectivamente, 98,9% e 98%, em C. procera, e de 98,8% e 96%, em C. grandiflora. Foi também observada diminuição no teor de K+ nos calos tratados com NaCl a 80 mM. Essa redução foi de 43%, em C. procera, e de 18% em C. grandiflora, quando comparado ao tratamento controle. Os calos tratados com NaCl a 80 mM, apresentaram uma tendência de acúmulo de prolina e açúcares solúveis, alcançando, respectivamente valores, 26% e 37% maiores em calos de C. procera, e 55,4% e 45% maiores, em calos de C. grandiflora, que aqueles em condições controle. O aumento na atividade das enzimas que degradam H2O2 foi observado em calos de C. grandiflora submetidos a estresse salino, sugerindo um possível dano oxidativo. Esse aumento foi de 73%, para a ascorbato peroxidase, e de 62% para a peroxidase do guaiacol, nos calos tratados com NaCl a 80 mM, em relação ao controle. Não foi observada qualquer alteração significante na atividade das enzimas do sistema antioxidativo em razão do estresse salino em calos de C. procera. Em relação à transcrição da osmotina, foi avaliado o perfil de seus transcritos nos intervalos de tempo de 0, 2, 12, 24, 48 horas e de 4, 7, 14 e 28 dias sob estresse. Os transcritos de osmotina foram observados a partir de 12 horas de contato dos calos com NaCl a 80 mM, em ambas as espécies. Contudo, nos extratos proteicos dos calos de C. procera e C. grandiflora cultivados em condições controle e de 80 mM de NaCl, não foi detectada a presença da proteína osmotina quando avaliado pelos ensaios de eletroforese, Dot blotting e espectrometria de massas. Assim, a avaliação do estresse salino utilizando como modelo de estudo células in vitro foi eficiente, fornecendo informações do comportamento celular de duas espécies laticíferas, mostrando suas alterações fisiológicas, bioquímicas e moleculares. Os resultados sugerem que o estresse salino favoreceu o aumento da transcrição do gene da osmotina em calos das duas espécies em estudo e permite propor uma possível relação das osmotinas dessas espécies com a tolerância à salinidade. A falha em detectar as proteínas correspondentes aos genes propicia a concepção de várias novas hipóteses a serem validadas.

SILVA, Maria Zelandia Rocha. Isolamento em cromatografia de imunoafinidade e atividade antifúngica de osmotinas de fluidos laticíferos. 2015. 85 f. Dissertação (Mestrado em bioquímica)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2015. Plants are constantly exposed to a variety of stresses conditions. However, they react to biotic stresses by triggering a set of defense mechanisms including the synthesis of defensive substances as the pathogenesis-related (PR) proteins. The PR-protein named osmotin can be induced under osmotic stress and water shortage conditions. Osmotin-like proteins have been purified from latex and some of them are related to antifungal activity. The aim of this study was to investigate the osmotin in the following species laticifers: C. grandiflora, P. rubra, T. peruviana, H. drasticus and C. papaya to isolate and evaluate its antifungal activities. Immunoaffinity column chromatography with anti-CpOsm antibodies were performed in order to purify these osmotin-like. They were detected in latex of C. grandiflora and P. rubra by immunoassays the ELISA, Dot Blot and Western Blot using anti-CpOsm antibody (the osmotin of C. procera latex). Osmotin of C. procera, C. grandiflora, P. rubra and H. drasticus were identified by mass spectrometry. However, the osmotin from C. procera was co-purified with cysteine proteases. The co-purified cysteine protease from C. procera was identified as Procerain B. The alignment and the 3-D structure analysis of Procerain B and CpOsm revealed the presence of a similar sequence in both proteins. This sequence might be an epitope which allows the anti-antibody recognition. The osmotin from C. grandiflora, and P. rubra did not show antifungal activity against Fusarium solani and Colletotrichum gloesporioides. Since no correlation between the antifungal activity and the presence of these osmotins were found, the proteolytic activities of these latex protein fractions were evaluated in order to correlate with the antifungal activity C. procera and C. grandiflora showed a strong proteolytic activity. In latex, the cysteine proteases are more often related to antifungal activity than osmotin, which might explain, at least in part, the antifungal activity performed by C. grandifora and not for its osmotin. Further studies on the role of osmotin in physiology laticifers plants are needed. As plantas estão constantemente sujeitas a diversos tipos de estresse, tanto bióticos como abióticos, resultando em respostas de defesa. Decorrente disto, os vegetais sintetizam certas proteínas denominadas de proteínas relacionadas à patogênese (PR proteína). As Pr-proteínas chamadas de osmotinas podem ser induzidas sob condições de estresse osmótico, frio e escassez de água. Osmotinas tem sido purificadas de fluidos laticíferos e algumas delas estão relacionadas com a atividade antifúngica. O objetivo do presente trabalho foi prospectar osmotinas, bem como isolá- las e avaliar suas atividades antifúngicas, nos fluidos laticíferos das seguintes espécies: C. grandiflora, P. rubra, T. peruviana, H. drasticus e C. papaya. Nos látex de C. grandiflora e P. rubra foram detectadas osmotinas através de imunoensaios em placa de ELISA, Dot Blot e Westen Blot, utilizando os anticorpos anti-CpOsm (osmotina do látex de C. procera). Cromatografia de imunoafinidade em coluna com anticorpos anti-CpOsm foram realizadas com o intuito de purificar estas osmotinas. Análises por meio de espectrometria de massas, revelaram a presença de osmotina em C. procera, C. grandiflora, P. rubra e H. drasticus. No entanto, a osmotina de C. procera foram co-purificadas com proteases cisteínicas. A protease cisteínica co- purificada no látex de C. procera foi identificada como Proceraina B. O alinhamento e a análise da estrutura tridimensional da Proceraina B e CpOsm revelaram a presença de uma sequência semelhante em ambas as proteínas, que pode ser um epítopo disponível ao reconhecimento do anticorpo anti-CpOsm. As osmotinas isoladas de C. grandiflora e P. rubra não apresentaram atividade antifúngica contra F. solani e C. gloesporioides. Desde que não houve correlação entre a atividade antifúngica e à presença destas osmotinas, as atividades proteolíticas das frações proteicas foram avaliadas a fim de correlaciona-las à atividade antifúngica. Nos fluidos laticíferos, as proteases cisteínicas estão mais frequentemente relacionadas à atividade antifúngica do que as osmotinas. Estudos mais aprofundados sobre a função das osmotinas na fisiologia de plantas laticíferas são necessários.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico The objective of this work was to analyze the performance of a drip irrigation system using swine wastewater. The following parameters were evaluated: (a) removal of suspended solids, oils and greases by passing the effluent through sloped static screens; (b) influence of service pressure on clogging of drippers operating with effluent and water; and (c) effect of proportion of water on clogging of drippers, after effluent application. The experiment was conducted at the Swine Wastewater Treatment and Trickle Application Unit (UTARS), in the Federal University of Viçosa (UFV), Viçosa, MG. In the first stage of this work, an experimental bench consisting of five screens of 47, 56, 77, 106 and 154 µm mesh sizes was set up to filter swine effluent. Wastewater sampling was carried out hourly upstream and downstream of the sieves, during a 4-hour period. For the second and third stages of the work, another experimental bench was set up, consisting of two control units, for effluent and water pumping; a brick platform; and four fertirrigation units, with three types of drippers: G1 - non-compensating with nominal flow of 2 L h-1; G2 - non-compensating with nominal flow of 1.7 L h-1; and G3 - self compensating with nominal flow of 3.6 L h-1. Each fertirrigation unit consisted of three subunits, one for each type of dripper. Three lateral lines of 18 m length were installed per subunit. Twenty-two emitters for flow measurement were identified in all lateral lines. Physical, chemical and biological analyses of the effluent and water that supplied the fertirrigation units were performed during the trials. In the second stage of the work, the four fertirrigation units operated daily at pressures 75, 145, 215 and 285 kPa for four hours, with effluent applied during the first two hours and water in the remaining time. Evaluation of water application uniformity in the subunits of fertirrigation was carried out every 20 h, during the period of effluent application. In the third stage of the work, the four fertirrigation units operated at the pressure of 105 kPa, while the levels were: level 1E3A - one hour of effluent application followed by three hours of water application; level 2E2A - two hours of effluent application followed by two hours of water application; level 3E1A - three hours of effluent application followed by one hour of water application; and level 4E - four hours of effluent application. Evaluation of water application uniformity in the subunits of fertirrigation was carried out every 20 h, during the period of effluent application. The results showed that large removals of suspended solids, oils and greases were only obtained with the 47-µm screen. The biofilm formation resulted from the interaction among the physical, chemical and biological agents caused partial and total dripper clogging, and consequently reduction in the uniformity of effluent application in the fertirrigation subunits. The G1 dripper was more susceptible to clogging than G2 and G3, because of the lowest effluent flow speed and longest labyrinth length. The increase in service pressure decreased clogging level only in the fertirrigation subunits with the dripper G1 with the increase in the effluent flow speed inside the emitter. On average, the subunits operating at service pressures P1 and P2 showed higher clogging levels compared with those at service pressures P3 and P4. The levels 1E3A and 4E were most effective in reducing dripper clogging in the fertirrigation subunits, while highest clogging levels occurred at 2E2A and 3E1A. The combinations providing lowest clogging were dripper G3 associated with levels 1E3A and 4E. In the field, the clogging levels of drippers G1, G2 and G3 could be lower, because of the shortest time of equipment operation for a sustainable application of swine wastewater. Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de analisar o desempenho de sistema de irrigação por gotejamento utilizado na aplicação de água residuária de suinocultura, avaliando-se: (a) a remoção de sólidos suspensos e de óleos e graxas com a passagem do efluente em peneiras estáticas inclinadas; (b) a influência da pressão de serviço no entupimento de gotejadores operando com efluente e água; e (c) o efeito da proporção de água no entupimento de gotejadores, após a aplicação de efluente. O experimento foi conduzido na Unidade-Piloto de Tratamento e Aplicação Localizada de Água Residuária de Suinocultura (UTARS), situada no campus da Universidade Federal de Viçosa (UFV), em Viçosa, MG. Na primeira etapa do trabalho, montou-se uma bancada experimental constituída de cinco peneiras com aberturas de 47, 56, 77, 106 e 154 µm, destinadas à filtração de efluente da suinocultura. A amostragem da água residuária foi realizada a montante e a jusante das peneiras com freqüência horária, durante um período de quatro horas. Para a segunda e terceira etapas do trabalho, montou-se outra bancada experimental composta por duas unidades de controle, para bombeamento de efluente e de água, uma plataforma em alvenaria e quatro unidades de fertirrigação com três tipos de gotejadores: G1 - não-autocompensante com vazão nominal de 2,0 L h-1; G2 - não-autocompensante com vazão nominal de 1,7 L h-1; e G3 - autocompensante com vazão nominal de 3,6 L h-1. Cada unidade de fertirrigação constou de três subunidades, sendo uma para cada tipo de gotejador. Foram instaladas três linhas laterais com 18 m de comprimento por subunidade. Em todas as linhas laterais foram identificados 22 emissores para medição da vazão. Durante os ensaios, realizaram-se análises física, química e biológica no efluente e na água que abasteceram as unidades de fertirrigação. Na segunda etapa do trabalho, as quatro unidades de fertirrigação operaram diariamente nas pressões de 75, 145, 215 e 285 kPa por quatro horas, aplicando-se efluente durante as primeiras duas horas e água no tempo restante. A avaliação da uniformidade de aplicação da vazão nas subunidades de fertirrigação foi feita a cada 20 h, durante o período de aplicação do efluente. Na terceira etapa do trabalho, as quatro unidades de fertirrigação operaram à pressão de 105 kPa, enquanto os níveis foram: nível 1E3A - uma hora de aplicação do efluente seguida de três horas de aplicação de água; nível 2E2A - duas horas de aplicação do efluente seguidas de duas de aplicação de água; nível 3E1A - três horas de aplicação do efluente seguidas de uma de aplicação de água; e nível 4E - quatro horas de aplicação do efluente. Realizou-se a avaliação da uniformidade de aplicação da vazão nas subunidades de fertirrigação a cada 20 h, durante o período de aplicação do efluente. De acordo com os resultados, remoções consideráveis de sólidos suspensos e de óleos e graxas foram obtidas somente na peneira com abertura de 47 µm. A formação de um biofilme resultante da interação entre os agentes físico, químico e biológico propiciou entupimentos parcial e total dos gotejadores e, conseqüentemente, redução na uniformidade de aplicação de efluente nas subunidades de fertirrigação. O gotejador G1 foi mais suscetível ao entupimento do que os gotejadores G2 e G3, devido à menor velocidade de escoamento do efluente e maior comprimento do labirinto. O aumento na pressão de serviço diminuiu o nível de entupimento somente nas subunidades de fertirrigação dotadas do gotejador G1, em função do aumento na velocidade do escoamento de efluente no interior do emissor. Em média, as subunidades operando nas pressões de serviço P1 e P2 apresentaram maiores níveis de entupimento em relação àquelas com as pressões de serviço P3 e P4. Os níveis 1E3A e 4E foram os mais eficazes na minimização do entupimento dos gotejadores das subunidades de fertirrigação, enquanto nos níveis 2E2A e 3E1A ocorreram os maiores níveis de entupimento. As combinações que proporcionaram menos entupimento foram o gotejador G3 associado aos níveis 1E3A e 4E. Em condições de campo, os níveis de entupimento dos gotejadores G1, G2 e G3 poderiam ser menores, devido ao menor tempo de funcionamento do equipamento para aplicação sustentável da água residuária da suinocultura.

Infectious diseases are a leading cause of death throughout the world. Among these, bacterial infections stand out due to the enormous diversity of bacteria and their evolutionary and adaptive abilities. Inappropriate inflammatory responses have been associated with these infections and despite contemporaneous scientific approaches, timely diagnosis and proper treatment of systemic bacterial infection are still a challenge for public health. Thus, this study evaluated the ability of Canavalia brasiliensis (ConBr) and Cratylia argentea (CFL) lectin in modulating systemic inflammation caused by Salmonella enterica serovar Typhimurium. The lectins were purified by affinity chromatography on Sephadex G50. Toxicology and the pharmacological security of lectins was evaluated. Both lectins exhibited no toxicity up to 2000 mg/kg. Mice were inoculated intraperitoneally with lectins (10 mg/kg) within 72, 48 and 24 h before infection with Salmonella (107 CFU/mL). Animals treated with ConBr and CFL, respectively, showed 100% and 90% survival, seven days after infection. This protocol significantly reduced the bacteria in blood, peritoneal fluid and in main organs such as liver and spleen. It was also observed a reversal of the neutrophil migration failure, leukopenia, as well as reduction of cytokine levels (TNF- α, IL- 1 and IL -10) and nitric oxide on the serum. In addition, elevated peritoneal fluid concentration of nitric oxide and increase in the number of platelets were found. In vitro analyzes identified that both lectins did not exhibit antibacterial activity, can decrease the time of activation of complement system and increase intrinsic and extrinsic clotting time. Lectins had no curative effect when administered after infection and none protective effect when inoculated either intravenously or orally. Through proteomic analysis, proteins related to infection and to modulating action of lectins were identified. According to our results, we found that lectins can act on macrophages/monocytes, controlling their activation and thereby influencing the inflammatory process, protecting the animals from septic shock. These results represent an interesting approach for the control of infections, using lectins independently or associated with antibiotics whose action is directly on microorganisms. Doenças infecciosas constituem a principal causa de morte em todo o mundo. Dentre estas, as causadas por infecções bacterianas se destacam devido à diversidade de bactérias e à sua capacidade evolutiva e adaptativa. Respostas inflamatórias inadequadas estão associadas a essas infecções e em detrimento de avanços científicos, o diagnóstico precoce e o tratamento de quadros de infecções bacterianas sistêmicas permanecem um desafio à saúde pública. Neste contexto, este estudo avaliou a capacidade da lectina de Canavalia brasiliensis (ConBr) e Cratylia argentea (CFL) em modular a inflamação sistêmica causada por Salmonella enterica sorotipo Typhimurium. As lectinas foram purificadas por cromatografia de afinidade em coluna de Sephadex G-50 e ensaios de avaliação toxicológica e segurança farmacológica foram realizados. Ambas as lectinas não demonstraram toxicidade até a máxima dose de 2000 mg/kg. Então, camundongos foram inoculados, por via intraperitoneal, com as lectinas (10 mg/kg), 72, 48 e 24 horas antes de serem infectados com a Salmonella (107 UFC/mL). Foi observada uma sobrevida de 100% e 90% dos animais tratados com a ConBr e CFL, respectivamente, avaliados no sétimo dia. Este protocolo reduziu significativamente o número de bactérias no sangue, fluído peritoneal e nos principais órgãos da infecção (baço e fígado). Foi observado ainda reversão da falência na migração de neutrófilos, leucopenia, bem como, redução nos níveis de citocinas (TNF-α, IL-1 e IL-10) e óxido nítrico no soro. Foi também verificado um aumento na concentração de óxido nítrico no fluido peritoneal e do número de plaquetas no sangue. Análises in vitro mostraram que ambas as lectinas não apresentam atividade bactericida, reduzem o tempo de ativação do sistema complemento e aumentam o tempo de coagulação intrínseca e extrínseca. As lectinas não apresentaram efeito curativo quando administradas após a infecção e não demonstraram efeito preventivo quando inoculadas por via endovenosa ou oral. Através da análise proteômica, proteínas relacionadas à infecção e à ação moduladora das lectinas foram identificadas. Assim, as lectinas possivelmente atuam sobre os macrófagos/monócitos, controlando sua ativação, e desta forma, atenuando o processo inflamatório e protegendo os animais do choque séptico. Estes resultados representam uma interessante perspectiva para o controle de infecções, com uso independente ou associado a antibióticos de ação direta sobre microrganismos

Several plant species produce a fluid with milky aspect called latex, which is synthesized and stored under pressure in a system of channels formed by specialized cells termed laticifers. Latex is an emulsion of many kind of substances suspended in aqueous media. Many studies have suggested that latex compounds are involved in plant defense. Here, we describe the purification, cDNA cloning and molecular modeling of an osmotin (CgOsm) from Crytostegia grandiflora latex. Osmotin of C. grandiflora, named CgOsm, was purified by using a simple protocol consisting cation exchange chromatography on MonoS column coupled to FPLC system. The protein purity was confirmed by mass spectrometry. Total RNA was isolated from young leaves of C. grandiflora by Concert (Invitrogen) method. The yield and purity of RNA was determined spectrophotometrically and the quality of RNA was tested on 1% agarose gel. The first strand of cDNA was synthesized by the process of reverse transcription standard. The second strand of cDNA and then subsequent amplification of CgOsm cDNA was performed using forward primer (based on first seven N-terminal amino acid of CgOsm) and oligo dT as reverse primer. The PCR products were subcloned into pGEM-T vector and then introduced into Escherichia coli cloning host TOP10F'. The recombinant plasmids were purified from transformed bacterial cell and submitted to DNA sequencing. The 3D model of CgOsm was constructed using SWISS-MODEL program by homology modeling using X-ray crystal structure of act d 2 (PDB ID: 4BCT). Model quality was evaluated by MolProbity server. The computational analysis of the deduced sequence of CgOsm shown that it is an protein of apparent molecular weight about 21.966 Da and isoelectric point of 8.1. The complete structure of CgOsm is composed of three domains: domain I consists of 11 beta-strands, arranged in the shape of a beta-sandwich, domain II consists of several loops extending from domain I and stabilized by four disulfide bonds and domain III consists of a small loop with two disulfide bonds. MolProbity analysis revealed that 96.5% residues were present in most favored region. In silico analysis revealed that the structural segments of CgOsm show similarity with folding adiponectin, a human protein hormone synthesized by adipocytes whose action has implications in obesity, type II diabetes, cardiovascular disease and atherosclerosis. Tests have demonstrated that modeling CgOsm could interact with the adiponectin receptor, fact that leads to the hypothesis that CgOsm could mimic activities of human adiponectin. Thus, the results described in this study show a perspective to be explored about the pharmacological potential of this protein Diversas plantas produzem um fluido de aspecto leitoso denominado de látex, que é sintetizado e armazenado sob pressão em sistemas de canais formados por células especializadas, os laticíferos. A mais atrativa e estudada hipótese sobre a relevância biológica dos laticíferos sugere que estes participem ativamente da defesa vegetal. Partindo desta Tese, aspectos bioquímicos e moleculares foram estudados no látex da planta Cryptostegia grandiflora. É descrita a purificação e caracterização molecular de uma proteína do látex cuja identificação sugeriu ser uma osmotina e por isto foi designada como CgOsm. CgOsm foi purificada por meio de cromatografia de troca catiônica em coluna MonoS acoplado ao sistema de FPLC. A pureza e a identificação da proteína foi avaliada por SDS-PAGE, sequência NH2-terminal e espectrometria de massas. O RNA mensageiro total de C. grandiflora foi isolado, purificado e usado para a síntese da primeira fita do cDNA através de PCR. A segunda fita de cDNA foi amplificada utilizando iniciadores degenerados e o produto com aproximadamente 600 pb foi subclonado no vetor pGEN-T easy e introduzido em Escherichia coli eletrocompetentes. Os plasmídeos recombinantes foram purificados e sequenciados. A sequência de aminoácidos deduzida revelou alta identidade com osmotinas de Heliathus annuus e Piper columbrinum. O modelo da estrutura tridimensional da CgOsm deduzida foi realizada por modelagem por homologia utilizando a estrutura da act d2 (PDB: 4BCT) resolvida por raio X. CgOsm é composta por três domínios: domínio I consiste de 11 folhas beta, formando uma conformação do tipo beta sanduiche; domínio II é formado por diversos loops que se estendem até o domínio I e o domínio III consiste de um pequeno loop. Analise in silico revelou que a CgOsm possui seguimentos estruturais com estrutura similar a adiponectina, um hormônio proteico humano sintetizado pelos adipócitos cuja ação tem implicações na obesidade, diabetes do tipo II, doenças cardiovasculares e ateroscleroses. Ensaios de modelagem demonstraram que CgOsm poderia interagir com o receptor de adiponectina favoravelmente, fato que conduz a hipótese de que CgOsm poderia mimetizar atividades da adiponectina humana. Assim, os resultados descritos neste trabalho apontam uma perspectiva a ser explorada sobre os potenciais farmacológicos desta proteína.

