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Dissertações |
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Tiago Silva Borges
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Própolis verde: compostos bioativos, potencial antioxidante, antimicrobiano, citotóxico e neuroprotetor.
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Orientador : LUZIMAR GONZAGA FERNANDEZ
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MEMBROS DA BANCA :
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ALLÍVIA ROUSE CARREGOSA RABBANI
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LUZIMAR GONZAGA FERNANDEZ
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PATRÍCIA MARIA GUEDES PAIVA
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Data: 06/03/2024
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Os diferentes tipos de própolis são populares em diversas regiões do Brasil, contendo componentes químicos complexos, principalmente flavonoides e polifenóis, que variam de acordo com a localização geográfica, as espécies vegetais e a estação do ano em que são produzidos. A própolis verde, por exemplo, é produzida por abelhas Apis mellifera que utilizam Baccharis dracunculifolia, uma espécie comum encontrada no cerrado brasileiro. Este estudo visa avaliar a própolis verde brasileira, tanto ''in natura'' quanto comercial, em relação ao seu potencial antioxidante, antimicrobiano, citotóxico e neuroprotetor, correlacionando esses aspectos com seu perfil químico. Para isso, foram utilizados extratos de própolis ''in natura'' para preparar extratos etanólico, aquoso e em acetato de etila. Os extratos comerciais aquoso e etanólico foram obtidos através da Empresa Favo de Ouro, ]. A triagem fitoquímica, um método colorimétrico e qualitativo, foi utilizado para caracterizar os extratos, avaliando a presença de gupos químicos. Os extratos brutos de própolis verde e as soluções aquosas e etanólicas de própolis verde comercial apresentaram semelhanças quanto aos grupos químics presentes. Por outro lado, os extratos aquoso e etanólico de própolis verde ''in natura'' se distinguiram dos demais devido à presença de saponinas. A atividade antimicrobiana foi avaliada por diluição em caldo. Os extratos brutos em etanol e acetato de etila mostraram-se eficazes contra Staphylococcus aureus em concentrações de 125 e 250 μgmL-1, respectivamente. O extrato comercial em solução aquosa também foi eficaz contra Escherichia coli. A avaliação citotóxica e neuroprotetora em células PC12 durante 48 horas mostrou que a maioria dos extratos não foi tóxica, exceto o extrato comercial em solução etanólica, que apresentou toxicidade. Quanto à atividade neuroprotetora, os extratos brutos aquoso e em acetato de etila, nas concentrações de 11 e 5,5 μgmL-1, respectivamente, mostraram resultados promissores. A análise de própolis por GC-MS possibilitou a identificação de uma variedade de compostos, como terpenos, fenóis, ácidos, aldeídos e ácidos graxos, dependendo da composição específica da amostra. Essa técnica é essencial para uma caracterização detalhada dos constituintes químicos presentes na própolis, oferecendo insights valiosos sobre sua composição química.
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Different types of propolis are popular in various regions of Brazil, containing complex chemical components, mainly flavonoids and polyphenols, which vary according to geographical location, plant species, and the season in which they are produced. For example, green propolis is produced by Apis mellifera bees that use Baccharis dracunculifolia, a common species found in the Brazilian savannah. This study aims to evaluate Brazilian green propolis, both ''in natura'' and commercial, regarding its antioxidant, antimicrobial, cytotoxic, and neuroprotective potential, correlating these aspects with its chemical profile. To achieve this, propolis extracts ''in natura'' were used to prepare ethanolic, aqueous, and ethyl acetate extracts. The commercial aqueous and ethanolic extracts were obtained from Favo de Ouro Company, a laboratory partner. Phytochemical screening, a colorimetric and qualitative method, was used to characterize the extracts, assessing the presence of secondary metabolites. The crude extracts of green propolis and the aqueous and ethanolic solutions of commercial green propolis showed similarities in the presence of secondary metabolites. On the other hand, the aqueous and ethanolic extracts of green propolis ''in natura'' stood out due to the presence of saponins. Antimicrobial activity was evaluated by broth dilution. The crude extracts in ethanol and ethyl acetate proved effective against Staphylococcus aureus at concentrations of 125 and 250 μg/mL, respectively. The commercial aqueous solution was also effective against Escherichia coli. Cytotoxic and neuroprotective evaluation in PC12 cells for 48 hours showed that most extracts were not toxic, except for the commercial ethanolic solution, which exhibited toxicity. Regarding neuroprotective activity, the aqueous and ethyl acetate crude extracts, at concentrations of 11 and 5.5 μg/mL, respectively, showed promising results. Propolis analysis by GC-MS enabled the identification of a variety of compounds, such as terpenes, phenols, acids, aldehydes, and fatty acids, depending on the specific composition of the sample. This technique is essential for a detailed characterization of the chemical constituents present in propolis, providing valuable insights into its chemical composition.
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Dhielly Hapuque de Oliveira Castro
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Atividade antioxidante, antimicrobiana, toxicológica e antitumoral de extratos de Laguncularia racemosa L. do Litoral Norte da Bahia.
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Orientador : LUZIMAR GONZAGA FERNANDEZ
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MEMBROS DA BANCA :
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LUZIMAR GONZAGA FERNANDEZ
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MARCOS VINICIUS SILVA DE ANDRADE
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PAULO ROBERTO RIBEIRO DE JESUS
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Data: 07/03/2024
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A Laguncularia racemosa L. pertence à família Combretaceae que está presente do norte ao sudoeste do Brasil. Essa espécie faz parte da vegetação dos manguezais e ocorre em áreas com diferentes constituições, tanto em solos arenosos quanto argilosos, sendo utilizada para fitorremediação, avaliação de impactos ambientais e na medicina tradicional como agente de tratamento para algumas doenças. Entretanto, existem poucos estudos etnofarmacológicos e de identificação dos metabólitos responsáveis por suas propriedades biológicas e farmacológicas. Neste contexto, foi utilizada uma abordagem multidisciplinar e integrada para determinar o potencial medicinal quanto a atividade antioxidante, antimicrobiana, toxicológica e antitumoral de extratos de Laguncularia racemosa L. do Litoral Norte da Bahia. A coleta de amostras foi realizada no manguezal do rio Pojuca, Mata de São João, Bahia. Extratos brutos da folha foram preparados por maceração utilizando como solvente o acetato de etila PA, diclorometano e o etanol a 50%. Para a identificação preliminar dos grupos químicos presentes nos extratos foi realizada a triagem fitoquímica. O método de captura do radical livre 2,2-difenil-1-picril-hidrazil (DPPH) foi utilizado para a determinação da atividade antioxidante, aliado a determinação de fenóis totais pelo método de Folin Ciocalteufolin. Para verificar a atividade antimicrobiana foi utilizada a técnica de microdiluição sucessiva em caldo, com cepas ATCC das bactérias gram-positivas Staphylococcus aureus e Bacillus subtilis, bactérias gram-negativas (Escherichia coli e Pseudomonas aeruginosa) como também os fungos Candida albicans e Candida glabrata. O ensaio de toxicidade foi realizado utilizando Artemia salina. Linhagens de glioblastoma de rato (C6) e humano (GL-15)) foram utilizadas para a avaliação da atividade antitumoral citotóxica com a análise morfológica, viabilidade celular, ciclo celular e mecanismo de morte celular. Saponinas, catequinas, taninos condensados, catequinas, flavanóis, triterpenos tetracíclicos livres, taninos hidrossolúveis foram identificados nos extratos. Os extratos apresentaram efeitos nas bactérias utilizadas e não apresentaram efeitos nas cepas de fungos. Os extratos foram tóxicos para cistos de A. salina a partir da concentração de 50μg.mL-1. O efeito antitumoral foi visualizado a partir da concentração 25μg.mL-1 onde houve uma redução da densidade celular e alterações morfológicas. Foram identificados 38 metabolitos secundários nos extratos por meio de cromatografia gasosa (GC-MS), de diferentes grupos químicos e alguns destes podem ser responsáveis pelas propriedades das folhas de L. racemosa, que mostrou ser efetiva em relação a atividade antioxidante, antimicrobiana e antitumoral.
