PIGMENTOS E AMINOÁCIDOS TIPO MICOSPORINAS PRESENTES NA MACROALGA KAPPAPHYCUS ALVAREZII: UMA FONTE DE INTERESSE BIOTECNOLÓGICO

Autores

DOI:

https://doi.org/10.47820/recima21.v6i12.7041

Palavras-chave:

Sazonalidade, Clorofila, Ficobiliproteínas

Resumo

Pigmentos e aminoácidos tipo micosporinas (MAAs) extraídos de macroalgas possuem ampla aplicação industrial em setores como cosméticos, alimentos e farmacêuticos. Esses compostos apresentam atividades biológicas relevantes, como propriedades antioxidantes, colorantes e fotoprotetoras. Nesse contexto, este estudo teve como objetivo caracterizar os pigmentos (clorofilas, ficobiliproteínas e carotenoides) e os MAAs da macroalga Kappaphycus alvarezii, cultivada em Florianópolis, Santa Catarina, avaliando a influência de genótipos (linhagens verde e vermelha) coletados ao longo das estações do ano. Os teores de clorofilas, ficobiliproteínas, carotenoides e MAAs foram determinados por espectrofotometria ultravioleta e visível (UV-vis). Os dados foram submetidos ao teste de Scott-Knott e à análise de componentes principais (PCA). De maneira geral, os resultados indicaram variações significativas nas concentrações dos pigmentos, especialmente em relação às estações do ano, em comparação com as linhagens algais. Observou-se que o outono e a primavera, para ambas as linhagens, foram agrupados na PCA, indicando que essas estações exercem uma influência positiva no conteúdo de pigmentos. Quanto aos MAAs, os teores mais elevados foram observados durante o cultivo na primavera e no verão, para ambas as linhagens. Entre as linhagens, observou-se que a maior distinção ocorreu nas ficobiliproteínas. A ficoeritrina destacou-se na linhagem vermelha, enquanto a linhagem verde apresentou concentrações mais elevadas de ficocianina e aloficocianina. Os resultados revelam o impacto dos fatores climáticos sobre o metabolismo dos pigmentos e dos MAAs de K. alvarezii, sugerindo que a produção desses compostos pode ser otimizada em função da sazonalidade e, em alguns casos, da linhagem.

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Biografia do Autor

  • Isabella Feijão de Araujo, Universidade Federal de Santa Catarina

    Atualmente é graduanda do curso de Agronomia na Universidade Federal de Santa Catarina (2023 - atual, UFSC). Foi bolsista PIBIC no Laboratório de Metabolômica e Bioquímica Aplicada (LMBA), trabalhando com análise de pigmentos de macroalga. Voluntária no Laboratório de Metabolômica e Bioquímica Aplicada (LMBA) com orientação do professor Marcelo Maraschin, no Centro de Ciências Agrárias (CCA) da UFSC.

  • Aline Nunes, Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho"

    Possui graduação em Ciências Biológicas pelo Centro Universitário Unifacvest (2016). Mestre em Produção Vegetal na linha de pesquisa de Proteção de Plantas e Agroecologia pela Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC - 2019, bolsista UNIEDU). Doutora em Biotecnologia e Biociências pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC - 2023, bolsista CAPES). Pós-doutoranda na Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho" (UNESP), sendo bolsista pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP). Tem experiência em compostos bioativos, metabolômica e quimiometria.

  • Lohan Rodrigues Brandão Santos, Universidade Federal de Santa Catarina

    Cursou Técnico Agrícola integrada ao Ensino Médio (2019 - 2021, ETEC- CPS). Atualmente é graduando em Agronomia na Universidade Federal de Santa Catarina (2023 - atual, UFSC). Voluntário no Laboratório de Morfogênese e Bioquímica Vegetal (LMBV) com orientação do professor Marcelo Maraschin, no Centro de Ciências Agrárias (CCA) da UFSC, trabalhando com composto bioativo provenientes de macroalga.