An increasing number of peptides isolated from a range of tissue plants have highlighted these molecules as a potential study target. Those peptides demonstrate a large functional variety and, therefore, have been frequently described in the scientific literature of the last years. The present work reports a molecular prospecting and functional characterization of plant "short-peptides". Initially, the Calotropis procera latex was partitioned into five fractions: hexane (49.4%), dichloromethane (5.2%), ethyl acetate (2.0%), butanol (2.1%) and aqueous (41.1%) (Chapter 1). The phytochemical profile and the spectroscopic analysis showed that the dichloromethane fraction was chemically the most heterogeneous. The dichloromethane and ethyl acetate fractions showed in vitro cytotoxicity against tumor cell lines (LD50 ranging from 0.05 to 3.9 mg/mL) and in vivo citotoxity against the crustacean Artemia salina (LD50 ranging from 10.9 to 65.7 mg/mL). These same fractions showed anti-inflammatory activity in carrageenan-induced peritonitis model in rats, associated to an inhibition of neutrophil migration for the dichloromethane (67%) and ethyl acetate (56%) fractions. A positive reaction with tolidine and ninhydrin suggests the presence of cyclopeptides in the bioactive ethyl acetate fraction. In Chapter 2, twenty primary sequences of peptides derived from the 1 fraction of Jatropha curcas seeds were deduced by de novo sequencing and confirmed by searches against genomic Jatropha database. The comparison of MS/MS fragmentation patterns between the doubly charged ion (671.79 m/z) found in fractions 1 and PII-C and its analogue synthetic peptide has shown that the use of additional analytical steps for the identification and characterization of these peptides would be not necessary. The BlastP search tool showed that the sequence APTLSGGSVPRDAD is homologous to and it is inserted into the conserved domain of the late embryogenesis protein (LEA_6). In Chapter 3, the two analogues synthetic peptides, linear (1342.44 g/mol) and cyclic (1324.44 g/mol), obtained by solid phase synthesis, showed differences that characterize their arrangement when compared to the pattern fragmentation by MS/MS and ion mobility. The net charge and the retention time had similar physicochemical parameters in both peptides. Dichroism circular studies showed the presence of a disordered state to both peptides. The biological assays of peptides showed no apparent signs of functional activity, however this fact do not exclude the possibility to test additional biological models. The results arising from this study generate new prospects and provide a basis for further work aiming the isolation and characterization of peptides in C. procera and J. curcas species. Um número crescente de peptídeos isolados a partir dos mais diversos tecidos vegetais tem destacado essas moléculas como alvo potencial de estudo. Estes peptídeos apresentam uma grande diversidade funcional e, por isso, vem sendo descritos frequentemente na literatura científica dos últimos anos. No presente trabalho são relatadas a prospecção molecular e caracterização funcional de “short-peptides” vegetais. Inicialmente, o látex de Calotropis procera foi particionado, gerando cinco frações: hexânica (49,4%), diclorometano (5,2%), acetato de etila (2,0%), butanólica (2,1%) e aquosa (41,1%) (Capítulo 1). O perfil fitoquímico e as análises espectroscópicas mostraram que a fração diclorometano foi quimicamente a mais heterogênea. As frações diclorometano e acetato de etila apresentaram toxicidade in vitro contra linhagens de células tumorais (DL50 variando de 0,05 a 3,9 µg/mL) e, in vivo, contra o crustáceo Artemia salina (DL50 variando de 10,9 a 65,7 µg/mL). Estas mesmas frações apresentaram atividade antiinflamatória no modelo de peritonite induzida por carragenana em ratos, associadas a uma inibição da migração de neutrófilos de 67% (diclorometano) e 56% (acetato de etila). A reação positiva com tolidina e ninidrina sugere a presença de ciclopeptídeos na fração bioativa acetato de etila. No Capítulo 2, vinte e uma sequências primárias de peptídeos, oriundas da fração 1 de sementes de Jatropha curcas, foram deduzidas por meio de sequenciamento de novo e confirmadas através de buscas contra um banco de dados genômico de Jatropha. A comparação do padrão de fragmentação por MS/MS entre o íon duplamente carregado de m/z de 671,79, presente nas frações 1 e PII-C, e um peptídeo sintético, análogo àquele, mostrou que o uso de passos analíticos adicionais para a identificação e caracterização destes peptídeos não seria necessário. A ferramenta de busca BlastP mostrou que a sequência APTLSGGSVPRDAD apresenta homologia e está inserida no domínio conservado das proteínas de embriogênese tardia (LEA_6). No Capítulo 3, os dois peptídeos sintéticos análogos, linear (1342,44 g/mol) e cíclico (1324,44 g/mol), obtidos por síntese química em fase sólida, mostraram diferenças que caracterizam seus arranjos, quando comparados pelo padrão de fragmentação por MS/MS e mobilidade iônica. O estado de carga e o tempo de retenção foram similares, do ponto de vista físico-químico. Os estudos de dicroísmo circular mostraram a presença de um estado desordenado para os peptídeos. Os ensaios biológicos com os peptídeos não revelam sinais aparentes de atividade funcional, porém não se pode descartar a possibilidade de que modelos biológicos adicionais sejam testados. Os resultados advindos deste estudo geram novas perspectivas e servem de base para a realização de trabalhos subsequentes que tratem do isolamento e caracterização de peptídeos nas espécies Calotropis procera e Jatropha curcas.

PEREIRA, D. A. Proteases e inibidores de proteases em látex vegetal e intestino de lagartas: aspectos sobre resistência e suscetibilidade das plantas alvo. 2014. 116 f. Tese (Doutorado em Bioquímica) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. Plant latex is produced and stored in channels formed by highly specialized cells structures. A remarkable feature of these fluids is the presence of complex proteolytic systems. Many studies report that latex possesses a variety of defense proteins against insects and fungi. However, some insects overlap this defense and feed on latex-producing plants, for example Pseudosphinx tetrio and Danaus plexippus, both of the order Lepidoptera. The biochemical aspects of insect resistance to latex defense proteins are still not widely elucidated. This issue was addressed in this work. Initially, the proteolytic activity of Pseudosphinx tetrio gut was characterized and evaluated in its ability to degrade latex proteins of its host plant (Plumeria rubra) and non-host plants (Calotropis procera e Cryptostegia grandiflora). Furthermore, we assessed whether protease inhibitors from latex fluids (C. procera, P. rubra and Cr. grandiflora) inhibit intestinal proteases from P. tetrio and D. plexippus and vice versa. The effect of latex enzymes on peritrophic membrane (PM) of D. plexippus was also assessed. Intestinal proteases from P. tetrio are predominantly of serine type and their activities are higher in basic pHs. P. tetrio gut proteases rapidly and completely digested latex proteins of its host plant and C. procera and partially digested proteins from Cr. grandiflora. D. plexippus larvae were not affected when fed on artificial diet containing latex proteins (1%) from non-host plants. In vitro assays detected serine and cysteine peptidase inhibitors in both gut homogenates and latex fluids. Protease inhibitors from latex inhibited the proteolytic activity of gut homogenates of both larvae. Nevertheless, in vivo analysis demonstrated that latex inhibitors do not affect the development of D. plexippus. Only the gut homogenate from D. plexippus showed inhibitory activity towards proteases latex from its host plant (Calotropis procera). Slight changes were observed in the protein profile of the PMs from D. plexippus subjected to latex protein fractions in vivo, whilst in vitro treatment resulted in more severe damage. This study concludes that proteolysis and inhibition of proteolysis are involved in the defensive systems of both caterpillars and their host plants. Even though latex peptidase inhibitors inhibit gut peptidases (in vitro), the ability of gut peptidases to promptly digest latex proteins (in vivo) regardless of their origin seems to be a pivotal event favoring caterpillars overcoming plant defense. O látex vegetal é produzido e estocado em sistemas de canais formados por células altamente especializadas, os laticíferos. Uma característica marcante destes fluidos é a presença de sistemas proteolíticos complexos. Muitos estudos relatam que proteínas de defesa contra insetos e fungos são encontradas em látex. No entanto, alguns insetos sobrepõem esta defesa e alimentam-se de plantas laticíferas, como Pseudosphinx tetrio e Danaus plexippus, ambas da ordem Lepidoptera. As bases bioquímicas da resistência de insetos às proteínas defensivas do látex ainda não são amplamente elucidadas. Esta problemática foi abordada neste trabalho. Inicialmente a atividade proteolítica do extrato intestinal de P. tetrio foi caracterizada e avaliada sua capacidade de degradar as proteínas do látex de sua planta hospedeira, Plumeria rubra, bem como de plantas laticíferas não hospedeiras (Calotropis procera e Cryptostegia grandiflora). Além disso, foi avaliado se inibidores de proteases de fluidos laticíferos (C. procera, P. rubra e Cr. grandiflora) inibem as proteases intestinais de P. tetrio e D. plexippus e vice-versa. Em adição, foi analisado o efeito de enzimas laticíferas sobre a membrana peritrófica (MP) de D. plexippus. As proteases intestinais de P. tetrio são predominantemente do tipo serínica e suas atividades são maiores em pHs básicos. O extrato intestinal de P. tetrio rapidamente e completamente digeriu as proteínas do látex de sua planta hospedeira e de C. procera, bem como digeriu parcialmente as proteínas do látex de Cr. grandiflora. Larvas de D. plexippus se desenvolveram plenamente quando alimentadas com dieta artificial contendo 1% das frações proteicas dos látex de plantas não hospedeiras. Ensaios in vitro indicaram que ambos, extratos intestinais e látex das espécies em estudo, possuem inibidores de proteases serínicas e cisteínicas. Inibidores provenientes dos fluidos laticíferos em estudo inibiram a atividade proteolítica dos extratos intestinais de ambas as larvas. Entretanto, análise in vivo demonstrou que estes inibidores não afetam o desenvolvimento de D. plexippus. Somente o extrato intestinal de D. plexippus apresentou atividade inibidora de proteases do látex de sua planta hospedeira (Calotropis procera). Apenas discretas mudanças foram observadas no perfil proteico das MPs de D. plexippus submetidas às frações proteicas dos fluidos laticíferos in vivo, enquanto que o tratamento in vitro resultou em danos mais acentuados. A partir dos resultados obtidos conclui-se que proteólise e a inibição de proteólise fazem parte do sistema defensivo das larvas especialistas em plantas laticíferas e de suas plantas hospedeiras. Embora inibidores de proteases de fluidos laticíferos sejam capazes de inibir as proteases intestinais das larvas (in vitro), in vivo, a habilidade das proteases intestinais em prontamente digerir as proteínas do látex parece ser crucial para a sobreposição da defesa vegetal.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico This research was conducted at Viçosa, Minas Gerais State, Brazil, with common bean crop cv. Madrepérola (Phaseolus vulgaris L.), during 2011 and 2012, at winter season. The experiment aimed at assessing the effect of plant density (6, 9, 12 and 15 plants per linear meter), irrigation intervals (3, 6, 9 and 12 days) and fungicide fluazinan application (with and without) on white mold incidence and severity and the effect on production components, yields and water efficiency use by common bean crop. This experiment was arranged in a split-split plots scheme, with the chemical control in the plots, the irrigation frequency in the split plots and the plant density in the split-split plots, in a randomized block design, with three replications. The chemical control with fungicide fluazinan was the most effective method to reduce white mold incidence and severity, the percentage of grains infected by the disease and the mass of Sclerotinia sclerotiorum. As consequence of this treatment, it was found higher number of legumes, grains per plant, 100 grains weight and yields. The irrigation intervals haven t been an effective method to control Sclerotinia sclerotiorum. However, higher yields and better production components were observed in lower irrigation interval, principally to each 3 days. Lower densities of plants also favored the Sclerotinia sclerotiorum control, resulting in higher number of legumes, grains per plant, grains per legume and 100 grains weight. However, higher yields were observed in higher plant densities (12 and 15 plants per meter). It was observed higher efficiency of water use in treatments with fungicide, lower irrigations intervals and higher plant densities. A pesquisa foi conduzida em Viçosa, MG, na Área Experimental "Aeroporto , pertencente ao Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal de Viçosa, nos anos 2011 e 2012, cultivando-se feijoeiro comum (Phaseolus vulgaris L.), cultivar Madrepérola, na época de inverno, em quatro densidades de plantio (6, 9, 12 e 15 plantas por metro linear) e irrigado por aspersão com quatro turnos de rega (3, 6, 9 e 12 dias), com e sem aplicação do fungicida fluazinam. Os objetivos foram avaliar, nas condições experimentais, a incidência e severidade do mofo-branco e o seu efeito nos componentes da produção e na produtividade do feijoeiro, além da determinação da eficiência do uso da água pela cultura. O experimento foi composto por três blocos, cada um formado por 32 unidades experimentais constituídas por combinações de densidade de plantio, turno de rega e aplicação, ou não, de fungicida. Na análise estatística foi usado o esquema de parcelas sub-subdivididas, tendo nas parcelas o efeito do fungicida, nas subparcelas os turnos de rega e nas sub-subparcelas as densidades de plantio, no delineamento experimental em blocos casualizados, com três repetições. Conclui-se que o fungicida (fluazinam) foi o principal método de controle do mofo-branco, diminuindo a incidência e severidade, a porcentagem de grãos infectados pela doença (relativa ao peso e número) e a massa de escleródios, e aumentando o número de vagens e de grãos por planta, o peso de 100 grãos e a produtividade do feijoeiro. Os turnos de rega empregados não apresentaram efeito significativo no controle do mofobranco. O manejo da irrigação com menores turno de rega, principalmente a cada 3 dias, permitiu o aumento da produtividade, do número de vagens e de grãos por planta e do número de grãos por vagem. Menores densidades de plantio permitiram o relativo controle do mofo-branco, e a obtenção de maior número de vagens e de grãos por planta, número de grãos por vagem e peso de 100 grãos; no entanto, foram as maiores densidades (12 e 15 plantas por metro) que favoreceram a obtenção das maiores produtividades. A eficiência do uso da água pelo feijoeiro foi maior com aplicação de fungicida, irrigações mais frequentes e maiores densidade de plantio.

Himatanthus drasticus (Apocynaceae) is traditionally used in folk medicine in Northeastern Brazil. The plant is wildly distribuited from Guianas until Southeast Brazil. Latex obtained by cutting its stem bark is mixed with water and extensively sold in public markets. People use Janaguba milk (“Leite de Janaguba”- LJ) to treat or prevent different inflammatory disorders such as gastritis, ulcers as well as cancer, among other uses. Despite, there is not enough scientific data confirming these pharmacological properties. In this work, Janaguba milk was preliminarily investigated in an attempt to validate its anti- inflammatory activity. Its major protein fraction (HdLP) was assessed for the presence of anti- inflammatory, anti-nociceptive and toxicological effects. LJ inhibited the inflammatory response induced by carrageenan in rats (98%, p < 0.05), whereas HdLP did it independent of the route of administration. HdLP significantly reduced the infiltration of neutrophils into the peritoneal cavity (96%, p < 0.05) concomitant with increased nitric oxide synthesis in plasma and decrease of pro-inflammatory cytokines IL- 1 and TNF-α in peritoneal fluid. This fraction also prevented vacuolization and Kupfer cell hyperplasia caused by carrageenan in liver. Further, the anti-inflammatory properties were shown to be associated with the protein fraction of LJ. HdLP exhibited anti-inflammation, even after heat-treatment (100 C, 30 min) or proteolysis. Moreover, a pro-inflammatory effect was observed after HdLP treatment. It also suppressed abdominal constrictions in acetic acid-treated mice and reduced paw licking induced by formalin, both in a dose-dependent manner. An acute toxicological evaluation demonstrated no toxic effects after 14 days from LJ and HdLP administration by oral route even when high doses were tested. A qualitative phytochemical analysis showed the absence of lupeol and presence of saponinas, tannins and free steroids in HdLP. However, pharmacological properties are probably not related to them. It is therefore concluded that the latex of Himatanthus drasticus exhibits both the anti-inflammatory and anti-nociceptive activities claimed by its users. The protein fraction of the latex is an important contributor to the pharmacological properties of LJ. Resistance to heat and proteolytic treatment can explain the effectiveness of HdLP even when administered orally. The absence of toxic effects by oral route confirms the potential use of this plant as a phytotherapic agent. Himatanthus drasticus (Apocynaceae) é uma espécie tradicionalmente utilizada na medicina popular da região nordeste deste país. Sua distribuição ocorre das Guianas ao sudeste do Brasil. O látex desta planta é obtido após uma injúria no caule e amplamente comercializado em mercados públicos. As pessoas ingerem o látex, conhecido como Leite de Janaguba (LJ), para o tratamento e/ou prevenção de diferentes doenças inflamatórias, gastrite, úlcera, câncer, entre outras. Apesar das diversas informações oriundas da medicina popular, não existem relatos científicos suficientes confirmando tais propriedades farmacológicas. Neste trabalho, LJ foi investigado com o propósito de validar sua tão popularmente relatada atividade anti-inflamatória. A fração proteica deste látex (HdLP) também foi investigada quanto à presença de atividades anti-inflamatória, antinociceptiva, além de seus efeitos toxicológicos. LJ inibiu a resposta inflamatória induzida por carragenina em ratos (98%, p < 0.05), assim como o fez a fração HdLP, independente da rota de administração. HdLP reduziu a infiltração de neutrófilos na cavidade peritoneal (96%, p < 0.05). Paralelamente a isto, ocorreu o aumento da síntese de óxido nítrico no plasma e a redução de citocinas pró-inflamatórias (IL-1 e TNF-α) no fluido peritonal. Esta fração também preveniu a vacuolização e hiperplasia das células de Kupfer, causadas pelo efeito da carragenina no fígado. Atividade anti-inflamatória está provavelmente associada com a fração proteica de LJ. HdLP exibiu um efeito anti-inflamatório mesmo após aquecimento (100 C, 30 minutos) ou proteólise. Além desta atividade, um efeito pró-inflamatório foi observado após o tratamento com HdLP. Esta também suprimiu contrações abdominais induzidas por ácido acético e reduziu a lambedura de pata induzida por formalina, ambos de maneira dose-dependente. A avaliação da toxicidade aguda demonstrou a ausência de efeitos tóxicos após tratamento com LJ e HdLP (v.o.) mesmo utilizando doses 5000 vezes maiores que as recomendadas. Uma dosagem qualitativa de fitoquímicos em HdLP mostrou a ausência de lupeol e presença de saponinas, taninos e esteróides livres. Entretanto, as propriedades farmacológicas provavelmente não estão relacionadas com estas moléculas. Desta forma, concluímos que o látex de H. drasticus exibe duas das atividades farmacológicas relatadas por seus usuários e a fração proteica deste látex é um importante contribuinte para tais propriedades medicinais. A resistência ao aquecimento e à proteólise pode explicar a efetividade de HdLP quando administrada oralmente. A ausência de efeitos tóxicos por via oral torna esta planta uma potencial candidata a fitoterápico.