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The Laguncularia racemosa L. belongs to the Combretaceae family and is present from northern to southwestern Brazil. This species is part of mangrove vegetation and occurs in areas with different soil compositions, ranging from sandy to clayey soils. It is used for phytoremediation, environmental impact assessment, and in traditional medicine as a treatment for certain diseases. However, there are few ethnopharmacological studies and identifications of the metabolites responsible for its biological and pharmacological properties. In this context, a multidisciplinary and integrated approach was employed to determine the medicinal potential regarding antioxidant, antimicrobial, toxicological, and antitumor activities of Laguncularia racemosa L. extracts from the North Coast of Bahia. Sample collection was carried out in the Pojuca River mangrove, Mata de São João, Bahia. Leaf crude extracts were prepared by maceration using ethyl acetate, dichloromethane, and 50% ethanol as solvents. Phytochemical screening was performed for the preliminary identification of chemical groups present in the extracts. The 2,2-diphenyl-1-picryl-hydrazyl (DPPH) free radical scavenging method, combined with the total phenol determination method, was used to assess antioxidant activity. The antimicrobial activity was evaluated using the successive microdilution technique in broth, with ATCC strains of gram-positive bacteria Staphylococcus aureus and Bacillus subtilis, gram-negative bacteria Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa, as well as fungi Candida albicans and Candida glabrata. Toxicity testing was conducted using Artemia salina. Rat (C6) and human (GL-15) glioblastoma cell lines were used to evaluate cytotoxic antitumor activity, including morphological analysis, cell viability, cell cycle, and cell death mechanism. Saponins, catechins, condensed tannins, flavanols, triterpenes, and water-soluble tannins were identified in the extracts. The extracts exhibited effects on the tested bacteria and showed no effects on the fungal strains. The extracts were toxic to A. salina cysts from a concentration of 50 μg/mL onwards. The antitumor effects was observed from the concentration of 25 μg/mL, where there was reduction in cell density and morphological changes. Secondary metabolites identified in the extracts though gas chromatography (GC-MS) are responsible for the leaf properties that proved to be effective regarding antioxidant, antimicrobial and antitumor activity.
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Flávia Santos Sanches
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AÇÃO CITOPROTETORA DE COMPOSTOS PRESENTES NO EXTRATO DICLOROMETÂNICO DE SEMENTES DA AMBURANA CEARENSIS EM MODELO AGUDO DE ISQUEMIA ENCEFÁLICA
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Orientador : VICTOR DIOGENES AMARAL DA SILVA
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MEMBROS DA BANCA :
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MAURO CUNHA XAVIER PINTO
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ANIBAL DE FREITAS SANTOS JUNIOR
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VICTOR DIOGENES AMARAL DA SILVA
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Data: 14/06/2024
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A isquemia encefálica é caracterizada pela interrupção de suprimento sanguíneo, diminuindo a oferta de oxigênio e nutrientes para o tecido nervoso. Como consequência, ocorre déficit energético, estresse oxidativo e inflamação, que levam a morte celular. A excitotoxicidade glutamatérgica é um dos mecanismos fisiopatológicos presentes em doenças neurodegenerativas crônicas e agudas, como o acidente vascular encefálico isquêmico. O excesso de glutamato promove apoptose nos neurônios, aumentando a entrada de Ca2+ na célula, resultando em danos ao DNA e morte celular. Por outro lado, os astrócitos controlam ativamente o excesso de glutamato para prevenir a morte neuronal. Nossos estudos anteriores demonstraram melhora na função de células neurais tratadas com compostos presentes no extrato de diclorometano das sementes de Amburana cearensis (EDAC) contra a privação de oxigênio e glicose (OGD) e estresse pelo excesso de glutamato. No entanto, mais estudos precisam ser feitos para compreender mais a fundo os mecanismos e caracterizar a cumarina, principal composto do EDAC, como agente farmacologicamente ativo. Sabe-se que a isquemia cerebral pode levar à ativação de cascatas como PI3K/AKT e MAPK, aumentando a expressão de proteínas como AKT e ERK1/2, e também modular a expressão da glutamina sintetase (GS), marcador de astrogliose, que converte glutamato em glutamina, um aminoácido não tóxico. Portanto, este estudo tem como objetivo investigar o mecanismo de ação do EDAC e da cumarina isolada na regulação de proteínas da via MAPK e AKT modelo in vitro de AVE isquêmico. Assim, linhagens celulares PC12 foram submetidas a OGD ou glutamato (20 mM) e/ou tratadas concomitantemente com EDAC (500 µg/mL) e cumarina (500 µm/mL) por 24 horas. Posteriormente, a viabilidade celular foi avaliada por iodeto de propídeo ou MTT. Além disso, a expressão das proteínas da via AKT e MAPK foi investigada por Western Blot, e a expressão da caspase 3 por imunofluorescência. EDAC e cumarina foram capazes de proteger células PC12 em condição de OGD e o EDAC foi capaz de proteger as células contra a toxicidade do glutamato (20 mM). Ambos foram capazes de regular positivamente a expressão de AKT, ERK1/2 e ERK fosforilada e regular negativamente a caspase 3. Nossos resultados demonstram que EDAC e cumarina têm um potencial efeito farmacológico em modelos agudos de isquemia e esclarecem os mecanismos de ação relacionados ao efeito neuroprotetor de compostos de sementes de A. cearensis em modelo de estudo de isquemia encefálica.