  • Alex Ricardo Schneider, Universidade Federal de Santa Catarina

    Químico licenciado, mestre em Química na área de concentração de química orgânica pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) e doutor em Biotecnologia pela Universidade de Caxias do Sul, em parceria com a UFSC. Realizou doutorado sanduíche por 7 meses na Universidade de Aveiro, em Portugal, vinculado ao programa PDSE da CAPES, onde desenvolveu métodos extrativos, análises e quantificação de compostos de interesse bioquímico da macroalga Kappaphycus alvarezii por UV-Vis e HPLC-MS. Possui experiência em síntese de pequenas moléculas orgânicas contendo calcogênios, extração de metabólitos primários e secundários de biomassa marinha, quantificação e caracterização desses compostos. Tem prática em cromatografia gasosa com ênfase na análise de lipídios e ácidos graxos, bem como sua derivatização. Possui também conhecimento em UV-Vis e IV para detecção de compostos colorimétricos presentes em organismos marinhos, como ficobiliproteínas, clorofilas e micosporinas. Em HPLC, tem experiência na detecção e quantificação de aminoácidos em matrizes de origem marinha.

  • Giuseppina Pace Pereira Lima, Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho"

    Possui graduação em Engenharia Agronômica pela Universidade de Taubaté, mestrado em Ciências Biológicas (Botânica - Fisiologia Vegetal) pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho e doutorado em Ciências Biológicas (Botânica - Bioquimica e Fisiologia Vegetal) pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho. Atualmente é professora Titular em Bioquímica Vegetal (concurso público) da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho. Tem experiência na área de Bioquímica de Plantas e por afinidade atua em Bioquímica Pós-Colheita, analisando conteúdo de moléculas bioativas, incluindo enzimas e outros antioxidantes.

  • Marcelo Maraschin, Universidade Federal de Santa Catarina

    Marcelo Maraschin (Bolsista Produtividade Pesquisa 1B - CNPq). Graduado em Engenharia Agronômica (UFSC, 1986), com mestrado em Fisiologia de Plantas (UFRGS, 1988) e Doutorado em Bioquímica (UFPR/Leiden University-Leiden, NL-1998). No período 2005-2006 realizou pós-doutoramento na Universidade de Aveiro (Aveiro, Portugal - Depto de Química) na área de ressonância magnética nuclear e técnicas hifenadas (LC-NMR). Em 2012, concluiu um segundo pós-doutoramento em Bioinformática, junto ao Departamento de Informática da Escola de Engenharia da Universidade do Minho (Braga, Portugal). Em 2015, realizou um terceiro pós-doutoramento na área de Bioinformática aplicada à Metabolômica junto à Instituição portuguesa. É professor titular da Universidade Federal de Santa Catarina, coordenou o Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia e Biociências daquela universidade no triênio 2013/2015. Atuou como coordenador de programas de pós-graduação - modalidade profissional - na área de Biotecnologia CAPES, no período de 2018 a 2022. Atualmente, é membro do comitê científico do Centro Internacional de Engenharia Genética e Biotecnologia (CIEGB), supervisor do Laboratório de Morfogênese e Bioquímica Vegetal - UFSC, coordena o grupo de pesquisa em Análise Orgânica Instrumental, Bioprospecção e Metabolômica Vegetal e é pesquisador associado do grupo NANOBIOMAT - Bioactive Nanofibers for Natural Compounds Delivery. O foco de sua linha de pesquisa considera o uso de ferramentas analíticas (RMN, LC, GC, FTIR, MS, UV-vis) e técnicas de bioinformática (machine learning and data mining) na investigação do metaboloma e do potencial de espécies terrestres e marinhas como fontes de compostos de interesse biotecnológico. É membro de grupos de pesquisas em nanotecnologia (NanoBiomat), biologia de sistemas e consultor de empresas para o desenvolvimento de produtos e processos de natureza bio(nano)tecnológica.

Referências

AMAN, R. et al. Isolation of carotenoids from plant materials and dietary supplements by high-speed counter-current chromatography. Journal of Chromatography A, v. 1074, p. 99-105, 2005. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2005.03.055 DOI: https://doi.org/10.1016/j.chroma.2005.03.055

BIRIS-DORHOI, E.-S. et al. Macroalgae – A sustainable source of chemical compounds with biological activities. Nutrients, v. 12, n. 10, p. 1–23, 2020. https://doi.org/10.3390/nu12103085 DOI: https://doi.org/10.3390/nu12103085

BRASIL. Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis. Instrução Normativa nº 1, de 21 de janeiro de 2020. Brasília, 2020. Disponível em: https://www.in.gov.br/en/web/dou/-/instrucao-normativa-n-1-de-21-de-janeiro-de-2020-239404226. Acesso em: 03 maio 2024.