VASCONCELOS, Eliane Silva Araújo de. Proteases do látex de Calotropis procera: purificação, caracterização bioquímica, enzimática e molecular e atividades biológicas. 2013. 140 f. Tese (Doutorado em bioquímica)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2013. Studies have shown that latex of plants is a rich source of enzymes with proteolytic activities. Isolation and characterization of cysteine proteases of latex have recently been reported. In this work we report the purification and characterization of three new cysteine proteases of laticifer fluid of Calotropis procera, as well as its activity in plasma coagulation assays. The three proteases, termed CpCP-1, 2-CpCP and CpCP-3 are isoforms of cysteine proteases and were purified using two sequential steps of ion exchange chromatography on CM-Sepharose and Resource S columns, coupled to FPLC system. Their molecular masses were determined by ESI-Q-TOF mass spectrometry: CPCP-1 had mass = 26.213, CPCP-2 = 26.133 and CPCP-3 = 25.086 Da. The amino acid sequences of the N-terminal region was identical for all three enzymes, being composed of 30 amino acid residues. Analysis revealed high sequence identity with others cysteine proteases. The proteolytic activity of these enzymes was tested against different substrates (azocasein, BANA and BApNA) and at different pH and temperature. The three enzymes are capable of degrading azocasein and BANA, substrates nonspecific and specific for cysteine proteases, respectively. CPCP-1 showed proteolytic activity twice that CPCP-3, and this, a little bigger than CPCP-2. Enzymes maintained 60-80% of their activities even when tested at 60 °C temperature, and the optimum pH for these activities was 6.0. Circular Dichroism Analysis showed that the secondary structure of the proteases was composed of 15.1 to 19.9% of alpha-helices and 20.6 to 21.3% of beta-sheets. The spectra deconvolution of proteases showed that their structures were altered in the presence of the reducing agent DTT, suggesting the presence of disulfide bridges stabilizing the three dimensional structures. In biological tests proteases were able to strongly inhibit the germination of spores of the fungus Colletotrichum gloeosporioides and also exhibited plasma coagulation activity by thrombin-like mechanism. Estudos têm demonstrado que látex de plantas é uma rica fonte de enzimas com atividades proteolíticas. O isolamento e a caracterização de proteases cisteínicas de látex têm sido recentemente relatados. Neste trabalho nós reportamos a purificação e caracterização de três novas proteases cisteínicas do fluido laticífero de Calotropis procera, bem como sua atividade em ensaios de coagulação plasmática. As três proteases, denominadas CpCP-1, CpCP-2 e CpCP-3 são isoformas de proteases cisteínicas e foram purificadas utilizando dois passos sequenciais de cromatografias de troca iônica em colunas de CM-Sepharose e Resource S, acoplada a sistema FPLC. Suas massas moleculares foram determinadas por espectrometria de massas em aparelho do tipo ESI-Q-TOF, onde: CpCP-1 apresentou massa=26,213, CpCP-2=26,133 e CpCP-3=25,086. A sequência de aminoácidos da região N-terminal foi idêntica para as três enzimas, sendo constituída de 30 resíduos de aminoácidos. Análises de sequências revelaram alto nível de identidade (88%) com proteases cisteínicas A atividade proteolítica dessas enzimas foi testada frente a diferentes substratos (Azocaseína, BANA e BApNA) e em diferentes valores de pH e temperatura. As três enzimas foram capazes de degradar Azocaseína e BANA, substratos inespecífico e específico para proteases cisteínicas, respectivamente. CpCP-1 apresentou atividade proteolítica duas vezes maior que CpCP-3, e esta, um pouco maior que CpCP-2. As enzimas mantiveram 60-80% de suas atividades mesmo quando ensaiadas a 60ºC de temperatura, e o pH ótimo para essas atividades foi 6,0. Análises de Dicroísmo Circular revelaram que a estrutura secundária das proteases era composta de 15,1-19,9% de alfa-hélices e 20,6-21,3% de folhas-beta. Os espectros de desconvolução das proteases mostrou que suas estruturas foram alteradas na presença do agente redutor DTT, sugerindo a presença de pontes dissulfeto na estabilização das estruturas tridimensionais. Em testes biológicos as proteases foram capazes de inibir fortemente a germinação de esporos do fungo Colletotrichum gloesporioides e também exibiram atividade de coagulação plasmática por um mecanismo do tipo trombina.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The object of this work was to evaluate the effects of total water slides and planting epochs in the number of stems in phases, growth stages and maturity of the cane plant, variation SP911049, for productivity, in tons of cane per industrial hectare (Know as TCH), total recoverable sugar per hectare (ATRha-1), as well as qualitative attributes of sugar cane. The experiments were conducted in different planting periods, May and August 2010, in a randomized block design (DBC) with five treatments: T1 - without irrigation, T2 water depths corresponding to 40% of total necessary irrigation (ITN) , T3 - 70% ITN, T4 - 100% ITN and T5 - 130% ITN and 5 reputations. To calculate the total water depths applied in each treatment, an ITN was figured taking into consideration the effective rainfall during the experimental period. The treatments well represent the increase in total water depth, representing of 169 and 151 t ha-1 of sugar cane (TCH), and 25 and 21.5 Tha-1 ATR, for the said planting in May and August 2010, respectively. The irrigation did not alter the attributing qualities of the sugar cane for the two periods of planting which were studied. No differences were found in averages of stem dimensions for the varying water depths during the periods studied, resulting in an average stem size of 1.624,9 per 2.009,8 grams, with an average water depth of 934 mm for 1.561 mm, for the planting period in May. However, some differences were found during the planting study conducted in August. The average stem dimensions, in August, increased from 196,4 to 231 cm, with an average water depth of 921 for 1.258 mm, for an increase of 18%. The planting in May did not show significant differences between the plantings. The number of stems of sugar cane per hectare during the May plantings ranged from 71,346 to 84,216, with the average water depth ranging from 934 mm to 1.561 mm, increasing 18%. In August the number of stems of sugar cane per hectare obtained was 108,023 per total water depth of 1.189,38 mm, increasing 37% in relation to treatments without irrigation. For the three growth phases of sugar cane evaluated during the two planting periods, a variation of total water depth was found to be more important during the growth stage. The increase of water depths in proportion to the stages of industrial production of stalks as to Total Recoverable Sugar for the sugar cane plantings studied in My and August, 2010, resulted in the best being obtained for the planting in May, talking into consideration the fact that we did not see much variation in the sugar cane in regards to the variations of irrigated water depths. Proportional increments of irrigation of 44,5% and 44% in industrial production of the plants and 56% and 35% in Total Recoverable Sugar for plantings of sugar cane during May and August, 2010, respectively, in relation to treatment without irrigation supplemented. O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos de lâminas totais de água e de épocas de plantio no número de colmos nas fases de perfilhamento, crescimento e maturação da cana-planta, variedade SP911049, na produtividade, em toneladas de colmos industriais por hectare (TCH), no açúcar total recuperável por hectare (ATRha-1) e, também, nos atributos qualitativos da cana-de-açúcar. Os experimentos foram conduzidos em épocas de plantio distintas, maio e agosto de 2010, sob delineamento em blocos ao acaso (DBC), com cinco tratamentos: T1 - parcela sem irrigação, T2 - lâmina correspondente a 40% da irrigação total necessária (ITN), T3 - 70% da ITN, T4 - 100% da ITN e T5 - 130% da ITN e 5 repetições. No cálculo das lâminas totais de água aplicadas em cada tratamento, a ITN foi acrescida da precipitação efetiva considerada durante o período de experimentação. Os tratamentos responderam bem ao aumento da lâmina total de água, apresentando produtividades de até 169 e 151 t ha-1 de cana-de-açúcar (TCH) e de 25 e 21,5 t ha-1 de ATR, para os plantios de maio e agosto de 2010, respectivamente. A irrigação não alterou os atributos qualitativos da cana-de-açúcar para as duas épocas de plantio estudadas. Não houve diferença do diâmetro médio dos colmos nas distintas lâminas totais de água, nas duas épocas de plantio, entretanto o peso médio de colmos sofreu um incremento de 1.624,9 para 2.009,8 gramas à medida que se aumentou a lâmina total de água de 934 mm para 1.561 mm, na época de plantio de maio, mas não houve diferença no plantio efetuado em agosto. O comprimento médio de colmos, no plantio de agosto, aumentou de 196,4 para 231 cm com o incremento da lâmina total de água de 921 para 1.258 mm, aumento de 18%, mas no plantio de maio não houve diferença significativa entre os tratamentos. O número de colmos de cana por hectare, no plantio de maio, passou de 71.346 para 84.216 à medida que se aumentou a lâmina total de água de 934 mm para 1.561 mm, aumento de 18%. Já em agosto obteve-se 108.023 colmos para uma lâmina total de 1.189,38 mm, aumento de 37% em relação ao tratamento sem irrigação. Nas três fases de desenvolvimento da cana-de-açúcar avaliadas, nas duas épocas de plantio, a variação da lâmina total de água foi mais importante na fase de perfilhamento. O aumento da lâmina total de água proporcionou incremento da produtividade de colmos industriais assim como de Açúcar Total Recuperável para os plantios de cana-de-açúcar efetuados em maio e agosto de 2010, sendo os melhores resultados obtidos para o plantio realizado em maio, destacando-se o fato de não ter sido observada variação dos atributos qualitativos da cana-de-açúcar em decorrência da aplicação de lâminas de irrigação. A irrigação proporcionou incremento de 44,5% e 44% na produtividade de colmos industriais e de 56% e 35% na produtividade de Açúcar Total Recuperável para os plantios de cana-de-açúcar efetuados em maio e agosto de 2010, respectivamente, em relação ao tratamento sem irrigação suplementar

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Brazil has one of the most modern laws of water resources management in the world, which established six management tools, among these the water right allowed great advances in the field in the country. This work main objective was to provide technical-scientific knowledge for the decision making process for by water resources agencies, presenting alternatives to increase water availability for water rights by considering the annual seasonal consideration of stream flows and the implementation of sustainability index with planning and management focus on the Paraopeba River watershed hydrography. On the first paper, it was analyzed the quantitative effects on the seasonal four months and six months periods adoption comparing to the annual period for the calculation of the minimum stream flow 7Q10, Q90 and Q95 in order to quantify the relative differences between the minimum stream flows adopted and water right criteria in Brazil. Results show that concerning the 7Q10 the application of seasonal criteria could reflect in an increase of almost 126% on the water availability for the water right applications. The stream flows associated to the permanence of 90% (Q90) and 95% (Q95) of the time presented maximum increase of 99%, nevertheless, on the dry periods there was a reduction on the water availability of about 24.5% comparing to the annual period. So, the use of the criteria based on seasonal water behavior allows stream flow flexibility on water right minimum stream flow in certain annual periods. On the second paper indexes for water use conflicts identification were implemented at Paraopeba River watershed. Analysis were aimed to each segment condition about the sum of all water rights at the connection of the segment with others and the limits of water withdraw at the connection, situation related to the implementation of the water conflicts identification use index in water resources management (icg), and the other one related to the implementation of the water use conflicts identification index in water resources planning (icp) that considers all water rights at the connection of the segment with others and the long term median flow. Maps were created which each segment were colorized to reflect the condition proposed on each index. The implementation of icg shows 22.7% of analyzed segments which has total water right above the limit for this watershed which indicates a potential situation for water use conflict. The icp implementation shows three segments where potential conflicts for water use are configured and it is not possible to set with stream flow regularization reservoirs implementation. O Brasil possui uma das mais modernas leis de gerenciamento de recursos hídricos do mundo, que instituiu seis instrumentos de gestão, dentre os quais a outorga de uso da água, permitindo grandes avanços no país. Neste sentido, o principal objetivo do presente trabalho foi fornecer subsídios técnico-científicos para a tomada de decisão pelos órgãos gestores de recursos hídricos, apresentando alternativas para aumentar a disponibilidade hídrica para outorga por meio da consideração da sazonalidade anual das vazões e da implementação de índices de sustentabilidade com foco na gestão e planejamento ao longo da hidrografia da bacia do rio Paraopeba. No primeiro trabalho foram analisados os efeitos quantitativos da adoção de períodos sazonais quadrimestrais e semestrais em comparação ao período anual para o cálculo das vazões de referência Q7,10, Q90 e Q95, a fim de quantificar as diferenças relativas da disponibilidade hídrica entre as vazões de referência adotadas para fins de outorga de uso de água no Brasil. Os resultados mostraram que a aplicação de critérios sazonais pode propiciar aumento de até 126% na quantidade de água disponível para outorga nos períodos de maior disponibilidade hídrica para o caso da Q7,10. Já para as vazões associadas às permanências de 90% (Q90) e 95% (Q95) foram registrados aumentos de até 99%, porém, nos períodos secos a redução da disponibilidade foi de até 24,5% em comparação com o período anual. Concluiu-se que o uso dos critérios baseados no comportamento hídrico sazonal propicia flexibilização nas vazões outorgáveis em determinados períodos do ano. No segundo trabalho foram implementados índices para identificação de conflitos pelo uso da água na bacia do rio Paraopeba, sendo analisada a condição de cada segmento quanto ao total outorgado em comparação com a vazão máxima outorgável, situação relacionada a implantação do índice de identificação de conflito pelo uso da água na gestão dos recursos hídricos (icg), e a vazão média de longa duração,que se relaciona a implantação do índice de identificação de conflito pelo uso da água no planejamento dos recursos hídricos (icp). Foram gerados mapas nos quais diferentes cores dos segmentos da hidrografia refletem a condição dos mesmos quanto ao proposto por cada índice. Os resultados da aplicação do icg mostraram que 22,7% dos segmentos analisados enfrentam situações onde o total outorgado é superior ao total permitido para a bacia, indicando uma potencial situação de conflito pelo uso da água. Verificou-se, também, pela aplicação do icp, que três segmentos mostraram situações de conflito onde a solução não pode ser obtida por obras de engenharia que visem à regularização de vazões. Concluiu-se que a aplicação dos índices propostos permitiu identificar segmentos da hidrografia onde potenciais conflitos pelo uso da água estão configurados, nos quais não é possível equacionar com obras para regularização de vazões.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Erosion caused by the concentration of surface runoff is one of the main problems related to unpaved roads, one which generates expressive losses at social, economical and environmental levels. Having in mind the importance of the development of methodologies for the water erosion control in unpaved roads, similar to the processes recurrent in real field conditions, this work was developed, of which the objectives were: to develop, as well as to evaluate, a model for the design of drainage systems for unpaved roads; to develop a software for application on the proposed model. In that model, synthetic rainfall data are used for the performance of daily analysis of runoff at the ditch and resulting detachment of particles. The maximum spacing between road mitre drains is defined as the one in which the sum of the ditch soil losses, taking into consideration the analysis of all events of the precipitation series data, is less than the value corresponding to the tolerable soil loss. Aiming at making it easier to use the model, a software was developed. Evaluation of the model was based on comparative analysis between predicted data by the model and observed data in field, nd, lso, fro pplic tion of the odel s sensitivity tests to the in input variables. Observed data were obtained from monitoring of ditch deepening in a portion of an unpaved road within the Viçosa Federal University campus. According to the results, it was observed that the model presented good prediction of the ditch deepening, either in temporal scale (during the period in which the field data were recorded) or in spatial scale (along the ditch). More sensitivity was displayed by the model towards the variation of the variables soil critical sheer stress and the ditch slope, and less sensitivity towards the soil erodibility. The software developed for application at the proposed model (SiDE) offers an easy and fast way for determining the maximum spacing between mitre drains and the proper design of the infiltration basins. A erosão causada pela concentração do escoamento superficial é um dos principais problemas relacionados às estradas não pavimentadas, uma vez que gera prejuízos expressivos de ordem social, econômica e ambiental. Tendo em vista a importância do desenvolvimento de metodologias para o controle da erosão hídrica em estradas não pavimentadas mais condizentes com os processos que ocorrem em condições reais de campo, desenvolveu-se este trabalho, cujos objetivos foram: desenvolver e avaliar um modelo para o dimensionamento de sistemas de drenagem em estradas não pavimentadas; e desenvolver um software para aplicação do modelo proposto. No modelo utilizam-se séries sintéticas de precipitação, com as quais é realizada a análise diária do escoamento no canal da estrada e do desprendimento de partículas provocado por este. O espaçamento máximo entre desaguadouros é definido como sendo aquele em que a somatória das perdas de solo que ocorrem no canal, considerando-se a análise de todos os eventos da série histórica de dados de precipitação, é inferior ao valor correspondente à perda de solo tolerável. Visando facilitar a utilização do modelo, foi desenvolvido um software. O modelo foi avaliado com base na realização de análise comparativa entre os dados estimados e os observados em condições de campo e, ainda, a partir da aplicação de testes de sensibilidade do modelo às principais variáveis de entrada. Os dados observados foram obtidos a partir do monitoramento do aprofundamento do canal de um trecho de estrada não pavimentada localizada no campus da Universidade Federal de Viçosa. De acordo com os resultados, observou-se que o modelo apresentou boa estimativa do aprofundamento do canal, tanto em escala temporal (durante o período em que os dados de campo foram obtidos) quanto em escala espacial (ao longo do canal). O modelo apresentou maior sensibilidade à variação das variáveis tensão crítica de cisalhamento do solo e declividade do canal, e menor sensibilidade à variação da erodibilidade do solo. O software desenvolvido para aplicação do modelo proposto (SiDE) permite, de forma rápida e fácil, a determinação do espaçamento máximo entre desaguadouros e o dimensionamento de bacias de infiltração.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico The soil water infiltration is an important component of the hydrological cycle and is influenced by several factors related to soil and rainfall. The objectives of this work were to evaluate the influence of the successive application of different precipitation patterns in bare and covered soil, in order to quantify its effect on the formation of soil crusting, and consequently in the soil water infiltration rate; and evaluate the performance of the of Green-Ampt-Mein-Larson (GAML) and GAML modified by Moore (1981) models, in the simulation of infiltration process in soils with soil crusting. For each rainfall pattern (constant, exponential decreasing, double exponential early and late) we applied three successive precipitations in 24 h intervals, with an average depth of 55 mm. In the simulation of the infiltration process, was proposed to include the superficial layer of soil crusting on the input parameters of the model. For this, in the GAML model the value of hydraulic conductivity in the transmission zone (Kt) was considered equal to the stable infiltration rate (Tie) obtained in bare soil, and equal to Kt*, which equals Tie (coverage soil) multiplied by the factor f, which expresses the decay of the Tie as a function of cumulative rainfall kinetic energy (Ec), ie, the value of Kt varying over time. For the model of GAML modified by Moore (1981), it was proposed that the surface layer (crust) had a thickness of 5 mm and saturated crust hydraulic conductivity (Kc) determined from experimental data, and also equal to 10 and 25% of saturated hydraulic conductivity (K0). The influence of rainfall patterns and successive rainfall in infiltration rate was evaluated by graphs, variance analysis and mean test. The determination of the best combinations of input parameters of the GAML and GAML modified by Moore (1981) models were evaluated using the concordance index (c). It was found that the different rainfall patterns did not affect the soil water infiltration rate, both for the bare and coverage soil, which is influenced only by successive applications, with lower values of infiltration rates obtained in the 2nd and 3rd applications. This behavior can be explained because the rainfall cumulative kinetic energy has the same magnitude for both rainfall patterns. The decrease in infiltration rate in bare soil was due to formation of a superficial soil crust, formed as early as the 1st application. A Tie in bare soil declined by 75% if compared to Tie in covered soil. The f factor was described by an exponential equation. In the ix simulation of infiltration process for the 1st application of simulated rainfall in dry soil and with high soil water infiltration capacity, the model GAML with the value of Kt = Tie, determined in soil coverage, obtained good results, with performance better than good in 87.5% of cases, considering the four precipitation patterns used. For the 2nd and 3rd applications of simulated rainfall, in moist soil and soil crusting, the combinations that have not considered the soil crusting did not showed good results, overestimated Ti and I over time, regardless of precipitation patterns used. The best results were obtained using Kt equal to Tie determined in bare soil and equal to Kt = Kt*, while in Model GAML modified by Moore (1981), the best results were obtained with the Kt value of the crust equal to 10 and 25% K0, with performance by the c index better than good in 100% of the cases for both combinations. The GAML model with modifications in yours input parameters was suitable for the simulation of the water infiltration process for all precipitation patterns applied. For soils with soil crusting, the effect of this layer should be added in the input parameters of the model to obtain good results. A infiltração de água no solo é um importante componente do ciclo hidrológico, sendo influenciada por diversos fatores relacionados ao solo e as chuvas. Os objetivos deste trabalho foram avaliar a influência de aplicações sucessivas de precipitações com diferentes perfis, em solo nu e com cobertura de palhada, a fim de quantificar seu efeito na formação do encrostamento superficial e, conseqüentemente, na taxa de infiltração de água no solo; e avaliar o desempenho do modelo de Green-Ampt-Mein-Larson (GAML) e GAML modificado por Moore (1981), na simulação do processo de infiltração em solos com encrostamento superficial. Para cada perfil de precipitação (constante, exponencial decrescente, duplo exponencial adiantado e atrasado), foram aplicadas três precipitações sucessivas, em intervalos de 24 h, com uma lâmina média de 55 mm em cada precipitação. Na simulação do processo de infiltração, foi proposta a inclusão da camada de encrostamento superficial nos parâmetros de entrada do modelo. Para isso, no modelo de GAML o valor da condutividade hidráulica na zona de transmissão (Kt) foi considerado igual à taxa de infiltração estável (Tie) obtida em solo nu e igual a Kt*, que é igual a taxa de infiltração estável (Tie) (em solo com cobertura) multiplicada pelo fator f, que expressa o decaimento da Tie em função da energia cinética acumulada da chuva (Ec), ou seja, o valor de Kt variando ao longo do tempo. Para o modelo de GAML modificado por Moore (1981), foi proposto que a camada superficial (crosta) possuía espessura de 5 mm e condutividade hidráulica da crosta saturada (Kc) determinada a partir dos dados experimentais, e, também, igual a 10 e 25% da condutividade hidráulica do solo saturado (K0). A influência dos perfis de precipitação e das precipitações sucessivas na taxa e infiltração foi avaliada por meio de gráficos, análise de variância e teste de médias. A determinação das melhores combinações de parâmetros de entrada do modelo de GAML e GAML modificado por Moore (1981) foi avaliada com base no índice de concordância (c). Verificou-se que os diferentes perfis de precipitação não influenciaram a taxa de infiltração de água no solo, tanto para o solo nu como para o solo com cobertura, sendo esta influenciada somente pelas aplicações sucessivas, com menores valores da taxa de infiltração obtidos na 2ª e 3ª aplicações. Este comportamento pode ser explicado pelo fato de os perfis de precipitação utilizados apresentarem uma energia cinética acumulada da chuva de vii mesma magnitude. O decréscimo na taxa de infiltração em solo nu em relação ao solo com cobertura foi devido à formação de encrostamento superficial, formado logo na 1ª aplicação. A Tie em solo nu teve um decréscimo de 75% se comparada a Tie em solo com cobertura. O fator de decaimento da Tie f foi descrito por uma equação do tipo exponencial. Na simulação do processo de infiltração, para a 1ª aplicação da precipitação, em solo seco e com elevada capacidade de infiltração, o modelo GAML com o valor de Kt = Tie, determinada em solo com cobertura, obteve bons resultados, com desempenho acima de bom em 87,5% dos casos, considerando os quatro perfis de precipitação aplicados. Para a 2ª e 3ª aplicações, em solo úmido e com encrostamento superficial, as combinações que não consideraram o encrostamento superficial não apresentaram bons resultados, superestimando Ti e I ao longo do tempo, independente do perfil de precipitação aplicado. Para o modelo de GAML, os melhores resultados foram obtidos com uso de Kt igual à Tie determinada em solo nu e com Kt igual a Kt*, enquanto que no modelo GAML modificado por Moore (1981), os melhores resultados foram obtidos com valor de Kt da crosta igual a 10 e 25% de K0, com desempenho pelo índice c superior a bom em 100% dos casos para ambas as combinações. Conclui-se que o modelo de GAML com seus parâmetros de entrada modificados foi adequado para a simulação do processo de infiltração para todos os perfis de precipitação aplicados. Para solos com encrostamento superficial, o efeito desta camada deve ser embutido nos parâmetros de entrada do modelo para a obtenção de bons resultados.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico The effectiveness of the mathematical models developed to describe the solute transport in the soil depends on the reliability of the values of the transport parameters. Although the determination of these parameters use the same transport equation, some experimental conditions such as the column length and the pore water velocity does not have standards, making questionable the results and the comparison of different researches. Thus, the aim of this study was to evaluate the influence of flow velocity and the length of soil column to determine the coefficient of dispersion-diffusion (D), dispersivity (λ) and the retardation factor (R) of the potassium ion (K+) on an Oxisol (clay soil) and on a Dystric Quartzarenic Neosol (sandy soil). The experiment was conducted in a laboratory using, for each soil, columns of lengths (L) equals to 10, 20, 30, 40 and 50 cm, with an internal diameter of 47 mm and pore water velocities equal to (v) 61.9, 69.12, 74.88 and 80.86 cm h-1 for the clay soil and 37.16, 40.57, 48.07 and 44.0 cm h-1 for the sandy soil. The columns repacked and saturated with a solution of CaCl2, 0.005 mol L-1 were connected to a Mariotte bottle, containing the same solution of CaCl2, until a steady flow is achieved. Later, it was applied the head that would provide the desired pore water velocity according to the hydraulic conductivity and total porosity of the column, and then the solution was replaced by a KCl solution containing 130 mg L-1 of K+. The effluent of the solution of K+ was collected until seven pore volumes for clay soil and five pore volumes for sandy soil were achieved. These pore volumes were divided into 18 samples of about 0.28 and 0.39 pore volumes for sandy and clay soil, respectively. The R and D transport parameters were obtained using the Disp computer program and the λ was obtained by the equation D = Do + λv, being Do equal to 0.0713 cm2 h-1 for the KCl. For both soils, D increased linearly with L and v and the λ linearly increased with L. The R, for the clay soil, linearly decreased with L and increased with v. For the sandy soil, the R had a linear decreased in terms of L. It can be concluded that the solute transport parameters were influenced by the length of soil column and the pore water velocity. A eficácia dos modelos matemáticos desenvolvidos para descrever o transporte de solutos no solo depende do grau de confiabilidade dos valores dos parâmetros de transporte. Apesar dos trabalhos de determinação destes parâmetros utilizarem a mesma equação de transporte, algumas condições experimentais como o comprimento da coluna e a velocidade de deslocamento da solução aplicada não têm padronização, tornando questionáveis os resultados obtidos e a comparação destes com outros trabalhos. Com isso, este estudo objetivou avaliar a influência da velocidade de escoamento e do comprimento da coluna de solo na determinação do coeficiente de dispersão-difusão (D), da dispersividade (λ) e do fator de retardamento (R) do íon potássio (K+) em um Latossolo Vermelho distrófico (LVd) e num Neossolo Quartizarênico órtico (RQo). O experimento foi realizado em laboratório, utilizando, para cada solo, colunas de lixiviação de comprimento (L) iguais a 10, 20, 30, 40 e 50 cm, com 4,7 cm de diâmetros internos e velocidades de escoamento da solução (v) de 61,9; 69,12, 74,88 e 80,86 cm h-1 para o LVd e de 37,16; 40,57, 44,0 e 48,07 cm h-1 para o RQo. As colunas, preenchidas com o solo desestruturado e saturado com solução de CaCl2, 0,005 mol L-1, foram conectadas a permeâmetros de carga constante contendo a mesma solução de CaCl2 até se obter escoamento permanente. Posteriormente, aplicava-se a carga que proporcionaria a velocidade desejada de acordo com a condutividade hidráulica da coluna e a porosidade total e, em seguida substituía-se a solução por uma de KCl contendo 130 mg L-1 de K+. O efluente da solução de K+ foi coletado até atingir sete volumes de poros para o LVd e cinco volumes de poros para o RQo, sendo que esses volumes foram divididos em 18 coletas de aproximadamente 0,28 e 0,39 volumes de poros para o RQo e o LVd, respectivamente. Os parâmetros de transporte R e D foram obtidos utilizando-se o programa computacional Disp e a λ foi obtida pela equação D = Do + λv, sendo Do igual a 0,0713 cm2 h-1 para o KCl . Para os dois solos, D apresentou ajuste de regressão linear múltipla positiva em função de L e de v com R² = 0,79 para o LVd e R² = 0,85 para o RQo, o parâmetro λ ajustou-se a regressão linear simples positiva em função de L com R² = 0,92 e R² = 0,93 para o LVd e o RQo, respectivamente. O R, para o LVd, apresentou ajuste de regressão linear simples negativa em função de L (R² = 0,87) e positiva em função de v (R² = 0,68). Para o RQo, o R apresentou ajuste de regressão linear simples negativa em função de L (R² = 0,79). Pode-se concluir que os parâmetros de transporte de solutos foram influenciados pelo comprimento da coluna de solo e pela velocidade de escoamento da solução deslocadora.