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Brain ischemia is characterized by the interruption of blood supply, reducing the supply of oxygen and nutrients to the nervous tissue. As a consequence, energy deficit, oxidative stress and inflammation occur, which lead to cell death. Glutamatergic excitotoxicity is one of the pathophysiological mechanisms present in chronic and acute neurodegenerative diseases, such as ischemic stroke. Excess glutamate promotes apoptosis in neurons, increasing the entry of Ca2+ into the cell, resulting in DNA damage and cell death. On the other hand, astrocytes actively control excess glutamate to prevent neuronal death. Our previous studies demonstrated improvement in the function of neural cells treated with compounds present in the dichloromethane extract of Amburana cearensis seeds (EDAC) against oxygen and glucose deprivation (OGD) and stress due to excess glutamate. However, more studies need to be carried out to better understand the mechanisms and characterize coumarin, the main compound in EDAC, as a pharmacologically active agent. It is known that cerebral ischemia can lead to the activation of cascades such as PI3K/AKT and MAPK, increasing the expression of proteins such as AKT and ERK1/2, and also modulating the expression of glutamine synthetase (GS), a marker of astrogliosis, which converts glutamate into glutamine, a non-toxic amino acid. Therefore, this study aims to investigate the mechanism of action of EDAC and isolated coumarin in the regulation of MAPK and AKT pathway proteins in vitro model of ischemic stroke. Thus, PC12 cell lines were subjected to OGD or glutamate (20 mM) and/or concomitantly treated with EDAC (500 µg/mL) and coumarin (500 µm/mL) for 24 hours. Subsequently, cell viability was assessed by propidium iodide or MTT. Furthermore, the expression of AKT and MAPK pathway proteins was investigated by Western Blot, and the expression of caspase 3 by immunofluorescence. EDAC and coumarin were able to protect PC12 cells in OGD condition and EDAC was able to protect cells against glutamate toxicity (20 mM). Both were able to positively regulate the expression of AKT, ERK1/2 and phosphorylated ERK and negatively regulate caspase 3. Our results demonstrate that EDAC and coumarin have a potential pharmacological effect in acute models of ischemia and clarify the mechanisms of action related to the effect neuroprotective compound from A. cearensis seeds in a study model of brain ischemia.
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EVELY DANTAS BORGES LOPES
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BUSCA IN SILICO DE SUBSTÂNCIAS BIOATIVAS PRESENTES NA ESPÉCIE EUPHORBIA TIRUCALLI COMO POTENCIAIS AGENTES ANTICANCERÍGENOS CONTRA O CÂNCER COLORRETAL.
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Orientador : MARCIA BARBOSA DA SILVA
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MEMBROS DA BANCA :
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Juan Ricardo Urrego Alvarez
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MARCELO BIONDARO GOIS
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MARCIA BARBOSA DA SILVA
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Data: 10/07/2024
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O câncer colorretal (CCR) é o terceiro tipo mais comum de câncer, afetando o intestino grosso e o reto, sendo causado pelo acúmulo de alterações genéticas e epigenéticas. A desregulação das vias de sinalização celular, como a PI3K, mTOR, ERK/MAPK, TNF-α e TGF-β, contribui para o desenvolvimento do CCR. A Euphorbia tirucalli, planta conhecida como "aveloz", contém flavonoides como kaempferol, isoquercetina e quercetina, com atividades antitumorais. Uma tabela com 63 proteínas importantes na via de sinalização do CCR foi elaborada, selecionando cinco proteínas-alvo. Foi realizado o modelo de alinhamento flexível de flavonoides, resultando na seleção do modelo 4, posteriormente a verificação de pontos farmacofóricos e construção da estrutura única, denominada Flavo1. A molécula Flavo1 foi otimizada para melhorar sua eficácia terapêutica, levando ao desenvolvimento da Flavo2. O volume do Flavo2 é de 378,867 unidades e sua densidade é de 1,04. Ele possui 8,0 aceptores e 6,0 doadores de ligações de hidrogênio, dentro dos limites aceitáveis. O Flavo2 apresenta um QED médio de 0,67 para compostos atrativos, 0,49 para não atrativos e 0,34 para não atrativos altamente complexos. Sua permeabilidade Caco-2 prevista é expressa como -5,301 log cm/s, cerca de 0,151 abaixo do valor considerado bom (>-5,15 log cm/s). O Flavo2 obteve a permeabilidade Caco-2 abaixo do limite considerado bom e apresentou estabilidade e baixa probabilidade de depuração hepática, mostrando-se como um inibidor da aromatase, podendo
afetar o equilíbrio hormonal. Para a validação de complexos, foi necessário realizar o re- docking, exceto do TGF-β, que não estava acoplada com um ligante. A interação entre o Flavo2
e a mTOR resultou em uma energia de ligação de -8,74, envolvendo 12 ligantes no sítio de ATP da mTOR. O Flavo2 mostrou uma interação próxima ao medicamento PI-103, com uma energia de ligação de -8,78. Com a PI3K, o Flavo2 apresentou uma energia de ligação de -7,89, com interação significativa com o resíduo crucial. A interação com a ERK2 resultou em uma energia de ligação de -7,64, enquanto com ulixertinibe foi de -7,65. A ancoragem com TGFβR1 apresentou uma forte interação, com uma energia de ligação de -9,80, enquanto com Galunisertib foi ligeiramente superior, em cerca de 0,15. Com o TNF-α, o Flavo2 teve uma energia de ligação de -7,69, enquanto com SPD304 foi de -7,60, inferior ao Flavo2. Ao comparar o composto Flavo2 com um fármaco sintético, observou-se que a energia de ligação do Flavo2 foi superior em proteínas como PI3K e TNF-α. Entretanto, não foram observadas diferenças significativas em relação às outras proteínas estudadas. É importante ressaltar que são necessários testes complementares para validar esses resultados e aprimorar as propriedades farmacocinéticas do Flavo2. Essas etapas são cruciais para o desenvolvimento de novos medicamentos eficazes e seguros no tratamento do câncer colorretal.