DAS, D. et al. Phytochemical constituents, antimicrobial properties and bioactivity of marine red seaweed (Kappaphycus alvarezii) and seagrass (Cymodocea serrulata). Foods, v. 12, n. 14, p. 1-15, 2023. https://doi.org/10.3390/foods12142811 DOI: https://doi.org/10.3390/foods12142811

FARGHALI, M. et al. Seaweed for climate mitigation, wastewater treatment, bioenergy, bioplastic, biochar, food, pharmaceuticals, and cosmetics: a review. Environmental Chemistry Letters, v. 21, n. 1, p. 1-56, 2023. https://doi.org/10.1007/s10311-022-01520-y DOI: https://doi.org/10.1007/s10311-022-01520-y

FREITAS, M. V. et al. Red seaweed pigments from a biotechnological perspective. Phycology, v. 2, n. 1, p. 1–29, 2021. https://doi.org/10.3390/phycology2010001 DOI: https://doi.org/10.3390/phycology2010001

GEE, D. et al. The effect of nutrient and phytohormone supplementation on the growth, pigment yields and biochemical composition of newly isolated microalgae. Process Biochemistry, v. 92, p. 61-68, 2020. https://doi.org/10.1016/j.procbio.2020.03.001 DOI: https://doi.org/10.1016/j.procbio.2020.03.001

GIANI, N.; MARTÍNEZ-ESPINOSA, R. Carotenoids as a protection mechanism against oxidative stress in Haloferax mediterranei. Antioxidants, v. 9, n. 11, p. 1-15, 2020. https://doi.org/10.3390/antiox9111060 DOI: https://doi.org/10.3390/antiox9111060

HOTOS, G. Culture growth of the cyanobacterium Phormidium sp. in various salinity and light regimes and their influence on its phycocyanin and other pigments content. Marine Science and Engineering, v. 9, p. 1-13, 2021. https://doi.org/10.3390/jmse9080798 DOI: https://doi.org/10.20944/preprints202107.0444.v1

KHATRI, K. et al. Functional genomic and transformation resources for commercially important red macroalgae (Rhodophyta). Algal Research, v. 74, p. 1-13, 2023. https://doi.org/10.1016/j.algal.2023.103227 DOI: https://doi.org/10.1016/j.algal.2023.103227

KIANG, N. et al. Discovery of chlorophyll d: isolation and characterization of a far-red cyanobacterium from the original site of Manning and Strain (1943) at Moss Beach, California. Microorganisms, v. 10, p. 1-22, 2022. https://doi.org/10.3390/microorganisms10040819 DOI: https://doi.org/10.3390/microorganisms10040819

KOTTA, D.; KITSIOU, D. Chlorophyll in the Eastern Mediterranean sea: correlations with environmental factors and trends. Environments, v. 6, n. 8, p. 1-24, 2019. https://doi.org/10.3390/environments6080098 DOI: https://doi.org/10.3390/environments6080098

KRAKAUSKAITÉ, U. et al. Optimised extraction and purification of dual-function cosmetic-grade phycocyanin and allophycocyanin from dried Arthrospira platensis biomass using conventional methods. Applied Sciences, v. 15, n. 2, p. 1-18, 2025. https://doi.org/10.3390/app15020532 DOI: https://doi.org/10.3390/app15020532

KUMAR, K. S.; KUMARI S.; RAO, P. V. S. Studies on nutritional composition of three colour forms of Kappaphycus alvarezii (Doty) Doty. Indian Journal of Geo-Marine Sciences, v. 51, n. 1, p. 18-25, 2022. DOI: https://doi.org/10.56042/ijms.v51i01.45173

KUMAR, Y. N. et al. Impact of elevated temperature on the physiological and biochemical responses of Kappaphycus alvarezii (Rhodophyta). PloS One, v. 15, n. 9, p. 1-16, 2020. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0239097 DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0239097

KURSAR, T. A.; VAN DER MEER, J.; ALBERTE, R. S. Light-harvesting system of the red alga Gracilaria tikvahiae 1: I. biochemical analyses of pigment mutations. Plant Physiology, v. 73, n. 2, p. 353-360, 1983. https://doi.org/10.1104/pp.73.2.353 DOI: https://doi.org/10.1104/pp.73.2.353