OLIVEIRA, Jefferson Soares de. Caracterização bioquímica e atividade citotóxica in vitro e antitumoral in vivo de proteínas do látex de Calotropis procera. 2011. 149 f. : Tese (Doutorado em Bioquímica) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2011. Latex of Calotropis procera was described as a source of pharmacologically active proteins such as anti-inflammatory and analgesic activities. This study evaluated the cytotoxic activity in vitro of proteins (LP) recovered from the latex of the medicinal plant C. procera against human cancer cells and the in vivo growth inhibition of Sarcoma 180. LP exhibited significant cytotoxicity for cell lines with IC50 values ranging from 0.11 to 1.36 µg/ml for tested cell lines (HL-60, SF295, HCT-8 and MDA-MB-435). There were no visible effects on the viability or morphology of healthy mononuclear cells exposed to PL (10 µg / ml) for 72 h, showing that PL was selective for malignant cells. Fractionation of PL by ion exchange chromatography (pH 5.0) gave rise to three new protein fractions (PI, PII and PIII) and almost all cytotoxicity present in PL was retained in fraction PI. The cytotoxic effects of PL and PI were diminished when pre-treated with pronase or 2-mercaptoethanol, reinforcing the protein nature of active molecules. PI was absent on cysteine protease activity, indicating that this enzyme abundantly found in PL is not involved in cytotoxicity. Mechanistic studies of LP cytotoxicity using HL-60 cells revealed that PL induces apoptosis probably due to changes in DNA topology since PL interfered in the activity of topoisomerase I. The cytotoxic activity present in PI seems to be performed by the synergic action of different proteins. This hypothesis is suggested since PI subjected to gel filtration chromatography produced distinct protein peaks that shared cytotoxic activity, although with lower extent than PI. Studies on growth inhibition of Sarcoma 180 showed that animals treated with PL by oral (10 or 20 mg/kg) or intraperitoneal (2 or 5 mg/kg) rout reduced tumor growth significantly (up 51.83%, po) and increased life span of transplanted animals for up to four days. The inhibitory activity of tumor growth was lost when the LP was subjected to proteolysis, acidic treatment or collected in iodoacetamide. On the other hand, LP maintained its in vivo activity after heat treatment, suggesting that thermo stable proteins are involved in the suppression of tumor growth. Biochemical parameters such as the enzymatic activity of aspartate aminotransferase (AST) and alanine aminotransferase (ALT) and the content of urea in serum were not affected in animals treated with LP. Treatment of animals with LP induced increasing of leukocyte numbers and protected from leukopenia induced by 5-FU administration. In addition, no significant changes in the histopathology of liver of animals treated with oral LP were seen. In vivo antitumor activity was retained in the PII and this activity was observed even when animals received a single dose of PII. It seems that the in vivo action of latex proteins is related to an immunestimulant event and not to the cytotoxic action of protein on cells Sarcoma 180. PII-3, recovered after PII fractionation on ion exchange column at pH 6.0, retained the tumor growth inhibition activity found in PII. PII-3 was shown to possess cysteine proteinase and papain inhibitor activities; however is not completely clear weather this molecules are involved in the antitumor activity. This study confirms the pharmacological potential of latex proteins from C. procera to control the development of tumor cells. O látex de Calotropis procera foi descrito como uma fonte de proteínas farmacologicamente ativas como atividade antiinflamatória e analgésica. O presente trabalho avaliou a atividade citotóxica in vitro das proteínas (PL) recuperadas do látex da planta medicinal C. procera contra células de câncer humano e a inibição do crescimento do Sarcoma 180 transplantado em camundongos. PL apresentou significante citotoxicidade para as linhagens celulares com valores de IC50 variando entre 0,11 a 1,36 µg/ml para as linhagens celulares testadas (HL-60, SF295, HCT-8 e MDA-MB-435). Não foram observados efeitos visíveis sobre a viabilidade ou a morfologia de células mononucleares saudáveis expostas a PL (10 µg / ml) por 72 h, mostrando que PL apresentou seletividade para células tumorais. O fracionamento de PL por cromatografia de troca iônica (pH 5,0) deu origem a três novas frações (PI, PII e PIII) e quase toda citotoxicidade presente em PL ficou retida na fração PI. Os efeitos citotóxicos de PL e PI foram diminuídos quando previamente tratados com pronase, ou 2-mercaptoetanol, sugerindo uma natureza protéica de moléculas ativas. PI não apresentou atividade de proteinase cisteínica, indicando que esta enzima, encontrada em abundância em PL, não está envolvida na citotoxicidade. Estudos do mecanismo da ação citotóxica de PL utilizando células HL-60 revelou que PL induz apoptose celular provavelmente devido a alterações na topologia de DNA, já que PL interferiu na atividade de topoisomerase I. A atividade citotóxica presente em PI parece ser desempenhada pela ação combinada de diferentes proteínas uma vez que PI submetida à cromatografia de filtração em gel gerou picos protéicos distintos que compartilharam atividade citotóxica, embora com menor potência que PI. Estudo de inibição do crescimento do Sarcoma 180 revelou que animais tratados com PL por via oral (10 or 20 mg/kg) ou intraperitoneal (2 or 5 mg/kg) reduziram de modo significativo o crescimento do tumor (em até 51,83%; v.o.) e prolongou o tempo de sobrevivência dos animais transplantados por até quatro dias. A atividade inibitória do crescimento do tumor foi perdida quando a fração PL foi submetida à proteólise, tratamento ácido ou com iodoacetamida. No entanto, PL conservou a sua atividade in vivo após o tratamento térmico, sugerindo que proteínas termoestáveis estão envolvidas na supressão do crescimento tumoral. Os parâmetros bioquímicos, como a atividade enzimática da aspartato aminotransferase (AST) e alanina aminotransferase (ALT) e o teor de uréia no soro, não foram afetados nos animais tratados com PL. PL induziu aumento no número de leucócitos de animais tratados e ainda eliminou completamente a leucopenia induzida pela administração do 5-FU. Em adição, não foram observadas mudanças na histopatologia do fígado de animais tratados com PL por via oral. Atividade antitumoral in vivo ficou retida no PII e esta atividade foi observada mesmo quando animais transplantados receberam uma única dose de PII sugerindo que a ação in vivo de proteínas do látex está relacionada a um evento imunoestimunate de proteínas e não à ação citotóxica sobre as células do Sarcoma 180. PII-3, obtido após fracionamento de PII em coluna de troca iônica em pH 6,0 reteve a atividade de inibição do crescimento tumoral de PII. Esta fração possui atividade de proteinase cisteínica e atividade de inibidor de papaína, porém não é completamente claro o envolvimento dessas moléculas na atividade in vivo. Este estudo confirma o potencial farmacológico das proteínas do látex de C. procera para controlar o desenvolvimento de células tumorais.