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Colorectal cancer (CRC) is the third most common type of cancer, affecting the large intestine and rectum, caused by the accumulation of genetic and epigenetic alterations. The dysregulation of cellular signaling pathways, such as PI3K, mTOR, ERK/MAPK, TNF-α, and TGF-β, contributes to CRC development. Euphorbia tirucalli, a plant known as "aveloz", contains flavonoids like kaempferol, isoquercetin, and quercetin, with anti-tumor activities. A table with 63 important proteins in the CRC signaling pathway was created, selecting five target proteins. Flexible alignment models of flavonoids resulted in the selection of model 4, followed by verification of pharmacophoric points and the construction of a unique structure, named Flavo1. The Flavo1 molecule was optimized to improve its therapeutic efficacy, leading to the development of Flavo2. The volume of Flavo2 is 378.867 units and its density is 1.04. It has 8.0 acceptors and 6.0 hydrogen bond donors, within acceptable limits. Flavo2 has an average QED of 0.67 for attractive compounds, 0.49 for non-attractive, and 0.34 for highly complex non-attractive compounds. Its predicted Caco-2 permeability is expressed as -5.301 log cm/s, approximately 0.151 below the considered good value (> -5.15 log cm/s). Flavo2 obtained Caco-2 permeability below the considered good limit and showed stability and low likelihood of hepatic clearance, being an aromatase inhibitor that may affect hormonal balance. For complex validation, re-docking was necessary, except for TGF-β, which was not coupled with a ligand. The interaction between Flavo2 and mTOR resulted in a binding energy of -8.74, involving 12 ligands in the ATP site of mTOR. Flavo2 showed a close interaction to the drug PI-103, with a binding energy of -8.78. With PI3K, Flavo2 presented a binding energy of -7.89, with significant interaction with the crucial residue. The interaction with ERK2 resulted in a binding energy of -7.64, while with ulixertinibe it was -7.65. The docking with TGFβR1 showed a strong interaction, with a binding energy of -9.80, while with Galunisertib, it was slightly higher by about 0.15. With TNF-α, Flavo2 had a binding energy of -7.69, while with SPD304, it was -7.60, lower than Flavo2. When comparing the compound Flavo2 with a synthetic drug,
it was observed that the binding energy of Flavo2 was higher in proteins such as PI3K and TNF- α. However, no significant differences were observed concerning the other studied proteins. It
is important to note that additional tests are needed to validate these results and improve the pharmacokinetic properties of Flavo2. These steps are crucial for the development of new, effective, and safe drugs for the treatment of colorectal cancer.
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Fabrine Souza de Andrade
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POTENCIAL ANTIOXIDANTE DE MICROALGAS MARINHAS CULTIVADAS SOB ESTRESSE ACÍDICO
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Orientador : SUZANA TELLES DA CUNHA LIMA
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MEMBROS DA BANCA :
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RAVENA PEREIRA DO NASCIMENTO
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SUZANA TELLES DA CUNHA LIMA
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TAIARA AGUIAR CAIRES
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Data: 28/08/2024
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O crescente interesse em microalgas deve-se às suas características fotossintetizantes e ampla distribuição global, tornando-as promissoras para a produção de compostos bioativos de elevado valor biológico e biotecnológico e em diversas áreas. Ao promover alterações nas condições de cultivo, as produções desses compostos podem alterar, podendo aumentar a eficácia na sua potencialidade. Este trabalho teve como objetivo a avaliação das propriedades antioxidantes das microalgas Pyramimonas virginica e Tetraselmis gracilis em resposta a variações no pH (3,0 e 5,0). A atividade antioxidante foi medida pelo método de sequestro do radical 2,2-difenil-1-picril-hidrazil (DPPH) por espectrofotometria, enquanto a quantidade de fenóis foi determinada pelo método Folin-Ciocalteu. A toxicidade foi avaliada com teste frente à Artemia salina e o perfil fitoquímico dos extratos etanólicos foi obtido por triagem qualitativa. Os resultados mostraram que o crescimento das microalgas foi similar para as duas espécies, mas as cultivadas a pH 3,0 apresentaram uma diminuição significativa na densidade óptica, indicando menor produção de biomassa até chegar a morte celular. No pH 5,0, ambas as espécies mostraram um aumento na densidade óptica comparável ao controle (pH 7,0). P. virginica teve um rendimento maior (0,984 g∙L⁻¹) em comparação com T. gracilis (0,482 g∙L⁻¹), enquanto os rendimentos para o controle foram 1,102 g∙L⁻¹ e 1,065 g∙L⁻¹, respectivamente. Nos extratos etanólicos, a concentração inibitória (IC50) de P. virginica demonstrou um aumento de aproximadamente quatro vezes no pH 5,0 (17,09 mg∙mL⁻¹) em comparação à amostra do pH controle (4,52 mg∙mL⁻¹). Para T. gracilis, a IC50 foi ligeiramente reduzida de 16,7 mg∙mL⁻¹ no controle para 12,57 mg∙mL⁻¹ quando submetida ao cultivo acídico, demonstrando maior atividade antioxidante nessa amostra. A triagem fitoquímica qualitativa revelou a presença de flavonoides em ambas as espécies e polifenóis em T. gracilis. No caso dos compostos fenólicos, P. virginica destacou-se com o maior teor no pH neutro (11,10 ± 0,032 mg EAG/g de extrato), enquanto T. gracilis teve um aumento na taxa de compostos fenólicos no pH ácido (7,36 ± 0,012 mg EAG/g de extrato), corroborando com a atividade antioxidante encontrada. Quanto ao teste de toxicidade, os extratos etanólicos não foram consideradas tóxicas para a A. salina. O estudo conclui que a produção de compostos bioativos das microalgas pode ser significativamente modulada por condições de cultivo, como pH, refletindo um potencial antioxidante aumentado quando cultivadas em pH baixo.
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The growing interest in microalgae is due to their photosynthetic characteristics and wide global distribution, making them promising for the production of bioactive compounds of high biological and biotechnological value in several areas. By promoting changes in the conditions in which microalgae can be cultivated, the production of these compounds can undergo changes, which can increase their potential efficacy. This study aimed to evaluate the antioxidant properties of the microalgae Pyramimonas virginica and Tetraselmis gracilis in response to variations in pH (3.0 and 5.0). The antioxidant activity was measured by the 2,2- diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging method by spectrophotometry, while the amount of phenols was determined by the Folin-Ciocalteu method. Toxicity was evaluated with a test against Artemia salina and the phytochemical profile of the ethanolic extracts was obtained by qualitative screening. The results showed that microalgae growth was similar for both species, but those grown at pH 3.0 showed a significant decrease in optical density, indicating lower biomass production until cell death. At pH 5.0, both species showed an increase in optical density comparable to the control (pH 7.0). P. virginica had a higher yield (0.984 g∙L⁻¹) compared to T. gracilis (0.482 g∙L⁻¹), while the yields for the control were 1.102 g∙L⁻¹ and 1.065 g∙L⁻¹, respectively. In the ethanolic extracts, the inhibitory concentration (IC50) of P. virginica demonstrated an approximately four-fold increase at pH 5.0 (17.09 mg∙mL⁻¹) compared to the pH control sample (4.52 mg∙mL⁻¹). For T. gracilis, the IC50 was slightly reduced from 16.7 mg∙mL⁻¹ in the control to 12.57 mg∙mL⁻¹ when subjected to acidic cultivation, demonstrating greater antioxidant activity in this sample. Qualitative phytochemical screening revealed the presence of flavonoids in both species and polyphenols in T. gracilis. In the case of phenolic compounds, P. virginica stood out with the highest content at neutral pH (11.10 ± 0.032 mg EAG/g of extract), while T. gracilis had an increase in the rate of phenolic compounds at acidic pH (7.36 ± 0.012 mg EAG/g of extract), corroborating the antioxidant activity found. Regarding the toxicity test, the ethanolic extracts were not considered toxic to A. salina. The study concludes that the production of bioactive compounds from microalgae can be significantly modulated by cultivation conditions, such as pH, reflecting an increased antioxidant potential when cultivated at acid conditions.
