(1→6)-β-D-glucana (Lasiodiplodana) sulfatada: obtenção, caracterização e propriedades bioativas

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2019
Autor(a) principal: Calegari, Gabrielle Cristina
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Pato Branco
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos
UTFPR
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4048
Resumo: Lasiodiplodan is a fungal (1→6)-β-D-glucan which exhibits different biological functionalities, including antioxidant, hypocholesterolemic, hypoglycemic and anticarcinogenic activities. Their biological properties may be potentiated by chemical modifications in the macromolecule structure, such as sulfation. In this context, sulfate derivatives with different degrees of substitution (DS) were obtained and characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), Scanning Electron Microscopy (SEM), Thermal Analysis (DTG, TGA and DTA), X-ray Diffraction (XRD) and solubility. Biological properties were evaluated, including antimicrobial (MIC) and antioxidante (FRAP, OH, ABTS and DPPH) activities and cytotoxic potential. Sulfated derivatives with different DS (1.61, 1.42, 1.02 and 0.15) were obtained, and there was no direct correlation between DS and the concentration of the sulfating reagent used in the derivatization protocol. Derivatization promoted an increase in the solubility of the macromolecule regarding to native lasiodiplodan. Sulfation was confirmed by FT-IR through the emergence of bands at 1250 cm-1 (S=O) and 810 cm-1 (C-O-S), derived from the introduction of sulfonic groups. SEM showed that sulfation promoted morphological changes on the surface of the biopolymer, leading to the appearance of heterogeneous fibrillar structures along the surface area. The sulfated lasiodiplodan showed higher thermal stability (oxidation temperatures close to 460 °C). XRD analysis demonstrated that the native and sulfated lasiodiplodan samples present a predominantly amorphous diffractographic profile, characteristic of polysaccharides. Sulphation enhanced the antimicrobial activity of lasiodiplodan, especially against Candida albicans (fungicidal activity) and Salmonella enterica Typhimurium (bacteriostatic activity). The native sample presented higher hydroxyl radical removal capacity, while the sulfated derivatives showed higher FRAP potential. Native and sulfated lasiodiplodan did not demonstrate lethal cytotoxicity against wild and mutants Saccharomyces cerevisiae strains at the concentrations studied. Samples with higher DS (1.42 and 1.61) had lower potential for induction to oxidative stress. The results of the present study indicate that the sulphation process can be an attractive tool to improve the lasiodiplodan biological activities and could contribute to the diversification of its biotechnological applications.
id UTFPR-12_d22802ce100fc328037bd26e81b37d1e
oai_identifier_str oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/4048
network_acronym_str UTFPR-12
network_name_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository_id_str
spelling (1→6)-β-D-glucana (Lasiodiplodana) sulfatada: obtenção, caracterização e propriedades bioativas(1→6)-β-D-glucan (lasiodiplodan) sulfated: obtaining, characterization and bioactive propertiesCompostos bioativosPolissacarídeosGlucanasBioactive compoundsPolysaccharidesGlucansCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICAEngenharia QuímicaLasiodiplodan is a fungal (1→6)-β-D-glucan which exhibits different biological functionalities, including antioxidant, hypocholesterolemic, hypoglycemic and anticarcinogenic activities. Their biological properties may be potentiated by chemical modifications in the macromolecule structure, such as sulfation. In this context, sulfate derivatives with different degrees of substitution (DS) were obtained and characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), Scanning Electron Microscopy (SEM), Thermal Analysis (DTG, TGA and DTA), X-ray Diffraction (XRD) and solubility. Biological properties were evaluated, including antimicrobial (MIC) and antioxidante (FRAP, OH, ABTS and DPPH) activities and cytotoxic potential. Sulfated derivatives with different DS (1.61, 1.42, 1.02 and 0.15) were obtained, and there was no direct correlation between DS and the concentration of the sulfating reagent used in the derivatization protocol. Derivatization promoted an increase in the solubility of the macromolecule regarding to native lasiodiplodan. Sulfation was confirmed by FT-IR through the emergence of bands at 1250 cm-1 (S=O) and 810 cm-1 (C-O-S), derived from the introduction of sulfonic groups. SEM showed that sulfation promoted morphological changes on the surface of the biopolymer, leading to the appearance of heterogeneous fibrillar structures along the surface area. The sulfated lasiodiplodan showed higher thermal stability (oxidation temperatures close to 460 °C). XRD analysis demonstrated that the native and sulfated lasiodiplodan samples present a predominantly amorphous diffractographic profile, characteristic of polysaccharides. Sulphation enhanced the