VIANA, C. A. Caracterização bioquímica da atividade pró-coagulante de proteases de fluidos laticíferos. 2011. 103 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. Latex proteases have grown in attention because of their ability to exhibit both thrombin and plasmin-like effects. In this study, the plant latex proteins Calotropis procera (CpLP), Cryptostegia grandiflora (CgLP) and Plumeria rubra (PrLP) were investigated in terms of these activities. For both samples were investigated for their fibrinogenolytic and fibrinolytic activity in human plasma and by incubation with human fibrinogen by measuring the clotting time, electrophoretic or spectrophotometric assays and diffusion in agarose gel. In vivo effect of CpLP on clot formation of plasma of healthy and septic mice that have been experimentally infected with Salmonella enterica serovar Typhimurium was also studied. Groups of five mice were treated with CpLP (30 mg/Kg), S. enterica (107 CFU/mL) or CpLP 24 h prior bacteria. After sacrificing animals, blood samples were examined for coagulation time, platelet content and protein profile. The protein fractions of C. procera exhibiting proteolytic activity were capable to hydrolyze fibrinogen similar to thrombin, while the protein fractions of Cr. grandiflora exhibiting proteolytic activity were capable to hydrolyze fibrinogen similar to plasmin. The samples exhibited fibrinogenolytic activity in a dose and time manner, but were not able to dissolve the fibrin clot. Procoagulant activity was eliminated by inhibition of latex proteases with cysteine proteinase inhibitor E-64. Pepstatin, PMSF and EDTA were not inhibitory. Time of clot formation of plasma in septic mice and platelet content were consistently reduced as compared to healthy animals. CpLP exhibited antagonistic effects. It statistically reversed the effects of sepsis on clot-time formation associated to preservation on platelet content. However, CpLP exhibited opposite effect on non-septic mice, inducing faster clot formation, compared to healthy animals but without changing platelet content. Results reported in this work confirm fibrinogenolytic activity associated to cysteine proteases of latex and show a very intriguing in vivo protective activity of CpLP on platelet content on septic animals with apparent benefit effect against disseminated vascular coagulation, a pivotal event associated to lethal sepsis. This effect was however not observed when CpLP was given to healthy animals. As proteases de látex têm atraído atenção devido à habilidade de exibir atividades semelhantes à trombina e à plasmina. Neste estudo, as proteínas do látex das plantas Calotropis procera (CpPL), Cryptostegia grandiflora (CgPL) e Plumeria rubra (PrPL) foram avaliadas em termos destas atividades. Para tanto, as amostras foram investigadas quanto as suas atividades fibrinogenolíticas e fibrinolíticas, em plasma humano e por incubação com fibrinogênio humano através da medida do tempo de coagulação, ensaios eletroforéticos, espectrofotométricos, ou de difusão em gel de agarose. O efeito de CpPL in vivo, sobre o tempo de coagulação no plasma de camundongos saudáveis ou sépticos, que foram experimentalmente infectados com a bactéria Salmonella enterica sorotipo Typhimurium, também foi estudado. Grupos de cinco camundongos foram tratados com CpPL (30 mg/Kg), S. enterica (107 UFC/mL) ou CpPL 24 h antes da inoculação bacteriana. Depois do sacrifício dos animais, as amostras de sangue foram examinadas quanto ao tempo de coagulação, conteúdo de plaquetas e perfil protéico. As frações protéicas de C. procera exibindo atividade proteolítica foram capazes de hidrolisar o fibrinogênio de forma similar à trombina, enquanto que as frações protéicas de Cr. grandiflora exibindo atividade proteolítica foram capazes de hidrolisar o fibrinogênio de forma similar à plasmina. As amostras exibiram atividade fibrinogenolítica de forma dose e tempo dependente, mas não foram capazes de dissolver totalmente o coágulo de fibrina. As atividades fibrinogenolíticas foram eliminadas pela inibição das proteases dos látices com E-64, um inibidor de protease cisteínica. Pepstatina, PMSF e EDTA não se mostraram inibitórios. O tempo de formação do coágulo no plasma de camundongos sépticos e o conteúdo de plaquetas foram consistentemente reduzidos quando comparados aos animais saudáveis. CpPL exibiu efeitos antagonistas. Foi capaz de reverter, estatisticamente, o efeito da sepse no tempo de formação do coágulo associado à preservação do conteúdo de plaquetas. Contudo, CpPL exibiu efeito oposto em camundongos não sépticos, induzindo rápida formação do coágulo, comparado aos animais saudáveis, porém sem alterar o conteúdo de plaquetas. Os resultados relatados neste trabalho confirmam a atividade fibrinogenolítica associada a proteases cisteínicas de látex e mostram uma efeito protetor in vivo muito intrigante de CpPL no conteúdo de plaquetas em animais sépticos, com aparentes efeitos benéficos contra a coagulação intravascular disseminada, um evento crucial associado à sepse letal. Este efeito, porém, não foi observado quando CpPL foi dado aos animais saudáveis.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior This study aimed to evaluate the effect of different irrigation water depths applied during the maturation stage of tomato and promote a study of the watering suspension at different stages of crop development. This experiment had two experimental areas, the first one was irrigated by center pivot and it was installed in the city of Cristalina, Goiás State, and the second one was drip irrigated and it was installed in the city of Goiânia, Goiás State. In the experiment of Goiânia, it was used three hybrids, ASTERIX, AP 533 and ISI 29616, and in Cristalina it was used only one, UG 8169. Treatments for both experiments were the same, with four irrigation water depths (L1, L2, L3 and L4 corresponding to 25, 50, 75% and 100% of the net irrigation depth (NID) respectively) and three irrigation suspensions (S1, S2 and S3, when 20% of plants contained at least one ripe fruit, 10% of fruits fully ripe and 95% of fully ripe fruit, respectively). The variables were: production of ripe fruit, rotting fruit, unripe fruits, soluble solids content (Brix), weight of 100 fruits, fruit number per plot and yield of tomato pulp. The temperatures of the experimental areas during the experiments were ideal for growing tomatoes. In the experimental area of Goiânia, rainfalls (63 mm) occurred at the final stage of the tomato, 11 days preceding the harvest of the experiment, which probably minimized the effects of the treatments, and at the experimental area of Cristalina, rainfalls (320 mm) occurred at the beginning of the experiment, which benefited diseases, especially bacterial infections. For the experimental area of Cristalina, the irrigation of 84.5% of NID provided the greatest yield, 98.54 tons per hectare. The irrigation suspension 5 days before harvest resulted in the highest fruit yield and the lowest values of soluble solids. In the experimental area of Goiânia, the treatments of different irrigation water depths provided differences in fruit yield and pulp yield only for hybrid ISI 29616, and the highest fruit yield and pulp yield were measured in water depths of 89.3 and 100.0% of the NID, respectively. Regarding the irrigation suspension, the Brix was the variable that had statistical differences for the three hybrids. S1 and S2 did not differ among themselves and had the highest Brix values for the three hybrids. O desenvolvimento deste trabalho teve como objetivo avaliar o efeito de diferentes lâminas de irrigação aplicadas durante o estádio de maturação do tomateiro e promover um estudo de suspensão da irrigação em diferentes estádios de desenvolvimento da cultura. Este experimento teve duas áreas experimentais, sendo a primeira irrigada por um pivô central e instalada no município de Cristalina-GO e outra irrigada por gotejamento e instalada no município de Goiânia-GO. No experimento de Goiânia, foram utilizados três híbridos, ASTERIX, AP 533 E ISI 29616, sendo que em Cristalina utilizou-se apenas um, UG 8169. Os tratamentos para os dois experimentos foram os mesmos, sendo quatros lâminas de irrigação (L1, L2, L3 e L4 correspondendo a 25, 50, 75% e 100% da irrigação real necessária (IRN), respectivamente) e três suspensões de irrigação (S1, S2 e S3, sendo elas quando 20% de plantas continham pelo menos um fruto maduro, 10% de frutos completamente maduros e 95% de frutos completamente maduros, respectivamente). As variáveis avaliadas foram: produção de frutos maduros, apodrecimento de frutos, frutos verdes, concentração de sólidos solúveis (Brix), peso de 100 frutos, número de frutos por parcela e produção de polpa de tomate. As temperaturas das áreas experimentais no decorrer dos experimentos foram ideais para o cultivo da cultura do tomateiro. Na área experimental de Goiânia, ocorreram precipitações (63 mm) fase final do cultivo do tomate, 11 dias antecedendo a colheita do experimento, o que provavelmente minimizou os efeitos dos tratamentos, sendo que na área experimental de Cristalina-GO, ocorreram precipitações (320 mm) no início do experimento, o que beneficiou o aparecimento de doenças, principalmente bacterianas. Para a área experimental de Cristalina, a lâmina de irrigação de 84,5% da IRN, foi a que propiciou a maior produtividade de frutos, 98,54 t/ha. Sendo que a suspensão mais próxima à colheita, 5 dias antes da colheita, proporcionou a maior produtividade de frutos maduros e o menor valor de sólidos solúveis. Já na área experimental de Goiânia os tratamentos com lâminas proporcionaram diferenças na produtividade de frutos e polpa apenas para o híbrido ISI29616, sendo que a maior produtividade de frutos maduros e polpa foram medidas nas lâminas de 89,3 e 100,0% da IRN, respectivamente. Em relação às suspensões de irrigações, o Brix foi a variável que teve diferença estatística para os três híbridos. Os tratamentos S1 e S2 não diferiram estatisticamente entre si e tiveram os maiores valores de Brix para os três híbridos.

To accomplish an adequate management of water resources, it is fundamental to understand the hydrological behavior of hydrographic basins, their flow variation regimes, and, mainly, their relations with the economic and socio-environmental agents present in the basin contribution area. Within this context, this work aimed to evaluate the importance of use of soil for the hydrological behavior of the hydrographic basin of the Lontra River, part of the hydrographic system of the Araguaia River, with the general objective to evaluate the influence of the use of soil on the hydrological behavior of the Lontra River basin, and with the specific objectives: a) to monitor the use of soil in the Lontra River basin during 1985-2006; b) to associate the hydrological behavior of the maximum, minimum, and medium flows with the variations that occurred with the use of soil; and c) by means of multiple linear regression fit, to obtain equations to estimate the maximum, minimum, and medium flows in function of soil use and mean rainfall in the drainage area. To carry out this study, a series of data from one fluviometric station and five pluviometric stations were used from 1985 to 2006, to obtain the maximum, medium, and minimum flow (Q7, Q90 and Q95) for each year of xii the period selected, as well as the annual mean rainfall, dry semester and rainy semester rainfalls for the drainage area of the fluviometric station. To monitor the use of soil in the basin, Landsat TM 5 sensor images were selected and the following soil use classes were identified: cultivation, pasture, forest, cerrado, urbanization and water bodies. The data were analyzed qualitatively and quantitatively. Based on the tendency lines, the qualitative analysis aimed to evaluate flow behavior, soil use and rainfall along the period chosen, and the association among these variables. This analysis was supported by the elaboration of diagrams of causal relations that help the association among the behaviors of the variables. The quantitative analysis of the data was carried out, adopting as dependent variable the flow use classes and rainfall. The following soil use classes presented a growth behavior along the period analyzed: cultivation, pasture, urbanization and water bodies, while the soil use classes forest and cerrado presented a reduction during the same period. Along the period analyzed, the cultivation areas increased mainly as a replacement to the forest, alternating with the pasture area. The behavior of the minimum and medium flows, as well as annual rainfalls, during the rainy semester and the dry semester, presented general reduction tendencies in the analyzed period. Only the maximum flow showed a general tendency to increase during the same period. The behavior of the maximum flow was associated with the variables rainy semester rainfall and pasture and cerrado soil uses; the minimum flow was associated with the variables annual rainfall and cerrado soil use; and the medium flow was associated with the variables rainy semester rainfall and pasture soil use. The results obtained allowed to conclude that the hydrological behavior of the Lontra River basin was expressively altered in function of the use and occupation of soil in the drainage area. Para o gerenciamento adequado dos recursos hídricos é fundamental conhecer o comportamento hidrológico de bacias hidrográficas, seus regimes de variação de vazões e, principalmente, suas relações com os agentes econômicos e socioambientais presentes na área de contribuição da bacia. Neste contexto, o presente trabalho visou avaliar a influencia do uso do solo no comportamento hidrológico da bacia hidrográfica do rio Lontra, inserida no sistema hidrográfico do rio Araguaia, apresentando como objetivo geral: avaliar a influência do uso do solo no comportamento hidrológico da bacia do rio Lontra e como específicos: a) realizar o monitoramento do uso do solo na bacia do rio Lontra no período de 1985 a 2006; b) associar o comportamento hidrológico das vazões máximas, mínimas e médias com as variações ocorridas no uso do solo; e c) obter, por meio de ajuste de regressão linear múltipla, equações para estimativa das vazões máxima, mínima e média em função do uso do solo e da precipitação média na área de drenagem. Para a realização do estudo utilizou-se a série de dados de uma estação fluviométrica e de cinco estações pluviométricas, no período de 1985 a 2006, a fim de obter a vazão máxima, média e mínimas (Q7, Q90 e Q95) para cada ano do período selecionado, assim como a precipitação média anual, do semestre seco e do semestre chuvoso para a área de drenagem da estação fluviométrica. Para o monitoramento do uso do solo na bacia foram utilizadas 24 imagens do sensor Landsat TM 5, tendo sido identificadas as seguintes classes de uso: cultivo, pasto, mata, cerrado, urbanização e corpos d’água. Os dados foram analisados qualitativamente e quantitativamente. A análise qualitativa procurou avaliar, através de linhas de tendências, o comportamento da vazão, do uso do solo e da precipitação ao longo do período escolhido e a associação entre estas variáveis. Subsidiando esta análise foram elaborados diagramas de relações causais que auxiliam na associação entre os comportamentos das variáveis. A análise quantitativa dos dados foi realizada usando o procedimento estatístico de regressão linear múltipla, adotando como variável dependente as vazões e variáveis independentes as classes de uso e a precipitação. As classes de usos do solo que tiveram comportamento de crescimento ao longo do período analisado foram: cultivo, pasto, urbanização e corpos d’água. Por outro lado, as classes que tiveram redução neste mesmo período foram mata e cerrado. Ao longo do período analisado o aumento das áreas de cultivo ocorreu, principalmente, em substituição à mata, alternando com área de pasto. Os comportamentos das vazões mínima e média, assim como das precipitações anuais, do semestre chuvoso e do semestre seco, tiveram tendências gerais de redução no do período analisado. Apenas a vazão máxima teve tendência geral de aumento neste mesmo período. O comportamento da vazão máxima associou-se às variáveis precipitação do semestre chuvoso e usos do solo pasto e cerrado; as vazões mínimas com as variáveis precipitação anual e uso do solo cerrado; e as vazões médias com as variáveis precipitação do semestre chuvoso e uso do solo pasto. Os resultados obtidos permitiram concluir que o comportamento hidrológico na bacia do rio Lontra foi alterado expressivamente em função do uso e ocupação do solo na área de drenagem.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The water is one essential to guarantee the life quality, is a factor that restrict the economic and social development in many regions. Despite of Brazil have a privileged situation because of the disponibility of the water, the geographical variability and the growth population have caused conflicts of use behind the sectors that use. From this perspective, one should highlight those economic activities whose uses of water resources are more intensive, like the industrial sector. To estimate water use in this sector there are several methods, though, the most part of this methods are based on data reported and compiled in the seventies in the United States reflecting, outdated technology and environmental of the production process, besides, this do not represent the Brazilian local conditions. Noting that technological developments of the recent decades has altered the use of natural resources in the production processes; there is a need for a more comprehensive, updated and specific study in Brazil, providing subsidies to companies and governing agencies for an appropriate planning and management program of water resources in the industrial sector. Thus, considering the importance of this matter and of the technical coefficients in the use of the water, this study aimed the construction of technical coefficients of water resources for the industrial sector in Brazil. To be successful in the objective, firstly was done exploration of dada of withdraw, of generation of effluents and consume by product (m3/produced unit), the dada of water flow and production, that allow prepare the coefficients. After this phase, the structure of the dada bank was composed and filled. The structure consider fields refer to name of the company, type, coefficients of capitation, consume and generation of effluents, allowing classify the information regarding many criteria. To classification of the type of the industries was considered the National Classification of Economic Activities (CNAE), version 2.0. After the cadastre of the information in the dada bank, were analyzed the difference of the dada in the same segment, trying explain this differences. The last phase was the validation of the coefficients, with discussion with public agencies, private institutions and others relevant entities of the industrial sector, aim to finish the dada and add pertinent contributions. The dada obtained in the research summarize 148 companies or associations, representing 51 types of economics activities. After the analyses and comparison of the results of the group of technical coefficients with dada of others methodologies, based in international dada, verify that the adoption of such values overestimates the coefficient of withdraw, consume and effluent associated with the Brazilian companies. It was realized that the dada presented by Integrated Pollution Prevention and Control (IPPC, 2009), comparing with other fonts, are the more indicated to represent the reality of the Brazilian industrial sector, when there isn t specific dada of the national industries. It is concluded that the CNAE allow define in a clear way as type associated with the main economics activities of the Brazilian industrial sector. The group of technical coefficient of water resources obtained in the present study reflects, in a consistent and correct way, the present situation of the Brazilian industries studies providing subsidies to companies and governing agencies for an appropriate planning and management program, controlling the rational use of water resources in the industrial sector brazilian. A água é um elemento essencial para a garantia da qualidade de vida, sendo fator restritivo ao desenvolvimento econômico e social em muitas regiões. Apesar de o Brasil possuir uma situação privilegiada no que diz respeito à sua disponibilidade, sua variação geográfica, temporal e o crescimento populacional tem gerado conflitos pelo seu uso em diversos setores usuários. Nessa perspectiva, merecem destaque aquelas atividades econômicas cujos usos dos recursos hídricos sejam mais intensivos, por exemplo, o setor industrial. Para estimativa do uso da água neste setor, diversas são as metodologias utilizadas. No entanto a maior parte delas tem como base valores reportados e compilados na década de setenta nos Estados Unidos refletindo, desta forma, defasagem tecnológica e ambiental dos processos produtivos, além de não representar especificamente as condições brasileiras. A evolução tecnológica das últimas décadas alterou profundamente o uso dos recursos naturais nos processos produtivos, verificando-se assim a necessidade de um estudo mais abrangente, atualizado e específico para o Brasil. Tal estudo fornecerá subsídios às empresas e órgãos gestores para um adequado programa de planejamento e gestão dos recursos hídricos neste setor. Considerando o tema apresentado e a importância de se ter coeficientes técnicos de uso da água, o presente trabalho teve como objetivo a construção de matriz de coeficientes técnicos de recursos hídricos para o setor industrial brasileiro. Para se atingir o objetivo do trabalho, inicialmente fez-se um levantamento de dados sobre os coeficientes de retirada, de geração de efluentes e consumo por produto (m3/unidade produzida), ou dados de vazão e produção, possibilitando, dessa forma, o cálculo dos coeficientes. Após esta etapa, foi estabelecida a estrutura do banco de dados e feito seu preenchimento. A estrutura contempla campos referentes ao nome da indústria, tipologia, coeficientes de captação, consumo e de geração de efluentes, entre outros, permitindo assim classificar as informações de acordo com vários critérios. Para o enquadramento das tipologias das indústrias foi utilizada a Classificação Nacional de Atividades Econômicas (CNAE), versão 2.0. Após o cadastro das informações no banco de dados, fizeram-se análises para observar, por exemplo, as discrepâncias existentes entre os dados, dentro de um mesmo segmento buscando-se com isso, justificativas plausíveis para tais diferenças. A última etapa do trabalho foi a validação da matriz, com discussões junto aos órgãos públicos, instituições privadas e outras entidades relevantes do setor industrial, com o intuito de consolidar os dados e incorporar as contribuições pertinentes. Os dados obtidos nas pesquisas contemplaram um total de 148 empresas ou associações/federações, representando 51 tipologias de atividades econômicas. Após a análise e comparação dos resultados da matriz de coeficientes técnicos com dados de outras metodologias, baseadas em dados internacionais, verifica-se que, de modo geral, a adoção de tais valores superestima os coeficientes de retirada, consumo e efluentes associados às indústrias brasileiras. Comprovou-se, também, que os dados apresentados pelo Integrated Pollution Prevention and Control (ITPS, 2009), comparado às outras fontes disponíveis, são mais indicados para representar a realidade do setor industrial brasileiro quando da inexistência de dados específicos das indústrias nacionais. Conclui-se, portanto, que a CNAE permitiu definir de maneira clara e objetiva as tipologias associadas às principais atividades econômicas do setor industrial brasileiro e que a matriz de coeficientes técnicos de recursos hídricos obtida no presente trabalho retrata de forma mais consistente e precisa a atual situação das indústrias brasileiras, fornecendo subsídios indispensáveis às empresas e aos órgãos gestores para um adequado programa de gestão, planejamento, controle e uso racional dos recursos hídricos para o setor industrial do Brasil.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Among the instruments of the National Policy of Water Resources, established in Brazil in 1997, the water rights of use and information system stand out as the most important. While the permits for water rights and withdrawal work to ensure the quantitative and qualitative control and the effective rights of access, the information system aims to: collect, validate and distribute information about water resources conditions, and continuously update data about water availability and demand. Faced with the increased demand for managing large volumes of information and the need for complex spatial analysis, a new hydrology combined with Information Technology (IT) provides the integration of Geographic Information Systems (GIS) and Relational Database Management System (RDBMS) functionality, through online platforms for the management of concurrent uses of water. In this context, the development of the multi-user system was based on designing a model and loading the essential hydrological and administrative information for water resources management in a simple, online geodatabase. This geodatabase is available through a Web Service with specific routines to analyze permits processes and permanently update the water availability in river systems. Initially applied to the river Doce basin, with 83,400 skm and located in southeastern Brazil, the work was divided into four stages: a) construction of the geographic datasets; b) regionalization of seasonal streamflow and accurate GIS spatial interpolation; c)) geodatabase design and loading hydrological and administrative data and information; d) development and evaluation of the GisWeb Service. After validating streamflow records of 61 gauged stations, the average, low and high flows were regionalized with regression equations applied to hydrologic homogeneous regions. The ArcHydro Data Model was reshaped for a geodatabase designed on water management laws and operational routines from environmental agencies that permit multiple uses of water. The multi-user system called SIGWeb AQUORA uses the RDBMS Oracle® XE and the ESRI® ArcGIS 9.3 Server and manager. The automated routines for spatial analysis of procedures for granting and updating water availability have been developed with the Web ADF for Java in Eclipse IDE. As a result, the base of geographic information characterizes the spatial relationships between watershed and drainage network, allowing the upstream and downstream navigation. The hydrological database incorporated the seasonality of low stream flows to the criteria for licensing through flexible bestowable availability during the diferent periods: dry, normal and wet. The format of the database ensures the versatility of the system information, as well as allows spatial analysis and hydrologic studies with GIS, performs the administrative procedures for granting water rights and still serves as the basis for the application on the Internet, available at address: http://agua.dea.ufv.br/Aquora. With the functionalities for user registration, requests for water rights and processes control, the SIGWeb AQUORA, not only has the capability of managing the administrative procedures for the permits and provide hydrological information on the Internet, but also provides the analysis of water withdrawal or discharge impacts, updating water availability throughout the river system. Thus, the AQUORA is a potential water management tool, able to standardize operating routines and expand the society participation on the integrated water management in Brazil. Entre os instrumentos da Política Nacional de Recursos Hídricos, a outorga de direito de uso dos recursos hídricos e o sistema de informações se destacam como os mais importantes. Enquanto a outorga visa assegurar o controle quantitativo e qualitativo das águas, o sistema de informações tem por objetivos: armazenar e ivulgar informações sobre a situação qualitativa e quantitativa dos recursos hídricos; e atualizar permanentemente as informações sobre disponibilidade e demanda. A proposta de um sistema on-line para controle em tempo real dos usos múltiplos da água se traduz na operacionalização conjunta destes dois instrumentos. Confrontado a demanda por gerenciamento de grandes volumes de informação com a necessidade de análises espaciais complexas, uma nova era para a gestão de recursos hídricos torna-se possível com os avanços da hidrologia e a integração dos Sistemas de Informação Geográfica - SIG com a Tecnologia da Informação e Comunicação TIC. Neste contexto, o desenvolvimento do SIGWeb AQUORA aliou os avanços da hidrologia, do geoprocessamento e da gestão da informação com o objetivo de criar um sistema fundamentado na democratização da informação, na unificação dos cadastros de usuários e na automação dos processos de outorga, respeitando os critérios definidos por cada órgão gestor. Inicialmente aplicado à bacia do rio Doce, com 83.400 km² e três dominialidades de gestão, o trabalho foi dividido em quatro etapas: a) construção da base de dados geográficos; b) regionalização de vazões características considerando a variabilidade do regime hidrológico; c) modelagem do banco de dados para gestão dos usos múltiplos da água; e d) desenvolvimento e avaliação da aplicação SIG na Web. A base geográfica foi construída a partir do Modelo Digital de Elevação Hidrograficamente Consistente (MDEHC) e operações matriciais e espaciais envolvendo regras topológicas e redes geométricas. Após consistidas as séries históricas de 61 estações fluviométricas da bacia do rio Doce, foram ajustadas equações de regressão para as regiões hidrologicamente homogêneas e, em seguida, as vazões características sazonais foram espacializadas e ajustadas utilizando as estações como pontos de controle. O modelo de geodatabase Arc Hydro foi reformulado para adequar-se às rotinas operacionais das entidades reguladoras. O sistema cliente-servidor utiliza o SGBDR OracleXE® e o gerenciador espacial ESRI® ArcGIS Server 9.3.1. As rotinas automatizadas para análise espacial dos processos de outorga e atualização da disponibilidade hídrica foram desenvolvidas com o Web ADF para Java no Eclipse IDE. Como resultado, a base de informações geográficas caracteriza as relações espaciais entre as microbacias e a rede de drenagem, possibilitando a navegação a jusante e a montante. A base de informações hidrológicas incorporou a sazonalidade da disponibilidade hídrica às vazões de referência, flexibilizando a disponibilidade outorgável nos períodos seco, normal e chuvoso. O modelo do banco de dados garante a versatilidade do sistema de informações, pois além de permitir análises espaciais e estudos hidrológicos com o auxílio de SIG, realiza a gestão administrativa dos processos de outorga e ainda serve de base para a aplicação na internet, disponível no endereço: http://agua.dea.ufv.br/Aquora. Com as funcionalidades de consulta, cadastro de usuários, solicitação de outorga e controle dos processos, o SIGWeb AQUORA não só tem a capacidade de gerenciar os processos administrativos relativos à outorga e divulgar informações hidrológicas na Internet, mas também analisa o impacto de captações superficiais e de lançamentos de efluentes, atualizando, em tempo real a disponibilidade hídrica em toda a hidrografia. Assim, o sistema constitui uma valiosa ferramenta de gestão para harmonizar a gestão entre as agências reguladoras, padronizar as rotinas operacionais, agilizar os pareceres técnicos e ampliar a participação da sociedade na gestão dos recursos hídricos.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico This paper aims to provide a means to manage and plan water resources comparing different methodologies for outflow regionalization targeting to estimate a seven-day minimum flow and a ten-year return period (Q7,10), as well as the longterm middle flow (Qmld) while checking the influence of manual and automatic procedures for estimating the Q7,10 value obtained based on Deflúvios Superficiais no Estado de Minas Gerais, and while proposing indices for identifying potential conflicts for the use of water in the water basins. For such, the research was divided into three papers. The first, Comparison of outflow regionalization methodologies for estimating Q7,10 and Qmld, aimed to compare Q7,10 and Qmld estimated values, based on Deflúvios Superficiais no Estado de Minas Gerais (Deflúvios) and the following methodologies for outflow regionalization: Traditional; Outflow Proportionality; and Conservation of Mass. Q7,10 and Qmld values were obtained from the probabilistic analysis and from the average annual outflow. These values were obtained for the 15 fluviometric stations of the Paraopeba river basin. For each of the stations, Q7,10 and Qmld were estimated considering Deflúvios and the methodologies for outflow regionalization. Having obtained the observed and estimated Q7,10 and Qmld values, the precision of the methodologies was evaluated applying relative error, medium relative error and the adjusted efficiency coefficient. The analysis of the results show that the greatest errors in the estimated outflows took place in riverhead regions and that, among the regionalization methods used, the Traditional one is the one that allows the best estimative for the Q7,10 and Qmld values for the Paraopeba river basin. Although Deflúvios has presented good results estimating Qmld, its use for estimating Q7,10 in the Paraopeba river basin presents restrictions. The second paper, The influence of the use of manual and automatic procedures for estimating the Q7,10 value obtained based on Deflúvios Superficiais no Estado de Minas Gerais, the Q7,10 values obtained from the probabilistic analysis of historic series available for 15 fluviometric stations of the Paraopeba river basin were compared with the estimated values using Deflúvios, from the manual and automatic procedures of drainage area delimitation and specific yield intervals in geographic information systems. For each of the stations, the value for equivalent characteristic yield (Rme) was estimated, considering the automatic procedure, to be then converted to Q7,10. In the manual procedure, the Rme and Q7,10 values were obtained from Instituto Mineiro de Gestão das Águas (IGAM) for each of the sections of this study. Having obtained the Rme values, the percentage relative deviation between the values obtained from those two procedures was calculated, white a percentage relative error was calculated among the Q7,10 values obtained from the probabilistic analysis of the historic series and estimated outflows from those two procedures. In the analysis of the results, marked differences were observed in the Q7,10 estimation from those two procedures, the automatic procedure presenting the best Q7,10 estimations for the study sections of the Paraopeba river basin. The third paper, Indices for identification of conflicts for the use of water: Proposition and case study, two indices for the identification of potential conflicts for the use of water in water basins were proposed. The index for the conflict for the use of water in water resources management (icg) obtained from each river segment from the ratio among the flows granted to mouth amount of the analyzed segment (Qout) and the maximum possible flow grant aims to provide a means to the actions affecting water resources management. The index of conflict for the use of water in planning water resources (icp) obtained for each river segment by the Qout and Qmld ratio aims to provide a means to the actions of planning. In order to interpret the values of the indices, a scale of value bands was suggested to make it possible to identify different situations regarding the use and availability of water in the basin. Aiming to make it possible to make icg and icp maps of water basins, a color scale was associated with the value bands. The case study was performed for the Entre Ribeiros stream basin, using the digital elevation model and the hydrography of the water basin of this study to calculate the Q7,10, Qmld and Qout indices. The analysis of the icg and icp values concluded that the proposed indices can identify regions with potential conflicts for the use of water in water basins. The regions with conflicts for the use of water could be identified by means of the icg values of the segments of the water basin of Entre Ribeiros stream, which could be minimized by the analysis of the icp adopting an adequate water resource planning program. The results in these three papers consist of contributions to the area of management and planning of water resources in Brazil. The application of the integrated form of the questions dealt with herein aim to control and rationalize the use of water, so as to guarantee its availability for the current and future generations. Objetivou-se, neste trabalho, fornecer subsídios à gestão e ao planejamento dos recursos hídricos ao comparar diferentes metodologias de regionalização de vazões para a estimativa da vazão mínima com sete dias de duração e período de retorno de 10 anos (Q7,10) e da vazão média de longa duração (Qmld); ao verificar a influência da utilização de procedimentos manuais e automáticos na estimativa do valor da Q7,10 obtido com base no trabalho Deflúvios Superficiais no Estado de Minas Gerais; e ao propor índices para identificação de conflitos potenciais pelo uso da água em bacias hidrográficas. Para tanto, o trabalho foi dividido em três artigos. O primeiro, Comparação de metodologias de regionalização de vazões para estimativa da Q7,10 e Qmld, teve por objetivo comparar os valores da Q7,10 e da Qmld estimados utilizando-se o trabalho Deflúvios Superficiais no Estado de Minas Gerais (Deflúvios) e as metodologias de regionalização de vazões Tradicional, Proporcionalidade de Vazões e Conservação de Massas. Foram obtidos, a partir da análise probabilística e da média das vazões médias anuais, os valores da Q7,10 e da Qmld, respectivamente, para 15 estações fluviométricas da bacia do rio Paraopeba. Para cada uma das estações foram estimados os valores da Q7,10 e Qmld considerando o trabalho Deflúvios e as metodologias de regionalização de vazões. De posse dos valores observados e estimados da Q7,10 e Qmld, foi avaliada a precisão das metodologias por meio da aplicação do erro relativo, erro relativo médio e coeficiente de eficiência ajustado. Na análise dos resultados verificou-se que os maiores erros nas estimativas das vazões ocorreram nas regiões de cabeceira e que, dentre os métodos de regionalização utilizados, o Tradicional é o que permite melhor estimativa dos valores da Q7,10 e Qmld para a bacia do rio Paraopeba. Apesar de o trabalho Deflúvios ter apresentado bons resultados na estimativa da Qmld, seu uso para a estimativa da Q7,10 na bacia do rio Paraopeba apresenta restrições. No segundo artigo, Influência da utilização de procedimentos manuais e automáticos na estimativa do valor da Q7,10 obtido com base no trabalho Deflúvios Superficiais no Estado de Minas Gerais, foram comparados os valores da Q7,10 obtidos a partir da análise probabilística das séries históricas disponíveis para 15 estações fluviométricas da bacia do rio Paraopeba com os valores estimados utilizando-se o trabalho Deflúvios Superficiais no Estado de Minas Gerais, a partir de procedimentos manuais e automáticos de delimitação de áreas de drenagem e dos intervalos de rendimentos específicos em sistemas de informações geográficas. Para cada uma das estações foi estimado, considerando-se o procedimento automático, o valor do rendimento característico equivalente (Rme) para então convertê-lo na Q7,10. No procedimento realizado manualmente, foram obtidos juntamente ao Instituto Mineiro de Gestão das Águas (IGAM) os valores de Rme e Q7,10 para cada uma das seções do estudo. De posse dos valores do Rme, calculou-se o desvio relativo percentual entre os valores obtidos a partir dos dois procedimentos, enquanto o erro relativo percentual foi calculado entre os valores de Q7,10 obtidos a partir da análise probabilística das séries históricas e das vazões estimadas a partir dos dois procedimentos. Na análise dos resultados verificaram-se diferenças expressivas na estimativa da Q7,10 a partir dos dois procedimentos, tendo o procedimento automático apresentado melhores estimativas da Q7,10 para as seções de estudo da bacia do rio Paraopeba. No terceiro artigo, Índices para subsídio à gestão e ao planejamento dos recursos hídricos: Proposição metodológica e estudo de caso, foram propostos dois índices para identificação de conflitos potenciais pelo uso da água em bacias hidrográficas. O índice de conflito pelo uso da água na gestão dos recursos hídricos (icg), obtido para cada segmento de rio pela razão entre as vazões outorgadas a montante da foz do segmento em análise (Qout) e a vazão máxima passível de outorga, visa fornecer subsídios às ações afetas à gestão de recursos hídricos. O índice de conflito pelo uso da água no planejamento dos recursos hídricos (icp), obtido para cada segmento de rio pela razão da Qout pela Qmld, objetiva fornecer subsídios às ações de planejamento. Para interpretação dos valores dos índices foi sugerida uma escala de faixas de valores que permite identificar diferentes situações em relação ao uso e à disponibilidade hídrica da bacia. Visando possibilitar a elaboração de mapas de icg e icp de bacias hidrográficas, foi associada às faixas de valores uma escala de cores. O estudo de caso foi realizado para a bacia do ribeirão Entre Ribeiros, sendo utilizados no cálculo dos índices a Q7,10, a Qmld, a Qout, o modelo digital de elevação e a hidrografia da bacia em estudo. Concluiu-se, pela análise dos valores de icg e icp, que os índices propostos são capazes de identificar regiões com conflitos potenciais pelo uso da água em bacias hidrográficas. Pelos valores de icg dos segmentos da bacia do ribeirão Entre Ribeiros pôde-se identificar regiões com conflitos pelo uso da água, os quais pela análise do icp podem ser minimizados adotando-se de um adequado programa de planejamento dos recursos hídricos. Os resultados obtidos nos três artigos deste trabalho consistem em contribuições à área de gestão e planejamento dos recursos hídricos no país. A aplicação de forma integrada das questões abordadas visa ao controle e ao uso racional deste bem hídrico, de modo a garantir água para as atuais e futuras gerações.