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Nara Emília Santos Benedicto
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CONTRIBUIÇÃO DA FAMÍLIA PRENILTRANSFERASE NA AQUISIÇÃO DE TOLERÂNCIA A ESTRESSES ABIÓTICOS EM Ricinus communis: CARACTERIZAÇÃO IN SILICO, ASPECTOS EVOLUTIVOS E EXPRESSÃO GÊNICA
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Orientador : PAULO ROBERTO RIBEIRO DE JESUS
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MEMBROS DA BANCA :
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MARIANA DE LIMA SANTOS
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LUZIMAR GONZAGA FERNANDEZ
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PAULO ROBERTO RIBEIRO DE JESUS
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Data: 25/09/2024
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A Ricinus communis L. (mamona) é uma planta com alto potencial para a produção de óleo, sendo amplamente utilizada na indústria ricinoleica. No Brasil, a região Nordeste concentra a maior área de cultivo dessa planta, onde condições ambientais adversas, como salinidade, altas temperaturas e seca impõem desafios significativos à produção. Considerando a importância econômica e industrial dessa cultura, torna-se fundamental desenvolver estratégias que assegurem seu cultivo em ambientes desafiadores. A família de genes preniltransferases (PT) desempenha um papel essencial na codificação de enzimas que catalisam a formação de esqueletos terpenoides a partir dos intermediários dimetilalil difosfato (DMAPP) e isopentenil difosfato (IPP) e transferem porções prenil para outras moléculas. Esses terpenoides geram uma vasta gama de metabólitos primários e secundários, que são cruciais para as respostas das plantas a estresses ambientais. O presente estudo teve como objetivo realizar uma análise in silico da família de proteínas e genes preniltransferases em R. communis utilizando ferramentas de bioinformática, visando correlacionar essa família com as respostas a estresses ambientais a partir de expressão gênica, além de investigar aspectos evolutivos. Foram realizadas buscas de similaridade no genoma da R. communis para identificar proteínas PT, além de análises filogenéticas, predições de localização subcelular, identificação de domínios e motifs conservados, regiões promotoras de genes, mapeamento cromossômico e análises de microarranjos. No total, 36 sequências candidatas a PT foram identificadas em R. communis, classificadas em cinco subgrupos distintos: UbiA, terpenoides ciclases, proteínas preniltransferases, trans-preniltransferases e cis-preniltransferases. Além disso, foram identificados domínios conservados, como Z-poliprenil sintase; poliprenil sintetase; repetição de preniltransferase e esqualeno oxidase; repetição da subunidade alfa da proteína preniltransferase; terpenoides cilcases; esqualeno hopeno ciclase domínio N-terminal; domínio C-terminal da esqualeno-hopeno ciclase e superfamília UbiA preniltransferase relacionados às preniltransferases. Cis-peniltransferases são o grupo de PT mais antigas. Uma parte das proteínas mostraram expressão gênica diferencial frente a estresses térmico e salino em diferentes estágios de desenvolvimento. Os resultados deste estudo oferecem uma visão mais aprofundada das proteínas PT em R. communis, estabelecendo uma base para pesquisas futuras sobre essa família gênica na espécie.
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Ricinus communis L. (castor bean) is a plant with high potential for oil production, widely used in the ricinoleic industry. In Brazil, the Northeast region has the largest cultivation area for this plant, where adverse environmental conditions such as salinity, high temperatures, and drought pose significant challenges to production. Consideri the economic and industrial importance of this crop, it is essential to develop strategies to ensure its cultivation under challenging environments. The prenyltransferase (PT) gene family plays a crucial role in encoding enzymes that catalyze the formation of terpenoid skeletons from the intermediates dimethylallyl diphosphate (DMAPP) and isopentenyl diphosphate (IPP) and transfer prenyl groups to other molecules. These terpenoids generate a wide range of primary and secondary metabolites that are vital for plant responses to environmental stresses. The present study aimed to conduct an in silico analysis of the prenyltransferase protein and gene family in R. communis using bioinformatics tools, seeking to correlate this family with responses to environmental stresses through gene expression, as well as to investigate evolutionary aspects. Similarity searches in the R. communis genome were performed to identify PT proteins, in addition to phylogenetic analyses, subcellular localization predictions, conserved domain and motif identification, gene promoter region analyses, chromosom mapping, and microarray analyses. A total of 36 PT candidate sequences were identified in R. communis, classified into five distinct subgroups: UbiA, terpene cyc prenyltransferase proteins, trans-prenyltransferases, and cis-prenyltransferases. Additionally, conserved domains were identified, such as Z-polyprenyl synthas polyprenyl synthetase, prenyltransferase subunit alpha repeat, terpene cyclases, squalene-hopene cyclase N-terminal domain, squalene-hopene cyclase C-terminal domain, and the UbiA prenyltransferase superfamily, all associated with prenyltransferases. Cis-prenyltransferases were identified as the oldest PT group. So proteins showed differential gene expression in response to thermal and saline stresses at different developmental stages.The results of this study provide a deeper understanding of PT proteins in R. communis, establishing a foundation for future research on this gene family in the species.