antimicrobial activity of lasiodiplodan, especially against Candida albicans (fungicidal activity) and Salmonella enterica Typhimurium (bacteriostatic activity). The native sample presented higher hydroxyl radical removal capacity, while the sulfated derivatives showed higher FRAP potential. Native and sulfated lasiodiplodan did not demonstrate lethal cytotoxicity against wild and mutants Saccharomyces cerevisiae strains at the concentrations studied. Samples with higher DS (1.42 and 1.61) had lower potential for induction to oxidative stress. The results of the present study indicate that the sulphation process can be an attractive tool to improve the lasiodiplodan biological activities and could contribute to the diversification of its biotechnological applications.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)A lasiodiplodana é uma (1→6)-β-D-glucana fúngica que apresenta diferentes funcionalidades biológicas, incluindo atividades antioxidante, hipocolesterolêmica, hipoglicemiante e anticarcinogênica. Suas propriedades biológicas podem ser potencializadas por meio de modificações químicas na estrutura da macromolécula, como por exemplo, a sulfatação. Neste contexto, no presente trabalho foram obtidos derivados sulfatados com diferentes graus de substituição (DS), os quais foram caracterizados por Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (IV-TF), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Análise Térmica (DTG, TGA e DTA), Difração de Raios-X (DRX) e solubilidade. Algumas propriedades biológicas foram avaliadas, tais como atividade antimicrobiana (MIC), antioxidante (FRAP, OH, ABTS e DPPH) e potencial citotóxico. Dentre os derivados sulfatados com diferentes DS (1,61; 1,42; 1,02 e 0,15) observou-se que não houve uma correlação direta entre DS e concentração do reagente sulfatante empregado no protocolo de derivatização. A derivatização promoveu aumento na solubilidade da macromolécula em relação a lasiodiplodana nativa. A sulfatação foi confirmada por IV-TF, através do surgimento de bandas em 1250 cm-1 (S=O) e 810 cm-1 (C-O-S), oriundas da introdução de grupamentos sulfônicos. As imagens de MEV demonstraram que a sulfatação promoveu mudanças morfológicas na superfície do biopolímero, levando ao surgimento de estruturas fibrilares e heterogêneas ao longo da área superficial. A lasiodiplodana sulfatada apresentou maior estabilidade térmica, ocorrendo oxidação do biopolímero em temperaturas próximas a 460 °C. A análise por DRX demonstrou que as amostras de lasiodiplodana nativa e sulfatadas apresentaram perfil difratográfico predominantemente amorfo, característico de polissacarídeos. A sulfatação potencializou a atividade antimicrobiana da lasiodiplodana, especialmente contra a Candida albicans (atividade fungicida) e Salmonella enterica Typhimurium (atividade bacteriostática). A amostra nativa apresentou maior capacidade de remoção do radical hidroxila, enquanto os derivados sulfatados apresentaram maior potencial FRAP. As lasiodiplodanas nativa e sulfatadas não demonstraram citotoxicidade letal contra cepas selvagem e mutantes de Saccharomyces cerevisiae, nas concentrações estudadas. As amostras com maiores DS (1,42 e 1,61) apresentaram menor potencial de indução ao estresse oxidativo. Os resultados do presente estudo indicam que o processo de sulfatação pode ser uma ferramenta atrativa para a potencialização de atividades biológicas da lasiodiplodana, podendo contribuir para a diversificação de suas aplicações biotecnológicas.Universidade Tecnológica Federal do ParanáPato BrancoBrasilPrograma de Pós-Graduação em Tecnologia de Processos Químicos e BioquímicosUTFPRCunha, Mário Antônio Alves dahttp://lattes.cnpq.br/3151576713472624Santos, Vidiany Aparecida Queirozhttp://lattes.cnpq.br/1669869326763235Cunha, Mário Antônio Alves daDekker, Aneli de Melo BarbosaTeixeira, Sirlei DiasCalegari, Gabrielle Cristina2019-05-14T15:54:45Z2019-05-14T15:54:45Z2019-02-22info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfCALEGARI, Gabrielle Cristina. (1→6)-β-D-glucana (Lasiodiplodana) sulfatada: obtenção, caracterização e propriedades bioativas. 2019. 112 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2019.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4048porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2019-05-15T06:00:45Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/4048Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2019-05-15T06:00:45Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
dc.title.none.fl_str_mv (1→6)-β-D-glucana (Lasiodiplodana) sulfatada: obtenção, caracterização e propriedades bioativas
(1→6)-β-D-glucan (lasiodiplodan) sulfated: obtaining, characterization and bioactive properties
title (1→6)-β-D-glucana (Lasiodiplodana) sulfatada: obtenção, caracterização e propriedades bioativas
spellingShingle (1→6)-β-D-glucana (Lasiodiplodana) sulfatada: obtenção, caracterização e propriedades bioativas
Calegari, Gabrielle Cristina
Compostos bioativos
Polissacarídeos
Glucanas
Bioactive compounds
Polysaccharides
Glucans
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Engenharia Química