SOUZA, D. P. Proteínas inibidoras de fitopatógenos em fluidos laticíferos: atividade e mecanismo de ação. 2010. 82 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2010. Canal systems containing secretions, such as latex, are widely disseminated in the plant kingdom. These fluids are chemically complex and exhibit intense metabolism. Despite their origin, latex is the cytoplasm of specialized cells growing intrusively into organized tissues and organs, forming an interconnected network allowing latex exudation immediately after tissue damage. Insecticidal effects of latex proteins have been described, however minor studies were devoted to investigate antifungal activities in latex. In this study proteins extracted from latex of Calotropis procera (Ait.) R.Br (PLCp), Plumeria rubra L.(PLPr), Carica candamarcensis Hook F.(P1 G10), Cryptostegia grandiflora (PLCg), and Euphorbia tirucalli L. (PLEt) were tested for antifungal activity against six phytopathogens (Fusarium solani, F. oxysporium, Aspergilus niger, Rhizoctonia solani, Neurospora sp. and Colletrotricum gloerosporioides). PLCp, PLCg and P1G10 exhibited antifungal activity and PLPr and PLEt were not efetive. Inhibitory activity of the protein fractions correlated with the cysteine-type proteolytic activity found in these fractions. The endogenous proteolytic activity and inhibitory activity on fungal growth were both increased when samples were first activated with DTT, a cysteine proteinase activator. Conversely, pre-treatment of samples with iodoacetamide, an inhibitor of these proteases rendered all samples deficient of both, proteolytic and antifungal activities. Antifungal of activity of cysteine proteinases of latex origin was also confirmed when papain, obtained from latex of Caryca papaya was tested while purified trypsin and chemotrysin, two serine-type proteases were not antifungal. A cysteine proteinase was thus, purified form PLCg by ion exchange chromatography on a Mono-S Sepharose matrix monitored by a FPLC system. The protein, named Cg24-I exhibited molecular mass of 26.118 KDa determined by MALDI spectrometry; maximum of proteolysis at pH 8.0 and inhibited by iodoacetamide and E-64 when assayed with azocazein or BANA as substrates. Cg24-I inhibited germination of F. solani and altered membrane permeability of spores at a minimum concentration of 90 ng/ml. Results present here suggest that cysteine proteinases of laticifer fluids are proteins with antifungal activity capable of damaging spore structure and inhibiting hyphae growth. Reports of antifungal activity of latex proteases are still scarce in literature and this work appears as an important contribution to this field. Furthermore, this work gives important evidence for the multiple defensive role of latex in plants. Um relevante número de espécies vegetais é descrito como plantas produtoras de um fluido leitoso comumente denominado de látex. Nestas espécies, o látex é sintetizado e armazenado sob pressão em um sistema de canais formados por células altamente especializadas denominadas de laticíferas, em cujos citoplasmas estão presentes todas as estruturas eucariontes em meio à água, borracha e inúmeras moléculas, muitas das quais específicas deste conteúdo. Muitos estudos têm sugerido que moléculas produzidas nestes fluidos participam da defesa vegetal. Neste trabalho, o látex de 5 espécies foi coletado e processado em laboratório para obtenção de suas frações protéicas e estas foram avaliadas quanto a atividade sobre fungos fitopatogênicos através de ensaios de inibição da germinação de esporos e crescimento de hifas. Proteínas do látex de C. procera (PLCp), Cryptostegia grandiflora (PLCg) e Carica candamarcensis (P1 G10) apresentaram atividade antifúngica enquanto que Plumeria rubra (PLPr) e Euphorbia tirucalli (PLEt) não apresentaram atividade sobre qualquer dos fungos avaliados (Colletotrichum gloeosporioides, Fusarium oxysporum, Fusarium solani, Rhizoctonia solani, Neurospora sp. e Aspergillus niger). A atividade inibitória das frações protéicas se correlacionou diretamente com a presença de atividade proteolítica do tipo cisteínica presente nas amostras de PLCp, PLCg e P1G10. A atividade antifúngica foi aumentada na presença de DTT, um ativador destas proteases e foi diminuída ou eliminada quanto às amostras foram pré-tratadas com iodoacetamida (IAA), um inibidor específico de proteases cisteínicas. Além disso, a atividade antifúngica foi observada quando papaína, uma protease cisteínica purificada do látex de Carica papaya foi avaliada, mas tripsina e quimotripsina, duas proteases serínicas não apresentaram atividade. Através de cromatografia em coluna de Mono-S Sepharose acoplada ao sistema de FPLC, uma protease cisteínica foi isolada de PLCg. A proteína purificada (Cg24-I) apresentou massa molecular de 24,118 KDa. A Cg24-I apresentou atividade proteolítica máxima em pH 8,0 e foi inibida por IAA e E-64, utilizando azocaseína e BANA como substratos, respectivamente. Cg24-I inibiu a germinação de F. solani e foi capaz de alterar a permeabilidade das membranas dos esporos na concentração de 90 ng/ml. Esse conjunto de resultados sugere que proteinases cisteínicas de fluidos laticíferos participam da defesa das plantas contra fungos fitopatogênicos e que o provável mecanismo de ação destas proteínas seja a alteração da permeabilidade da membrana plasmática destes microrganismos. A descrição de atividade antifúngica de proteases cisteínicas oriundas de fluidos laticíferos não é ainda descrita em detalhes na literatura, sendo este um trabalho com caráter original.