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Cássia Carneiro Santos
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Patrimônio Genético Natural, Introdução de Espécies Exóticas ou Geneticamente Modificadas: Formulário do Relatório Anual de Atividades Potencialmente Poluidoras e Utilizadoras de Recursos - RAPP
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Orientador : LUZIMAR GONZAGA FERNANDEZ
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MEMBROS DA BANCA :
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MICHELE MARTINS CORRÊA
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CINARA OLIVEIRA D'SOUSA COSTA
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LUZIMAR GONZAGA FERNANDEZ
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Data: 11/10/2024
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O Brasil é um país megadiverso, concentrando de 10% a 15% do total de todas as espécies da Terra. Muitas dessas espécies apresentam importantes atividades biológicas com grande potencial biotecnológico. O uso do patrimônio genético brasileiro é regulado por vários dispositivos legais nacionais e internacionais, com o objetivo de controle e fiscalização dessa utilização, combate a biopirataria e ao tráfico, bem como garantir repartições justas dos lucros obtidos pelo uso da biodiversidade entre os países possuidores das biotecnologias e os detentores da biodiversidade. Um dos instrumentos para auxiliar no controle e fiscalização do uso desses recursos é o Relatório Anual de Atividades Potencialmente Poluidoras e Utilizadoras de Recursos (Rapp), instrumento da Política Nacional do Meio Ambiente (PNMA – Lei 6.638, de 1981), instituído pela Lei no 10.165, de 2000. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo realizar avaliação do formulário Uso do Patrimônio GenéticoNatural ou Introdução de Espécies Exóticas ou Geneticamente Modificadas (Anexo T) do Relatório Anual de Atividades Potencialmente Poluidoras e Utilizadoras de Recursos do Ibama e propor melhoria nos dados coletados pelo relatório. Para tanto, analisou-se a normatização desse Instrumento, por meio da avaliação PNMA, da IN no 22/2021, que estabelece o formato do formulário em tese, a correlação dos mesmos com a Lei da Biodiversidade, Lei da Biossegurança e com a literatura correlata; investigou-se o perfil das pessoas inscritas na atividade relacionada ao uso do Patrimônio Genético no Cadastro Técnico Federal de Atividades Potencialmente Poluidoras e Utilizadoras de Recursos e os cadastros de acesso ao Patrimônio Genético no Sistema Nacional de Gestão do Patrimônio Genético e do Conhecimento Tradicional Associado (Sisgen). A partir dessa análise, verificou-se que a coleta de dados pelo Rapp em relação ao uso do patrimônio genético possui pontos passíveis de aperfeiçoamento, para melhor cumprir a sua função de auxiliar nas ações de controle e fiscalização ambiental.
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Brazil is a megadiverse country, home to 10% to 15% of all species on Earth. Many of these species have important biological activities with great biotechnological potential. The use of Brazil's genetic heritage is regulated by several national and international legal provisions, with the aim of controlling and monitoring this use, combating biopiracy and trafficking, and ensuring fair distribution of profits obtained from the use of biodiversity between countries that possess biotechnology and those that hold biodiversity. One of the instruments to assist in the control and monitoring of the use of these resources is the Annual Report on Potentially Polluting and Resource-Using Activities (Rapp), an instrument of the National Environmental Policy (PNMA - Law 6,638, of 1981), instituted by Law No. 10,165, of 2000. In this context, this work aimed to evaluate the form Use of Natural Genetic Heritage or Introduction of Exotic or Genetically Modified Species (Annex T) of the Annual Report on Potentially Polluting and Resource-Using Activities of Ibama and propose improvements in the data collected by the report. To this end, the standardization of this Instrument was analyzed, through the PNMA evaluation, of IN No. 22/2021, which establishes the format of the form in theory, their correlation with the Biodiversity Law, Biosafety Law and related literature; The profile of people registered in activities related to the use of Genetic Heritage in the Federal Technical Registry of Potentially Polluting and Resource-Using Activities and the records of access to Genetic Heritage in the National System for the Management of Genetic Heritage and Associated Traditional Knowledge (Sisgen) were investigated. Based on this analysis, it was found that the collection of data by Rapp in relation to the use of genetic heritage has points that can be improved, in order to better fulfill its function of assisting in environmental control and inspection actions.
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Camilla Ribeiro de Jesus
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Análise in silico das principais famílias gênicas das principais enzimas envolvidas na biossíntese de flavonoides em Ricinus communis L.
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Orientador : LUZIMAR GONZAGA FERNANDEZ
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MEMBROS DA BANCA :
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LUIZ EDUARDO VIEIRA DEL BEM
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LUZIMAR GONZAGA FERNANDEZ
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SAMUEL SILVA DA ROCHA PITA
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Data: 04/11/2024
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Ricinus communis L., conhecida popularmente como mamona, é uma planta oleaginosa originária da Ásia (Índia) e África (Etiópia), encontrada por quase todo o mundo e com capacidade de crescer em ambientes onde há poucas alternativas agrícolas. Pertencente à família Euphorbiaceae e possui tolerância a altas temperaturas e secas. Embora possua um alto teor de ricina, conhecida por sua toxicidade, apresenta propriedades que justificam as diversas aplicações tanto industriais como medicinais. As propriedades medicinais de R. communis devem-se a presença de compostos fenólicos que possuem propriedades antioxidantes, antimicrobiana, anticarcinogênica e de proteção UV, diretamente ligadas com a ação com óxido nítrico sintase (NOS) e sobre espécies reativas de oxigênio (ROS). As enzimas desempenham um papel essencial em todos os seres vivos, sendo uma de suas funções a regulação de vias de biossíntese tanto do metabolismo primário quanto secundário. Em plantas, as dasenzimas responsáveis pelaa biossíntese de flavonoides, compostos essenciais para uma via de ligação entre o metabolismo secundário da planta e a produção de moléculas bioativas devem ser avaliadas, principalmente em espécies que vivem em condições de estresse abiótico. Esta pesquisa teve como objetivo realizar uma caracterização in silico das seguintes enzimas envolvidas na biossíntese de fenilpropanóides e flavonoides de Ricinus communis L.: Fenilalanina amônia liase (PAL), Cinamato 4-hidroxilase (C4H), 4- Cumarato CoA ligase (4CL), Chalcona sintase (CHS) e Chalcona isomerase (CHI), visando compreender suas características evolutivas e funcionais na biossíntese de flavonoides desta planta. As sequencias peptíticas foram pesquisadas em bases de dados como National Center for Biotechnology and Information (NCBI) e Comparative Plant Genomics (Phytozome). Em seguida, os domínios foram analisados utilizando a Simple Modular Architecture Research Tool (SMART), as árvores filogenéticas foram construídas utilizando o programa de Análise Genética Evolutiva Molecular (MEGA 11). As relações filogenéticas obtidas no MEGA incluíram sequências de outras espécies (Arabidopsis thaliana, Manihot esculenta, Vigna unguiculata, Theobroma cacao, Vitis vinifera, Sorghum bicolor, Coffea arábica, Glycine Max e Ananas comosus). A ferramenta DeepLoc 2.0 foi aplicada para prever a localização subcelular e os motivos conservados foram analisados por Multiple Em for Motif Elicitation (MEME), para elucidar os parâmetros físico-químicos utilizou-se o ProtParam. Finalmente, uma análise funcional foi realizada utilizando a Enciclopédia de Genes e Genomas de Kyoto (KEGG). As análises confirmam as relações evolutivas entre R. communis e as outras espécies analisadas, corroborando com a literatura quanto às principais localizações celulares onde essas enzimas são encontradas: citoplasma, retículo endoplasmático e plasmídeo, assim como a atuação destas nas vias de produção de compostos fenólicos além do metabolismo de vitaminas, cofatores e no ritmo circadiano, a exemplo das enzimas Cinamato 4-hidroxilase e chalcona sintase. Com a caracterização das enzimas envolvidas na biossintese de fenilpropanóides e flavonoides foi possível estabelecer uma base de conhecimento destas enzimas em R. communis, para futuras pesquisas moleculares, bioquímicas e fisiológicas visando compreender melhor a biossíntese destes compostos, que apresentam propriedades biológicas e farmacológicas importantes, em uma espécie cultivada no semiárido nordestino, e, portanto, submetida a estresses abióticos, que promovem aumento destes compostos .