title_short (1→6)-β-D-glucana (Lasiodiplodana) sulfatada: obtenção, caracterização e propriedades bioativas
title_full (1→6)-β-D-glucana (Lasiodiplodana) sulfatada: obtenção, caracterização e propriedades bioativas
title_fullStr (1→6)-β-D-glucana (Lasiodiplodana) sulfatada: obtenção, caracterização e propriedades bioativas
title_full_unstemmed (1→6)-β-D-glucana (Lasiodiplodana) sulfatada: obtenção, caracterização e propriedades bioativas
title_sort (1→6)-β-D-glucana (Lasiodiplodana) sulfatada: obtenção, caracterização e propriedades bioativas
author Calegari, Gabrielle Cristina
author_facet Calegari, Gabrielle Cristina
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Cunha, Mário Antônio Alves da
http://lattes.cnpq.br/3151576713472624
Santos, Vidiany Aparecida Queiroz
http://lattes.cnpq.br/1669869326763235
Cunha, Mário Antônio Alves da
Dekker, Aneli de Melo Barbosa
Teixeira, Sirlei Dias
dc.contributor.author.fl_str_mv Calegari, Gabrielle Cristina
dc.subject.por.fl_str_mv Compostos bioativos
Polissacarídeos
Glucanas
Bioactive compounds
Polysaccharides
Glucans
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Engenharia Química
topic Compostos bioativos
Polissacarídeos
Glucanas
Bioactive compounds
Polysaccharides
Glucans
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Engenharia Química
description Lasiodiplodan is a fungal (1→6)-β-D-glucan which exhibits different biological functionalities, including antioxidant, hypocholesterolemic, hypoglycemic and anticarcinogenic activities. Their biological properties may be potentiated by chemical modifications in the macromolecule structure, such as sulfation. In this context, sulfate derivatives with different degrees of substitution (DS) were obtained and characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), Scanning Electron Microscopy (SEM), Thermal Analysis (DTG, TGA and DTA), X-ray Diffraction (XRD) and solubility. Biological properties were evaluated, including antimicrobial (MIC) and antioxidante (FRAP, OH, ABTS and DPPH) activities and cytotoxic potential. Sulfated derivatives with different DS (1.61, 1.42, 1.02 and 0.15) were obtained, and there was no direct correlation between DS and the concentration of the sulfating reagent used in the derivatization protocol. Derivatization promoted an increase in the solubility of the macromolecule regarding to native lasiodiplodan. Sulfation was confirmed by FT-IR through the emergence of bands at 1250 cm-1 (S=O) and 810 cm-1 (C-O-S), derived from the introduction of sulfonic groups. SEM showed that sulfation promoted morphological changes on the surface of the biopolymer, leading to the appearance of heterogeneous fibrillar structures along the surface area. The sulfated lasiodiplodan showed higher thermal stability (oxidation temperatures close to 460 °C). XRD analysis demonstrated that the native and sulfated lasiodiplodan samples present a predominantly amorphous diffractographic profile, characteristic of polysaccharides. Sulphation enhanced the antimicrobial activity of lasiodiplodan, especially against Candida albicans (fungicidal activity) and Salmonella enterica Typhimurium (bacteriostatic activity). The native sample presented higher hydroxyl radical removal capacity, while the sulfated derivatives showed higher FRAP potential. Native and sulfated lasiodiplodan did not demonstrate lethal cytotoxicity against wild and mutants Saccharomyces cerevisiae strains at the concentrations studied. Samples with higher DS (1.42 and 1.61) had lower potential for induction to oxidative stress. The results of the present study indicate that the sulphation process can be an attractive tool to improve the lasiodiplodan biological activities and could contribute to the diversification of its biotechnological applications.
publishDate 2019
dc.date.none.fl_str_mv 2019-05-14T15:54:45Z
2019-05-14T15:54:45Z
2019-02-22
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv CALEGARI, Gabrielle Cristina. (1→6)-β-D-glucana (Lasiodiplodana) sulfatada: obtenção, caracterização e propriedades bioativas. 2019. 112 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2019.
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4048
identifier_str_mv CALEGARI, Gabrielle Cristina. (1→6)-β-D-glucana (Lasiodiplodana) sulfatada: obtenção, caracterização e propriedades bioativas. 2019. 112 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2019.
url http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4048
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Pato Branco
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos
UTFPR
publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Pato Branco
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos
UTFPR
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron:UTFPR
instname_str Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron_str UTFPR
institution UTFPR
reponame_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
collection Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
repository.mail.fl_str_mv riut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.br
_version_ 1850498363158429696