Latex of the medicinal plant Calotropis procera (Apocynaceae) possesses molecules displaying different pharmacological activities, including pro- and anti-inflammatory. In this study immune inflammatory modulation of the soluble protein fraction (LP) recovered from the latex was investigated in experimental models of sepsis induced by CLP and inoculation of the S. Typhimurium. Biochemical aspects of laticifers proteins were investigated and biochemical, pharmacological and histopathological parameters were evaluated in experimental animals. LP protected animals and a unique dose (30 mg/Kg; i.p.) lead to 100% survival while non-treated infected animals (Salmonella group) reached 100% mortality within 24 h. Protection was only observed when LP was given 24 earlier of infection. LP did not exhibit in vitro bactericide activity suggesting indirect mechanism of action, probably by immune modulation. After 4 and 24 h of infection bacteria was similarly disseminated in liver, spleen and peritoneal fluid, local of bacteria inoculum. However, in blood viable bacteria was reduced only in animals given laticifers proteins. The protective effect of LP was also observed in its three sub-fraction, denominated of PI, PII and PIII, obtained after protein fractionation by ion exchange chromatography on a CM-Sepharose performed at pH 5.0. Neither, heat-treatment (100 C, 30 min) nor inhibition of its endogenous proteolytic enzymes, by iodoacetamide, eliminated the protective effect of LP. Nitric oxide (NO) an important signaling molecule was augmented in serum of non-treated animals whereas it was unaltered in control and LP/PI-treated animals 24 h after infection. Increasing of NO in serum is known to directly contribute to inhibit neutrophil migration in septic animals. Accordingly, failure of neutrophil migration to the infectious focus in septic animals was confirmed. Conversely, in animals given LP and PI, influx of neutrophils was evident. In addition, NO was also elevated in the infectious focus of LP/PI treated animals, probably due neutrophil activity as part of their microbicidal activity. Activity of adenosine deaminase (ADA) was measured locally after 4 and 24 h of infection was initiated. ADA was augmented in LP/PI treated animals and unaltered in non treated animals. Thrombocytopenia was observed in non treated animals but not in LP/PI protected animals. Neutrophilia and lymphopenia were documented in non-treated animals. Neutrophilia would result of high NO content in serum, which inhibits neutrophil migration and lymphopenia is part of immune suppression caused by sepsis. Neutrophilia was observed 7 days after infection in animals given LP/PI, suggesting a hematopoiesis stimulus. Lymphopenia first observed (24 h) in septic animals was only detected after 7 days in PL/PI treated animals. Activity of oxalacetic-glutamic transaminase was altered in all groups while glutamic-pyruvic transaminase not. Lactate dehydrogenase was augmented in all groups. Histopathological examination of liver and spleen revealed tissue damage caused by sepsis, but these alterations appeared later (7 days) in PL/PI-treated animals. Results reported in this study suggest that PL modulates immune inflammatory activity in septic animals by an indirect mechanism that remains to be investigated. Activity of LP leads to animal survival, even under infection. It is proposed that LP modulates NO synthesis, reducing NO levels in serum of infected animals and abolishing the failure of neutrophil migration. The pharmacological properties of LP previously described in classical models of inflammation, is now confirmed in a model of systemic inflammatory response elicited by microbial infection. O látex da planta medicinal Calotropis procera (Apocynaceae) possui moléculas com diferentes atividades farmacológicas, dentre estas, pró- e antiinflamatória. Neste trabalho, o efeito imunomodulatório da fração de proteínas solúveis do látex (PL) foi investigado em modelos experimentais de sepse induzida por CLP e por inoculação de S. Typhimurium. Aspectos bioquímicos das proteínas do látex foram investigados e parâmetros bioquímicos, hematológicos e histopatológicos foram determinados em animais experimentais. PL exibiu um significativo efeito protetor nos animais. Uma dose de 30 mg/Kg levou à sobrevivência de até 100%, comparada com 100% de mortalidade no grupo de animais infectados e não tratados (grupo Salmonella). Este efeito foi somente observado quando PL foi administrado 24 horas antes da indução da sepse. PL não apresentou atividade antibacteriana in vitro sugerindo um mecanismo de ação indireto, possivelmente intervindo nos processos imunes. A população microbiana no fígado, baço e fluido peritoneal - local do foco infeccioso - estava similar entre todos os grupos, 4 e 24 horas após inoculação bacteriana. No sangue, entretanto, a quantidade de bactérias viáveis estava reduzida apenas nos animais tratados com proteínas do látex. O efeito protetor de PL foi revisto através de suas três sub-frações protéicas, denominadas de PI, PII e PIII, obtidas através de fracionamento por cromatografia de troca iônica em coluna de CM-Sepharose a pH 5,0. As três sub-frações protéicas apresentaram efeito protetor e de forma similar. Nem o tratamento térmico de PL (100 °C, 30 min.) ou inibição de suas proteases endógenas com iodoacetamida alterou o efeito protetor observado. O óxido nítrico (NO), um importante sinalizador molecular, estava aumentado no soro de animais do grupo Salmonella enquanto que animais protegidos com doses de PL e PI apresentaram níveis similares ao controle após 24 horas da infecção. Este resultado corroborou com a observação de que animais com sepse letal apresentaram falência na migração de neutrófilos para o foco infeccioso enquanto que, de forma evidente, animais tratados com PL ou PI favoreceram o influxo de células para a cavidade peritoneal. Além disto, nestes animais, o nível de NO estava aumentado no foco infeccioso, uma provável atividade dos neutrófilos presentes como parte de sua atividade microbicida. A atividade da adenosina desaminase (ADA) mensurada no foco infeccioso, após 4 e 24 horas de infecção, estava aumentada apenas nos animais tratados com PL ou PI, e inalterada em animais do grupo Salmonella. Plaquetopenia foi observada em animais com sepse, mas não em animais protegidos com PL ou PI. Neutrofilia e linfopenia ocorreram em animais do grupo Salmonella. Neutrofilia seria concordante com o elevado teor de NO, um inibidor da migração de neutrófilos, enquanto que a linfopenia é parte da imunossupressão estabelecida na sepse. Em animais tratados com PL ou PI foi observada neutrofilia sete dias após a infecção, sugerindo um estímulo na hematopoiese. Linfopenia, observada no início da sepse (24 h), só ocorreu aos sete dias nos animais tratados com PL ou PI. Atividade de transaminase glutâmico oxalacética estava aumentada em todos os grupos. Transaminase glutâmico pirúvica não teve atividade alterada. A atividade da lactato desidrogenase estava aumentada em todos os grupos. Análises histopatológicas do fígado e baço mostraram que os danos teciduais causados pela sepse foram retardados nos animais tratados com PL, como observado após sete dias. A análise integrada de todos os resultados sugere que as proteínas do látex modulam a resposta imunoinflamatória por mecanismo indireto, revertendo à falência da migração de neutrófilos causada pela sepse letal e, desta forma, induzem uma resposta imunológica ainda não esclarecida, que permite a sobrevivência dos animais, mesmo sob infecção. Os resultados sugerem que a modulação de NO estaria diretamente envolvida no efeito protetor final observado. As propriedades farmacológicas de PL previamente descritas em modelos clássicos de inflamação são agora confirmadas em um modelo de resposta inflamatória sistêmica resultante de um processo infeccioso previamente estabelecido.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Sugarcane (Saccharum officinarum) is a crop of great economic importance in Brazil. Its main products are sugar and ethanol (hydrated and anhydrous). Indispensable to the world market, other products that are also originated from this crop and should be emphasized are the spirit (cachaça); the bagasse, which is used mainly as an energy source; vinasse, which serves as fertilizer; plastic and paper. The use of irrigation on sugarcane redesigned the geographical distribution of its cultivation in Brazil, incorporating areas that were not used to grow it before and turning them into new growth poles of the crop and the region. This study aimed to quantify the water interception by the sugarcane canopy, for various water depths with central pivot with different leaf area index and to determine the best time to interrupt the irrigation in sugarcane cultivation in order to improve its final processing quality, in the edaphoclimatic conditions of the northern region of Minas Gerais. The experiment was conducted from June of 2008 to June of 2009 in a farm that belongs to Sada Bioenergia and Agricultura, located at the business area of the Jaíba project. In both cases, the experiments were assembled on the randomized design. In the study of water interception, it was used the variety RB-867515, evaluating five different water depths in three different leaf area index. Evaluations always occurred in half radius of the central pivot. The results showed how important it is to consider the volume of water that runs down the stem of the plant, as it accounted for 19.92 to 25.4 % of the water depth that reaches the ground, depending on the stage development of the plant. The interception average found for leaf area index of 1.67, 2.69 and 3.5 m m-1 was 14.4, 27.63 and 31.72 % respectively. In the study of the best irrigation interrupt time at the end of the crop cycle, it was used the variety SP81-3250, interrupting the irrigation with 40, 30, 20, 15 and 10 days before harvest. In this study there was no statistical difference at 5 % significance level by the Tukey test for the main parameters evaluated, with exception of moisture between the treatments with 10 and 20 days without irrigation before harvest. A cana de açúcar (Saccharum officinarum) é uma das culturas de maior importância socioeconômica no Brasil; seus principais derivados são o açúcar e o álcool (hidratado e anidro), imprescindíveis ao mercado mundial; outros produtos, também originados dessa cultura e que devem ser salientados, são a aguardente, o bagaço, que é utilizado principalmente como fonte de energia, a vinhaça, que serve de fertilizante, o plástico e o papel. O uso da irrigação na cana de açúcar redesenhou a distribuição geográfica do seu cultivo no Brasil, incorporando áreas antes não recomendadas para o plantio e transformando-as em novos pólos de desenvolvimento da cultura e das regiões. O presente trabalho teve como objetivo quantificar a interceptação de água pelo dossel da cana de açúcar, para diversas lâminas aplicadas pelo sistema pivô central, em diferentes índices de área foliar e determinar a melhor época para efetuar a interrupção da irrigação na cultura da cana de açúcar com o intuito de melhorar sua qualidade final no processamento, nas condições edafoclimáticas da região norte de Minas Gerais. O experimento foi conduzido no período de junho de 2008 a junho de 2009, em uma fazenda pertencente à usina SADA Bioenergia e Agricultura, localizada na parte empresarial do projeto Jaíba. Nos dois casos utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado na montagem dos experimentos. No estudo de interceptação de lâmina, utilizou-se a variedade RB- 867515, avaliando cinco lâminas aplicadas em três índices de área foliar diferentes. As avaliações sempre ocorreram na metade do raio do pivô central. Através dos resultados obtidos observou-se o quanto é importante considerar-se o volume de água que escorre pelo colmo da planta, pois este foi responsável por 19,92 a 25,4 % da lâmina de água que chega ao solo, dependendo do estádio de desenvolvimento da planta. A interceptação média encontrada para os índices de área foliar de 1,67, 2,69 e 3,5 m m-1 foi de 14,4, 27,63 e 31,72 % respectivamente. No estudo de melhor época de interrupção da irrigação no final do ciclo da cultura, utilizou-se a variedade SP81-3250, interrompendo a irrigação a 40, 30, 20, 15 e 10 dias antes da colheita. Neste estudo, não houve diferença estatística a 5 % de significância pelo teste de Tukey para os principais parâmetros avaliados, com exceção apenas da umidade entre os tratamentos com 10 e 20 dias sem irrigação antes da colheita.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Water quality management in Brazil has not been deserving the same prominence given to water quantity management, being these in legal aspects, institutional arrangements, or in the planning and operation of management systems. Thus, the main focus of this research was to contribute, in the ambit of water resources and environment, for the knowing, in mathematical and experimental terms, of water quality and of the capacity of self- purification of Pomba river, using mathematical models as supporting decision-making in the process of planning and management of water resources. It was used the mathematical models of Streeter-Phelps, modified, QUAL-UFMG and QUAL2Kw for evaluating water quality and the capacity of self-purification, both in terms of space and time, of the medium course of Pomba river. The spatial analysis covered the study of water quality along nine sections of monitoring, between the cities of Astolfo Dutra and Cataguases, completing a total distance of 42,8 km, and the time analysis comprised studies in dry and rainy periods, between the months of October of 2008 to January of 2009. In order to better represent the qualitative conditions of the aquatic ecosystems, the models were calibrated and confirmed using, respectively, 16 and 6 parameters of water quality. The study of the capacity of self-purification of Pomba river was made following the results generated by quality models, mainly in terms of dissolved oxygen (DO), biochemical oxygen demand (BOD), deoxygenation rate constant (K1) and reaeration (K2). The found results showed that one of the main sources of degradation of water quality of the medium course of the Pomba river refers to the throwing of domestic sewage in both hydrological periods studied, due to the great concentration of organic matter found. During the dry period, the water quality constituent that influenced the most in the degradation of the water of Pomba river was the BOD, presenting concentrations of order of 5 mg L-1, the greatest concentrations were found in the city of Cataguases, with 13 mg L-1. In that city the BOD concentration was above the limit established by the resolution of CONAMA 357/2005, being this water course ranked in class 4. The medium concentration of dissolved oxygen found in the dry period of the year was 5,6 mg L-1. During the rainy period it was found a improvement of water quality in terms of DO (6 mg L-1), but the excess of organic matter (7,3 mg L-1) and the increasing of the concentration of other water quality parameters, as sediments, phosphorus, nitrogen and coliforms, made decrease the satisfactory levels of water quality making it impossible to use these waters for certain activities. The qualitative situation of water sources in this period is not worse just because of the expressive flowing of Pomba river, since it occurs a process of dilution of organic matter and of constituents of the water quality. According to the resolution CONAMA 357/2005, all the studied patch is ranked in class 3. In the patch located between the cities of Astolfo Dutra and Dona Euzébia it was found, in both hydrological conditions, the least capacity of self-purification of effluents, making it necessary to take preventive actions to control the throwing in natura of domestic sewages directly on water flow. The mathematical model that adjusted better to the data of water quality of Pomba river was the QUAK-UFMG, considering both dry and rainy periods. It was verified that the use of mathematical models in the evaluation of water quality and in studies of self- depuration in rivers may constitute an important tool as support in the decision-making in the process of planning, monitoring, and management of water resources. A gestão da qualidade da água no Brasil não tem merecido o mesmo destaque dado à gestão da quantidade da água, quer no aspecto legal, quer nos arranjos institucionais em funcionamento no setor ou no planejamento e na operacionalização dos sistemas de gestão. Dessa forma, o principal foco da pesquisa foi contribuir, no âmbito da gestão de recursos hídricos e ambientais, para o conhecimento, em termos matemáticos e experimentais, da qualidade da água e da capacidade de autodepuração do Rio Pomba, utilizando modelos matemáticos como subsídio para a tomada de decisão nos processos de planejamento e gestão dos recursos hídricos. Foram utilizados no trabalho os modelos matemáticos de Streeter-Phelps modificado, QUAL-UFMG e QUAL2Kw para avaliar a qualidade da água e a capacidade de autodepuração, em termos espaciais e temporais, do curso médio do Rio Pomba. A análise espacial compreendeu o estudo da qualidade da água ao longo de nove seções de monitoramento, entre os municípios de Astolfo Dutra e Cataguases, perfazendo um trecho total de 42,8 km, e a análise temporal contemplou os estudos nos períodos seco e chuvoso, entre os meses de outubro de 2008 a janeiro de 2009. Para melhor representar as condições qualitativas dos ecossistemas aquáticos, os mesmos foram calibrados e validados utilizando, respectivamente, 16 e 6 parâmetros de qualidade da água. O estudo da capacidade de autodepuração do Rio Pomba deu-se em função dos resultados gerados pelos modelos de qualidade, principalmente em termos de Oxigênio Dissolvido (OD), Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) e dos coeficientes de desoxigenação (K1) e reaeração (K2). Os resultados encontrados indicaram que uma das principais fontes de degradação da qualidade das águas do curso médio do Rio Pomba é o lançamento de efluentes domésticos nos dois períodos hidrológicos estudados, devido às grandes concentrações de matéria orgânica encontradas. Durante o período seco, o constituinte de qualidade da água melhor associado à condição de degradação das águas do Rio Pomba foi a DBO, apresentando concentrações da ordem de 5 mg L-1, sendo as maiores concentrações encontradas na cidade de Cataguases, com 13 mg L-1. Nesse município, a concentração de DBO ficou acima do limite estabelecido na Resolução CONAMA 357/2005, estando o curso d’água na condição classe 4. A concentração média de oxigênio dissolvido encontrada no período seco do ano foi de 5,6 mg L-1. Durante o período chuvoso verificou-se melhora na qualidade da água, em termos de OD (6 mg L-1), mas o excesso de matéria orgânica (7,3 mg L-1) e o aumento das concentrações de outros parâmetros de qualidade da água, como sedimentos, fósforo, nitrogênio e coliformes, fez decrescer os níveis satisfatórios de qualidade, impossibilitando o uso dessas águas para algumas finalidades. A situação qualitativa dos recursos hídricos, nesse período, só não se encontra pior devido à vazão expressiva no Rio Pomba, uma vez que ocorre um processo de diluição da matéria orgânica e dos demais constituintes de qualidade da água. Segundo a Resolução CONAMA 357/2005, todo o trecho estudado está na condição classe 3. No trecho localizado entre os municípios de Astolfo Dutra e Dona Euzébia encontrou-se, nas duas condições hidrológicas, a menor capacidade de autodepuração de efluentes, sendo necessário tomar medidas preventivas no controle dos lançamentos in natura de esgotos domésticos diretamente no curso d’água. O modelo matemático que melhor se ajustou aos dados de qualidade de água no Rio Pomba foi o QUAL-UFMG, considerando os períodos seco e chuvoso. Verificou-se que a utilização de modelos matemáticos na avaliação da qualidade da água e nos estudos de autodepuração em rios pode constituir importante ferramenta no subsídio para a tomada de decisão nos processos de planejamento, monitoramento e gestão dos recursos hídricos.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The implantation of the National Water Information System (SNIRH) created by the Law nº 9.433/97 requires, for its structure, the use of computational tools that allow the databases creation, necessary for planning and management of water resources. To the knowledge of water availability and hydraulic structures design is necessary to quantity the flow rate at any position of the stream, which is obtained from the use of regionalization methods. The present work aimed at developing a computational system for regionalization study of the minimum, maximum and average flow, the regularization curves and the permanence curve. The flow regionalization methods considered were: traditional, dimensionless curve and mass conservation. The database obtained from the National Water Agency (ANA) and encoded on Otto Pfafstetter System was integrated to the software to acquire automatically the watershed characteristics. Also, it was used web services to the importation of descriptive data and station fluviometric data, climate characteristics associated with watershed and the historical flow rate data series from the “Hidroweb” system. The developed software was called “Computer System for the Flow Rate Regionalization" (SisCoRV) and was applied to Paracatu river basin to check their functionalities. In the case study, the SisCoRV had a good interaction with the Internet, ease delineation of homogeneous regions, efficiency in applying the regionalization methodology and ability to feed the ANA database. A implantação do Sistema Nacional de Informações sobre Recursos Hídricos (SNIRH), criado pela Lei 9.433/97, requer para a sua estruturação a utilização de ferramentas computacionais que possibilitem a criação de bancos de dados necessários para o planejamento e a gestão dos recursos hídricos. Para o conhecimento da disponibilidade hídrica e o dimensionamento de obras hidráulicas é essencial a quantificação de vazões, obtidas a partir da utilização de metodologias de regionalização. Com esse intuito, o presente trabalho teve por objetivo desenvolver um modelo computacional que possibilite a realização da regionalização das vazões mínimas, máximas e médias e das curvas de regularização e de permanência. Os métodos de regionalização de vazões contemplados foram: tradicional, da curva adimensional e da conservação de massas. Foi integrada ao software a base hidrográfica ottocodificada da Agência Nacional das Águas (ANA), que propicia a obtenção automática das características físicas das bacias e empregados web services que permitem a importação dos dados descritivos das bacias e das estações fluviométricas, das características climáticas associadas às bacias hidrográficas e das séries históricas de dados de vazões do sistema Hidroweb. O software desenvolvido foi denominado Sistema Computacional para Regionalização de Vazões (SisCoRV) e foi aplicado à bacia do rio Paracatu a fim de verificar as suas funcionalidades. No estudo de caso, o SisCoRV apresentou boa interatividade com a Internet, facilidade de delimitação das regiões homogêneas, eficiência na aplicação da metodologia de regionalização e capacidade para alimentação da base hidrográfica ottocodificada da ANA.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The objective of this work was evaluate the use of the regulated deficit irrigation (RDI) as an alternative of irrigation management in mango orchard in order to optimize water use efficiency (WUE), in semi-arid, and to determine the crop transpiration and WUE for each irrigation management tested. The research was developed in a 9 years old Tommy Atkins mango crop orchard of 8 x 8 m spacing under microsprinkler and of 8 x 4 meters under drip, located in Guanambi, southwest of the Bahia, during two productive crop cycles. In the first one, between 07/18 and 11/07/2006, the regulated deficit irrigation management and the crop productivity had been monitored, and in the second one, during the period of 06/20 and 10/11/2007, besides these parameters, also soil water content, soil water potential (ψm), stem water potential (Ψstem) and plant sap flow (SFp) were measured. Deficits had been applied in phases I, II and III of fruit growth, that corresponded respectively 60, 31 and 20 days in 2006 and the 51, 31 and 31 days in 2007. In 2006 an entirely random experimental design was used, in plots consisted of a mango plant, with 10 treatments and five replications, under trickle, and with 10 treatments and three repetitions, under microsprinkler. In 2007 treatments were reduced to 8 and the design and replications were kept. In 2006 the treatments consisted in control (T0) and in application of the regulated deficit irrigation (RDI) with 40 (T1, T2 and T3), 60 (T4, T5 and T6) e 80% of the Etc (T7, T8 and T9) in the phases I, II and III of fruit development. In 2007 the control with irrigation of 100% of the ETc in all phases (T2) and treatments under RDI with 60% of the Etc (T3, T4 and T5) were kept. Treatments without irrigation (T1) and under RDI with 30% of the Etc (T6, T7 and T8) in the phases I, II and III were increased. Ψm was determined by using tensiometers, with weekly readings, before and after the event of irrigation and the Ψstem was determined weekly using a pressure chamber of Scholander. The soil water content was determined in several locations of two vertical plans perpendicular each other through the time domain reflectometria (TDR). The first one, of 1.0 m x 1,0 m, with a grid of 0.25 x 0.25 m, with the origin in the trunk and transversal direction to plant row and the second one, of 0.75 m x 0.75 m, with the same grid, with the origin in the trunk and longitudinal direction to plant row. The readings, obtained by probes were stored each 15 minutes during one week per phase, by a TDR/ datalogger set. Two treatments always were monitored simultaneously, where T2 and T3 in phase I, T2 and T4 in phase II and T2 and T5 in phase III, with and without covering the shaded area around plants. Crop evapotranspiration (ETc) was estimated by the soil water balance using soil water content data. The sap flow in the plant (SFp) was estimated through the heat dissipation probe method from the difference of temperature among the probes of 16 sensors that were installed in 16 plants. The difference of temperature was registered every 15 minutes in a datalogger / multiplexer set. At the end of each productive cycle, fruits were harvested and evaluated according to quality. They were also quantified and weighed, for the calculation of WUE. In all treatments with RDI, ψm remained between 0 and -11 kPa, not characterizing water deficit condition. ψm varied between -30 and -75 kPa, characterizing short water deficit only for treatment T1. The Ψstem varied between -0.83 and -1.53 MPa for T2, between -1.33 and - 1.83 MPa for T1 and between -0.83 and -1.70 MPa for the treatments with RDI. The treatments T1, T7 and T8 were statistical different from the others by the test of Tukey (p