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Ricinus communis L., popularly known as castor oil plant, is an oleaginous plant native to Asia (India) and Africa (Ethiopia), found almost all over the world and capable of growing in environments where there are few agricultural alternatives. It belongs to the Euphorbiaceae family and is tolerant to high temperatures and droughts. Although it has a high ricin content, known for its toxicity, it has properties that justify its diverse applications, both industrial and medicinal. The medicinal properties of R. communis are due to the presence of phenolic compounds that have antioxidant, antimicrobial, anticancer and UV protection properties, directly linked to the action on nitric oxide synthase (NOS) and on reactive toxic species (ROS). Enzymes play an essential role in all living beings, one of their functions being the regulation of the biosynthesis pathways of primary and secondary metabolism. In plants, the enzymes responsible for the biosynthesis of flavonoids, essential compounds for a pathway that links plant secondary metabolism and the production of bioactive molecules, must be evaluated, especially in species living under abiotic stress conditions. This research aimed to perform an in silico characterization of the following enzymes involved in the biosynthesis of phenylpropanoids and flavonoids from Ricinus communis L.: Phenylalanine ammonia lyase (PAL), Cinnamate 4-hydroxylase (C4H), 4-Coumarate CoA ligase (4CL), Chalcone synthase (CHS) and Chalcone isomerase (CHI), analyzing their evolutionary and functional characteristics in the biosynthesis of flavonoids in this plant. The peptide sequences were searched in databases such as the National Center for Biotechnology and Information (NCBI) and Comparative Plant Genomics (Phytozome). Next, domains were analyzed using the Simple Modular Architecture Research Tool (SMART), and phylogenetic trees were constructed using the Molecular Evolutionary Genetic Analysis (MEGA 11) program. Phylogenetic relationships found in MEGA included sequences from other species (Arabidopsis thaliana, Manihot esculenta, Vigna unguiculata, Theobroma cacao, Vitis vinifera, Sorghum bicolor, Coffea arabica, Glycine Max and Ananas comosus). The DeepLoc 2.0 tool was applied to predict subcellular localization, and conserved motifs were analyzed by Multiple Em for Motif Elicitation (MEME), to elucidate physicochemical configurations using ProtParam. Finally, a functional analysis was performed using the Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG). The analyses confirm the evolutionary relationships between R. communis and the other species demonstrated, corroborating the literature regarding the main cellular sites where these enzymes are found: cytoplasm, endoplasmic reticulum and plasmid, as well as their role in the production pathways of phenolic compounds, in addition to the metabolism of vitamins, cofactors and in the circadian rhythm, such as the enzymes cinnamate 4- hydroxylase and chalcone synthase. With the characterization of the enzymes involved in the biosynthesis of phenylpropanoids and flavonoids, it was possible to establish a knowledge base of these enzymes in R. communis, for future molecular, biochemical and physiological research, to better understand the biosynthesis of these compounds, which have important biological and pharmacological properties, in a species cultivated in the semiarid region of the Northeast, and, therefore, subjected to abiotic stresses, which promote an increase in these compounds.
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Cassiane Uzêda da Silva
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CRIAÇÃO E VALIDAÇÃO DE INIBIDORES BASEADOS EM TRITERPENÓIDES PROVENIENTES DA Euphorbia tirucalli COM POTENCIAL ANTI-INFLAMATÓRIO CONTRA O CÂNCER COLORRETAL ATRAVÉS DE MÉTODOS IN SILICO
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Orientador : MARCIA BARBOSA DA SILVA
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MEMBROS DA BANCA :
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OTÁVIO AUGUSTO CHAVES
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DANIELE TAKAHASHI
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MARCIA BARBOSA DA SILVA
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Data: 29/11/2024
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O câncer colorretal (CCR) é a quarta principal causa de mortes por câncer no mundo sendo causado por vias de sinalização alteradas que provocam a evasão imunológica. Proteínas das vias de sinalização, como COX-2 (cicloxigenase-2), STAT3 (transdutores de sinais e ativadores de transcrição) e NF-kB (Fator nuclear kappa B), são alvos terapêuticos estudados contra os fatores hiperinflamatórios pró-oncogênicos em diversos tumores, mas a quimioterapia clássica aplicada possui amplos efeitos colaterais. Por isso, a comunidade científica vem buscando novos quimioterápicos menos tóxicos provenientes de compostos naturais de plantas. Neste estudo, é apresentada a Euphorbia tirucalli como fonte de bioativos como os triterpenoides, que possuem potencial anti-inflamatório e antitumoral. Portanto, o objetivo é a construção de moléculas únicas de triterpenoides da E. tirucalli contra a inflamação no CCR sendo utilizados métodos in silico através de CADD (Computer aided drug design) que abrange os métodos SBDD (Structure based drug design) – docking e dinâmica molecular - e LBDD (Ligand based Drug Design), alinhamento de pequenas moléculas, farmacóforo e scaffold hopping. Foram escolhidos sete triterpenoides que foram triados através da ancoragem molecular com moléculas inflamatórias como COX-2, STAT3 e NF-kB. As ancoragens demonstraram valores de energia de ligação promissores com as moléculas construídas em comparação com os fármacos, obtendo resultados farmacocinéticos aceitáveis. Finalmente, os triterpenoides da Euphorbia tirucalli se mostraram úteis para a construção das moléculas únicas, predizendo o potencial antitumoral e anti-inflamatório contra o CCR.
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Colorectal cancer (CRC) is the fourth leading cause of cancer-related deaths worldwide, caused by altered signaling pathways that promote immune evasion. Proteins from these signaling pathways, such as COX-2 (cyclooxygenase-2), STAT3 (signal transducers and activators of transcription), and NF-kB (nuclear factor kappa B), are therapeutic targets studied against hyperinflammatory pro-oncogenic factors in various tumors. However, classical chemotherapy treatments often result in broad side effects. As a result, the scientific community has been seeking new, less toxic chemotherapeutic agents derived from natural plant compounds. In this study, Euphorbia tirucalli is presented as a source of bioactive compounds, such as triterpenoids, which have anti-inflammatory and antitumor potential. Therefore, the objective is the design of unique triterpenoid molecules from E. tirucall to target inflammation causing CRC using in silico methods like CADD (Computer-Aided Drug Design), which includes SBDD (Structure-Based Drug Design) — docking and molecular dynamics — and LBDD (Ligand-Based Drug Design), involving small molecule alignment, pharmacophore, and scaffold hopping. Seven triterpenoids were selected and screened through molecular docking with inflammatory molecules such as COX-2, STAT3, and NF-kB. The docking studies demonstrated promising binding energy values with the constructed molecules compared to existing drugs, yielding acceptable pharmacokinetic results. Finally, the triterpenoids from Euphorbia tirucalli proved useful for the construction of unique molecules, predicting antitumor and anti-inflammatory potential against CRC.
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Teses |
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Lucas Matheus Gonçalves de Oliveira
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ANÁLISE DO EFEITO DO FLAVONOIDE RUTINA NA MODULAÇÃO DA RESPOSTA GLIAL E NEUROPROTEÇÃO EM MODELOS DE ESTUDO DE ESCLEROSE LATERAL AMIOTRÓFICA
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Orientador : VICTOR DIOGENES AMARAL DA SILVA
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MEMBROS DA BANCA :
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SOLEDAD MARTON
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FRANCO HENRIQUE ANDRADE LEITE
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MARCIA BARBOSA DA SILVA
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MARIANA BORGES BOTURA
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VICTOR DIOGENES AMARAL DA SILVA
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Data: 29/04/2024
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A Esclerose Lateral Amiotrófica (ELA) é caracterizada pela degeneração dos neurônios motores e consequente perda da função motora. O mecanismo por detrás da doença ainda não está totalmente claro, mas a mutação em genes específicos como o Superóxido dismutase 1 (SOD1) pode fornecer bons modelos de rastreio de medicamentos. Ratos que expressam a mutação SOD1G93A humana apresentam microglia transformada com fenótipo de astrócitos (células AbA) que são altamente tóxicos especificamente para neurônios motores. A rutina é um flavonoide amplamente encontrado na natureza, e estudos recentes mostraram que ela pode modular a recaptação de glutamato pelos astrócitos e, assim, prevenir a morte neuronal. Nosso objetivo é caracterizar a ação do flavonoide rutina nas células AbA e a consequência na viabilidade dos neurônios motores. Células AbA foram coletadas de ratos sintomáticos e tratadas com DMSO como controle veicular ou rutina (20μM) por 24h. A imunocitoquímica foi realizada para observar localização e dispersão de S100B, GFAP e o marcador de proliferação Ki67. Também foi realizado Western Blotting para proteínas clássicas de astrócitos GFAP e GLT-1 e de resposta antioxidante Nrf2. Foi realizado teste de depleção da GSH para analisar a atividade da enzima. Os dados foram analisados e quantificados com microscopia confocal e ImageJ. Neurônios motores foram cultivados a partir de embriões de ratos (p15) e tratado com meio condicionado (MC) de AbAs tratado com DMSO (CT) ou Rutina por 24h na proporção de 1:10, 1:100 e 1:1000. A imunomarcação com DAB foi realizada para marcar a βIII-Tubulina e os neurônios totais foram contados em microscópio invertido. Como resultado, foi observado que a rutina induz aumento nos marcadores de astrócitos GFAP e GLT-1, e diminui núcleos positivos para Ki67, o que pode estar relacionado com diminuição do fenótipo agressivo e invasivo. MC de AbA reduziu a viabilidade dos neurônios motores (31±7, p>0,005) quando comparado ao controle. O tratamento das células AbA com Rutina (20 μM) mitigou o efeito tóxico nos neurônios motores aumentando a viabilidade (80±9, p>0,05). Este resultado indica que a rutina pode reduzir os fatores tóxicos liberados pelas células AbA que induzem a morte dos neurônios motores. A rutina foi capaz de aumentar GSH e protegeu as células AbA contra morte induzida por H2O2. Este efeito pode estar relacionado a aumento do fator de transcrição Nrf2. Palavras-chaves: Flavonoides, rutina, Esclerose Lateral Aminotrófica, neuroinflamação, neuroproteção.
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Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) is characterized by the degeneration of motor neurons and consequent loss of motor function. The mechanism behind the disease is still not fully understood, but mutations in specific genes such as Superoxide dismutase 1 (SOD1) can provide good drug screening models. Rats expressing the human SOD1G93A mutation exhibit microglia transformed with an astrocyte phenotype (AbA cells) that are highly toxic specifically to motor neurons. Rutin is a flavonoid widely found in nature, and recent studies have shown that it can modulate glutamate uptake by astrocytes, thus preventing neuronal death. Our goal is to characterize the action of the flavonoid rutin on AbA cells and its consequences on motor neuron viability. AbA cells were collected from symptomatic (paralysis onset) rats and treated with DMSO as a vehicle control or rutin (20μM) for 24h. Immunocytochemistry was performed to observe the localization and dispersion of S100B, GFAP, and the proliferation marker Ki67. Western blotting was also performed for classic astrocytic proteins GFAP and GLT-1 and the antioxidant response protein Nrf2. A glutathione (GSH) depletion test was performed to analyze enzyme activity. The data were analyzed and quantified using confocal microscopy and ImageJ. Motor neurons were cultured from rat embryos (p15) and treated with conditioned medium (CM) from AbA cells treated with DMSO (CT) or Rutin for 24h at the ratios of 1:10, 1:100, and 1:1000. DAB immunostaining was performed to label βIII-Tubulin, and total neurons were counted using an inverted microscope. As a result, it was observed that rutin induces an increase in astrocytic markers GFAP and GLT-1 and decreases nuclei positive for Ki67, which may be related to a decrease in the aggressive and invasive phenotype. CM from AbA cells reduced motor neuron viability (31±7, p>0.005) compared to the control. Treatment of AbA cells with Rutin (20 μM) mitigated the toxic effect on motor neurons, increasing viability (80±9, p>0.05). This result indicates that rutin may reduce the toxic factors released by AbA cells that induce motor neuron death. Rutin was able to increase GSH and protect AbA cells against H2O2-induced death. This effect may be related to an increase in the transcription factor Nrf2.
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