Universidade Federal de Mato Grosso do Sul The Eastern of Minas Gerais State is a traditional region in cattle, which exerts strong influence on the regional economy, with the need to develop grazing systems associated with the practice of irrigation. Experiments had been conducted in order to evaluate the forage grasses traditionally used in the region under irrigation. The results showed that the Brachiaria brizantha cv. Xaraes was the grass that best responds to irrigation in the region. Thus, it was decided intensify the research on this grass, conducting an experiment in a sub-split-plot, and plots a 2 x 2 factorial (seasons and management of fertilization), four rest periods in the subplots and six levels of fertilization in the sub-sub- plots, in a completely randomized design with four replications. The seasons were divided into the dry season (fall/winter) and rainy season (spring/summer). The rest periods were 21, 28, 35 and 42 days. The management consisted of application of nitrogen and potassium fertilizers scattered by hand (conventional) and by irrigation water (fertigation). To differentiate the dose of fertilization in the treatment fertirrigated, it was used a line-source irrigation system. The fertilization doses (FD) had a ratio of nitrogen and potassium, 1 N: 0.8 K2O and were 0% (no N and K2O), 15% (108 kg N and 86 kg of K2O), 39% (272 kg N and 217 kg K2O), 64% (451 kg N and 361 kg K2O), 83% (587 kg N and 467 kg K2O) and 100% (700 kg N and 560 kg of K2O). The parameters analyzed were the morphogenetic characteristics, dry matter yield, plant height and soil cover. It was found that in general the spring/summer season provided higher average in all morphogenetic characteristics evaluated, but the management of fertilization provided no effect on any characteristic. Increasing the dose of nitrogen and potassium has a linear increase in the leaf appearance rate (LAR), leaf elongation rate (LER) and the emerging leaf numbers (EmLN), expanded leaf numbers (ExLN) and living leaf numbers (LLN). There was linear positive response in the stem elongation rate (SER), only in the treatment of conventional management of fertilization in the fall/winter and in the treatment fertigated in the spring/summer. In relation to the effect provided by increasing the rest period, it was found no effect on EmLN; the same result was found for LER for the conventional fertilization. For the treatment fertigated, there was a linear positive response. The LAR showed in a quadratic way to increasing the fertilizer dose; this response also observed in SER in the autumn/winter, while in the spring/summer, there was a positive linear response. The LLN and ExLN responded in a quadratic in the treatment of management of conventional fertilization and season autumn/winter and there were linear positive responses in all treatments. For the parameter dry matter yield (DM), it was found that, in general, the dry season had DM yield, but on average, the yield in the autumn/winter was 75% of that obtained in the spring/summer. The management of fertilization did not influence the values of DM yield, but increasing the dose of fertilization has positive linear effect on xaraes-grass fertigated in the autumn/winter and a quadratic effect in the other treatments. The rest periods provided quadratic effect only in the treatment fertigated in fall/winter season. The xaraes-grass provided greater soil cover in the spring/summer only in higher doses of fertilizer or longer rest periods. The fertilization did not affect the soil cover, and increasing fertilizer dose provided a linear increase in soil cover by the xaraes-grass. As to the effect provided for a rest period in the forage's soil cover, there was a quadratic effect in the conventional fertilization, and a linear and positive effect in fertigated treatments. The change of seasons did not provided difference in height of the xaraes-grass in treatment with 21-day rest period. In other rest periods, were observed higher values for plant height. The fertilization managements did not influence the values of plant height, but increasing the fertilizer dose had positive linear effect on plant height. As to the effect provided by rest periods, it was quadratic the response to the treatment fertigated in spring/summer and in other treatments, it was observed that increasing the rest period increased linearly the height of xaraes-grass. Na região Leste do Estado de Minas Gerais existe grande tradição na atividade pecuária, a qual exerce forte influência na economia regional, havendo a necessidade de desenvolver sistemas de pastejo associados à prática da irrigação. Experimentos já foram conduzidos visando à avaliação de gramíneas forrageiras tradicionalmente utilizadas na região sob irrigação. Os resultados mostraram que a Brachiaria brizantha cv. Xaraés foi o capim que melhor respondeu à irrigação no Leste de Minas Gerais. Diante disso, decidiu-se intensificar a pesquisa sobre esse capim, conduzindo-se um experimento em esquema de parcelas sub-subdivididas, tendo nas parcelas um esquema fatorial 2 x 2 (épocas climáticas e manejos de adubação), nas subparcelas quatro intervalos de desfolha e nas sub-subparcelas seis níveis de adubação, no delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições. As épocas climáticas foram divididas em período seco (outono/inverno) e período chuvoso (primavera/verão). Os intervalos de desfolha foram de 21, 28, 35 e 42 dias. Os manejos de adubação consistiram na aplicação de fertilização nitrogenada e potássica a lanço (convencional) e por meio da água de irrigação (fertirrigação). Para diferenciar os níveis de adubação no tratamento fertirrigado, utilizou-se a aspersão em linha. Os níveis de adubação (NA) tiveram uma relação entre nitrogênio e potássio de 1 N: 0,8 K2O e foram de 0% (sem N e K2O), 15% (108 kg de N e 86 kg de K2O), 39% (272 kg de N e 217 kg de K2O), 64% (451 kg de N e 361 kg de K2O), 83% (587 kg de N e 467 kg de K2O) e 100% (700 kg de N e 560 kg de K2O). Os parâmetros analisados foram as características morfogênicas, produtividade de matéria seca, altura de planta e cobertura do solo. Verificou-se em geral que a estação primavera/verão proporcionou maiores médias em todas as características morfogênicas avaliadas; entretanto, os manejos de adubação não proporcionaram efeito em nenhuma característica. O aumento do nível de adubação nitrogenada e potássica proporcionou aumento linear nas taxas de aparecimento de folhas (TApF), taxas de alongamento de folhas (TAlF) e nos números de folhas emergentes (NFEm), expandidas (NFEx) e vivas (NFV). Na taxa de alongamento de colmos (TAlC), houve resposta linear positiva apenas nos tratamentos de manejo de adubação convencional na estação outono/inverno e no tratamento fertirrigado na estação primavera/verão. Quanto ao efeito proporcionado pelo aumento do intervalo de desfolha, verificou-se que não houve efeito no NFEm, esse mesmo resultado foi encontrado para TAlF para o manejo da adubação convencional, porém para o tratamento fertirrigado, houve resposta linear positiva. A TApF respondeu de forma quadrática ao aumento do nível de adubação, resposta essa observada também na TAlC na estação outono/inverno; já na estação primavera/verão, houve resposta linear positiva. Os NFEx e NFV responderam de forma quadrática no tratamento de manejo da adubação convencional e estação outono/inverno e de forma linear positiva nos demais tratamentos. Para o parâmetro produtividade de matéria seca (MS), verificou-se que, em geral, o período seco apresentou menor produtividade de MS; porém, em média, a produtividade obtida na estação outono/inverno foi de 75% daquela obtida na estação primavera/verão. Os manejos de adubação não influenciaram os valores de produtividade de MS. Porém o aumento do nível de adubação proporcionou efeito linear positivo no capim-xaraés fertirrigado na estação outono/inverno e quadrático nos demais tratamentos. Os intervalos de desfolha proporcionaram efeito quadrático apenas no tratamento fertirrigado e estação outono/inverno. O capim-xaraés proporcionou maior cobertura ao solo na estação primavera/verão apenas nos maiores níveis de adubação e/ou nos maiores intervalos de desfolha. Os manejos de adubação não afetaram a cobertura do solo, tendo o aumento do nível de adubação proporcionado aumento linear na cobertura do solo pelo capim-xaraés. Quanto ao efeito proporcionado pelo intervalo de desfolha na cobertura do solo pela forrageira, observou-se efeito quadrático no tratamento com manejo da adubação convencional, e linear positivo no tratamento fertirrigado. As épocas climáticas não proporcionaram diferença na altura do capim-xaraés nos tratamentos com intervalo de desfolha de 21 dias. Nos demais intervalos de desfolha, observaram-se maiores alturas de planta na estação primavera/verão. Os manejos de adubação não influenciaram os valores de altura de planta, porém o aumento do nível de adubação proporcionou efeito linear positivo na altura das plantas. Quanto ao efeito proporcionado pelos intervalos de desfolha, verificou-se resposta quadrática para o tratamento fertirrigado e estação primavera/verão e, nos demais tratamentos, observou-se que o maior intervalo de desfolha proporcionou aumento linear na altura do capim-xaraés.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Quantifying the water consumption by major crops and the correct scheduling for its application are valuable issues to the irrigation management. It was developed at the Federal University of Viçosa an evapo-pluviometric equipment named Irrigâmetro, which allows measuring the evapotranspiration and the precipitation, providing the right time to irrigate, the running time for the irrigation system or its speed as well. The objectives of this research were: (a) to determine the coefficient of Irrigâmetro (KI) to the 2, 3, 4, 5 and 6 cm water depths in the evaporator, for 1, 3, 5 and 7 days intervals; (b) evaluate the performance of the Irrigâmetro estimating the reference evapotranspiration in the Zona da Mata's climate for the months analyzed, and (c) evaluate the interactions of the meteorological elements maximum temperature, minimum temperature, relative humidity, wind speed and radiation on the reference evapotranspiration estimated by the Irrigâmetro, operating with different depths of water in the evaporator and the Class A evaporation pan. The study was conducted at the Irrigâmetro Research and Development Unit, located in the Hydraulics, Irrigation and Drainage Experimental Area Agriculture Engineering Department, Viçosa-MG. The experiment was carried out in a completely randomized design with five treatments and three replications. The treatments consisted of Irrigâmetros equipped with evaporator operating with the following water depths: N2 = 2, N3 = 3, N4 = 4, N5= 5 and N6 = 6 cm, taken from the own equipment reference level, totaling 15 Irrigâmetros. The KI coefficient was obtained by the ratio between estimated crop evapotranspiration obtained by the Irrigâmetro and reference evapotranspiration obtained by the Penman-Monteith FAO 56 method. The analysis of the performance of the Irrigâmetro to estimate the reference evapotranspiration was made comparing the results with those obtained from the device to the equation Penman- Monteith FAO 56. The ranking of the evapotranspiration estimative was based on the values of the standard estimative error (SEE), coefficient of determination (r2) and the equation parameters (a and b) of the linear regressions. The best alternative was the one that had higher r2, lower SEE and b near to the unit. The accuracy was amended by the WILLMOT agreement index, represented by the letter "d", where the values range from zero for no agreement to 1 for perfect agreement. To evaluate the direct and indirect effects of each climatic component on the evapotranspiration estimated by the Irrigâmetro and by Class A evaporation pan, the path analysis was used, where evapotranspiration was the dependent variable and the climatic elements were the independent variables. The coefficient of Irrigâmetro increased with the increase of water level within the evaporator, for all time intervals. The Irrigâmetro showed a good performance to estimate the reference evapotranspiration in the climatic conditions of the Zona da Mata mineira when operated with the water depths in evaporator of 2 and 3 cm, with the best estimate at 2,36 cm. For the path analysis, at all studied water depths and in the Class A pan, the weather element that showed higher correlation with the evapotranspiration estimative was the radiation, followed by maximum temperature and relative humidity. The lowest correlations with the main variable were wind speed and minimum temperature, and both were not significant with 1% of probability by the t test. The indirect effect of the variable maximum temperature through radiation stood out as the most involved in trying to explain the evapotranspiration estimated by the Class A pan. The minimum temperature was the lowest correlation with the evapotranspiration obtained from the Class A evaporation pan, while the wind speed showed no significant correlation. A quantificação do consumo de água pelas principais culturas agrícolas e o momento correto para sua aplicação são de grande valor no manejo das irrigações. Na Universidade Federal de Viçosa, em Viçosa, MG, foi desenvolvido um aparelho evapopluviométrico denominado Irrigâmetro, que possibilita medir a lâmina evapotranspirada e a precipitação pluvial, fornecendo diretamente o momento de irrigar e o tempo de funcionamento de um sistema de irrigação ou a sua velocidade de deslocamento. Nesta pesquisa, os objetivos foram: (a) determinar o coeficiente do Irrigâmetro (KI) nas alturas 2, 3, 4, 5 e 6 cm do nível de água no evaporatório, para intervalos de 1, 3, 5 e 7 dias; (b) avaliar o desempenho do Irrigâmetro para estimar a evapotranspiração de referência nas condições da Zona da Mata mineira, nos meses em estudo; e (c) analisar os efeitos das interações dos elementos meteorológicos temperatura máxima, temperatura mínima, umidade relativa, velocidade do vento e radiação na evapotranspiração de referência estimada pelo Irrigâmetro operando com diferentes alturas do nível de água no evaporatório e pelo tanque Classe A. O estudo foi conduzido na Unidade de Pesquisa e Desenvolvimento do Irrigâmetro, situada na Área Experimental de Hidráulica, Irrigação e Drenagem, pertencente ao Departamento de Engenharia Agrícola da UFV, em Viçosa, MG. O experimento foi montado em delineamento inteiramente casualizado com cinco tratamentos e três repetições. Os tratamentos consistiram de Irrigâmetros equipados individualmente com evaporatórios operando com água nas alturas N2 = 2, N3 = 3, N4 = 4, N5 = 5 e N6 = 6 cm, tomadas a partir de um nível de referência próprio do aparelho, totalizando 15 Irrigâmetros. O coeficiente KI foi obtido pela relação entre a estimativa de evapotranspiração da cultura obtida no Irrigâmetro e a evapotranspiração de referência obtida pelo método de Penman-Monteith FAO 56. A análise do desempenho do Irrigâmetro para estimar a evapotranspiração de referência foi feita comparando-se os resultados do aparelho com os obtidos pela equação de Penman-Monteith FAO 56. A hierarquização das estimativas da evapotranspiração foi feita com base nos valores do erro-padrão da estimativa (SEE), do coeficiente de determinação (r2) e dos parâmetros da equação (a e b) das respectivas regressões lineares simples. A melhor alternativa foi aquela que apresentou maior r2, menor SEE e b próximo da unidade. A exatidão foi dada pelo índice de concordância de Willmott, representado pela letra d , em que os valores variam de zero para nenhuma concordância a 1 para a concordância perfeita. Para avaliar os efeitos direto e indireto de cada componente climático sobre a evapotranspiração estimada pelo Irrigâmetro e pelo tanque Classe A, utilizou-se a análise de trilha, em que a evapotranspiração foi a variável dependente e os elementos do clima, as variáveis independentes. O coeficiente do Irrigâmetro aumentou com a elevação do nível da água dentro do evaporatório. O Irrigâmetro apresentou bom desempenho na estimativa da evapotranspiração de referência nas condições climáticas da Zona da Mata mineira quando operou com os níveis de água no evaporatório 2 e 3 cm, ocorrendo a melhor estimativa no nível 2,36 cm. Pela análise de trilha, em todos os níveis de água estudados e no tanque Classe A o elemento meteorológico que apresentou maior correlação com a estimativa da evapotranspiração foi a radiação, seguida pela temperatura máxima e pela umidade relativa do ar. As menores correlações com a variável principal foram velocidade do vento e temperatura mínima, sendo ambas não significativas a 1% de probabilidade, pelo teste t. O efeito indireto da variável temperatura máxima via radiação destacou-se como o mais associado na tentativa de explicar a evapotranspiração estimada com o uso do tanque Classe A. A temperatura mínima apresentou a menor correlação com a evapotranspiração obtida no tanque Classe A, enquanto a velocidade do vento teve correlação não significativa.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Besides their fundamental role in Brazilian economy, the unpaved roads have a highly important social role, since they allow for the access of the rural population to their basic needs such as health, education, leisure and work, that frequently are available only in the urban centers. So, taking into account that the main cause of degradation in the roads is the erosion caused by the concentration of the runoff along them, a model was developed for determination of the volume required for the accumulation basin addressed to store the water from runoff of the unpaved roads. The model was based on the principle that a daily analysis of the volume flowed in each event of the precipitation series is a more coherent criterion for dimensioning the accumulation basins, since the accumulative effect from the precipitations successively occurring in the series is considered. The model uses the synthetic rainfall data to obtaining the daily series of the flowed volumes, whereas the daily balance of the volume stored in the basin is accomplished with this series. The highest value obtained in each year is identified from the series of the stored volumes. So, an annual series of the highest volumes stored in the basin is created. Then, the Gumbel distribution is applied to this series in order to obtaining the volume required for the accumulation basin (VB). According to results, the following conclusions were drawn: for the lowest Tiebac value, the time needed for the water stored in the basin to infiltrate totally into soil is longer, therefore the accumulative effect of the precipitation events are more accentuated and, consequently, higher the VB value will be. When comparing the data obtained by the developed model with those of the model proposed by Griebeler et al. (2005), it was verified that, for the Tiebac equal to 2mm h-1, the VB values obtained by the developed model were always higher than those obtained by the model proposed by Griebeler et al. (2005), and an increased difference occurred with the increase in the return period (T). For the lowest values of Tiebac, the increase in the VB values from the increased T was, in general, proportionally higher for the model proposed by Griebeler et al. (2005) than for the developed model. As estradas não pavimentadas, além de exercerem um papel fundamental na economia brasileira, possuem uma atribuição de grande importância social, que é permitir o acesso da população rural às necessidades básicas da sociedade como saúde, educação, lazer e trabalho, que muita das vezes estão disponíveis apenas nos centros urbanos. Tendo em vista que o principal causador da degradação das estradas é a erosão causada pela concentração de escoamento superficial ao longo destas, desenvolveu-se um modelo para a determinação do volume requerido para a bacia de acumulação destinada ao armazenamento do escoamento superficial provindo de estradas não pavimentadas. O modelo se baseou no princípio de que uma análise dia a dia do volume escoado em cada evento da série de precipitação é um critério mais coerente para o dimensionamento de bacias de acumulação, uma vez que é considerado o efeito acumulativo de precipitações que ocorrem de forma sucessiva na série. O modelo utiliza dados sintéticos de precipitação para a obtenção de uma série diária de volumes escoados, com a qual é realizado o balanço diário do volume armazenado na bacia. A partir da série de volumes armazenados é identificado o maior valor obtido em cada ano e, assim, é criada uma série anual de volumes máximos armazenados na bacia, à qual é aplicada a distribuição de Gumbel para a obtenção do volume requerido para a bacia de acumulação (VB). De acordo com os resultados obtidos verificou-se que, para as menores Tiebac, o tempo necessário para que a água armazenada na bacia infiltre totalmente no solo é maior, desta forma mais acentuado é o efeito acumulativo dos eventos de precipitação e, conseqüentemente, maior o valor de VB. Comparando os dados obtidos pelo modelo desenvolvido com os do modelo proposto por Griebeler et al. (2005) verificou-se que, para a Tiebac de 2 mm h-1, os valores de VB obtidos pelo modelo desenvolvido foram sempre maiores do que os valores obtidos pelo modelo proposto por Griebeler et al. (2005) e que a diferença aumentou com o aumento do período de retorno (T). Observou-se ainda que, para os menores valores de Tiebac, o aumento dos valores de VB a partir do aumento de T foi, em geral, proporcionalmente maior para o modelo proposto por Griebeler et al. (2005) do que para o modelo desenvolvido.

ARAÚJO, E. S. Látex de Plumeria rubra L. (jasmim): perfil protéico, caracterização enzimática e ação contra insetos. 2009. 90 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2009. Plumeria rubra L. is a laticífera plant belonging to the family Apocynaceae popularly known as Jasmim. For spicy and fragrant flowers make this tree is commonly seen ornate squares and gardens of residential urban centers. Laticífer plants are well known for producing a fluid endogenously generally milky in appearance - latex - that exudates from the plant when it undergoes some type of injury, either by mechanical damage or attack by predators. Latex is a material that has been the subject of biochemical and pharmacological studies show that it is a promising source of compounds with potential biotechnological application. In this study the latex of P. rubra was the subject of biochemical and biological research with emphasis on the search for proteins that could make any deleterious action against agricultural insect pests. Laboratory procedures that employ centrifugation and dialysis allowed the fractionation of latex into three distinct components: rubber (BL), proteins (PLPr) and low molecular weight molecules (DL). The PLPr fraction was subject to biochemical and enzymatic characterization and was used in bioassays with the bean weevil-of-rope, Callosobruchus maculatus and the fruit fly, Ceratitis capitata. The full latex and its fractions were used in testing the repellency of oviposition of C. maculatus and Zabrotes subfasciatus. The BL fraction is the major component of latex, 70 %, while PLPr and DL fractions are about 15 % each one. The content of soluble protein in PLPr fraction was 0.33 mg / mL. Espectrometric and electrophoretic analysis revealed the presence of proteins with molecular weights ranging from 12 to 117 kDa, with a maximum of protein with 26 kDa and pI