MANDAL, R.; DUTTA, G. From photosynthesis to biosensing: Chlorophyll proves to be a versatile molecule. Sensors International, v. 1, p. 1-7, 2020. https://doi.org/10.1016/j.sintl.2020.100058 DOI: https://doi.org/10.1016/j.sintl.2020.100058

MIRKOVIC, T. et al. Light absorption and energy transfer in the antenna complexes of photosynthetic organisms. Chemical Reviews, v. 117, n. 2, p. 249-293, 2016. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.6b00002 DOI: https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.6b00002

NUNES, A. et al. Biotechnological applications of biogenic nanomaterials from red seaweed: a systematic review (2014–2024). International Journal of Molecular Sciences, v. 26, n. 9, p. 1-31, 2025a. https://doi.org/10.3390/ijms26094275 DOI: https://doi.org/10.3390/ijms26094275

NUNES, A. et al. Characterization of seaweed, aqueous extract, and residue from Kappaphycus alvarezii cultivated in Brazil for potential industrial applications. Journal of Food Composition and Analysis, v. 145, p. 1-18, 2025b. https://doi.org/10.1016/j.jfca.2025.107780 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jfca.2025.107780

ORFANOUDAKI, M. et al. Chemical profiling of mycosporine-like amino acids in twenty-three redalgal species. Journal of Phycology, v. 55, p. 393-403, 2019. https://doi.org/10.1111/jpy.12827 DOI: https://doi.org/10.1111/jpy.12827

OSÓRIO, C. et al. Pigments content (chlorophylls, fucoxanthin and phycobiliproteins) of different commercial dried algae. Separations, v. 7, n. 2, p. 1-14, 2020. https://doi.org/10.3390/separations7020033 DOI: https://doi.org/10.3390/separations7020033

PARANSA, D. et al. Pigment concentration of red algae, Kappaphycus alvarezii (Doty) Doty ex Silva during the cultivation in the coastal waters of Nain Island, North Sulawesi, Indonesia. AACL Bioflux, v. 13, p. 2788-2797, 2020.

PUNCHAKARA, A. et al. Applications of mycosporine-like amino acids beyond photoprotection. Applied and Environmental Microbiology, v. 89, n. 11, p. 1–16, 2023. https://doi.org/10.1128/aem.00740-23 DOI: https://doi.org/10.1128/aem.00740-23

RAJARAM, R. et al. Phytochemical profiling and antioxidant capacity of Kappaphycus alvarezii (Doty) Doty collected from seaweed farming sites of tropical coastal environment. Aquaculture Research, v. 52, n. 7, p. 3438–3448, 2021. https://doi.org/10.1111/are.15188 DOI: https://doi.org/10.1111/are.15188

RUDKE, A. R.; ANDRADE, C. J.; FERREIRA, S. R. S. Kappaphycus alvarezii macroalgae: An unexplored and valuable biomass for green biorefinery conversion. Trends in Food Science & Technology, v. 103, p. 1-11, 2020. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2020.07.018 DOI: https://doi.org/10.1016/j.tifs.2020.07.018

SALURI, M.; KALDAMÄE, M.; TUVIKENE, R. Extraction and quantification of phycobiliproteins from the red alga Furcellaria lumbricalis. Algal Research, v. 37, p. 115-123, 2019. https://doi.org/10.1016/j.algal.2018.11.013 DOI: https://doi.org/10.1016/j.algal.2018.11.013

SHAFAY, S. E. L. et al. Antioxidant, antidiabetic, anti-inflammatory and anticancer potential of some seaweed extracts. Food Science and Technology, v. 42, p. 1-12 2022. https://doi.org/10.1590/fst.20521 DOI: https://doi.org/10.1590/fst.20521

SHANG, M. et al. Fluorescence and antioxidant activity of heterologous expression of phycocyanin and allophycocyanin from Arthrospira platensis. Frontiers in Nutrition, v. 10, p. 1-13, 2023. https://doi.org/10.3389/fnut.2023.1127422 DOI: https://doi.org/10.3389/fnut.2023.1127422

SIDDIQUI, S. et al. Variable salinity induced physio-chemical and chlorophyll a fluorescence responses in Kappaphycus alvarezii, a commercial carragenophyte. Journal of Applied Phycology, v. 36, p. 1489–1502, 2024. https://doi.org/10.1007/s10811-023-03180-z DOI: https://doi.org/10.1007/s10811-023-03180-z

TAN, H. et al. A review on a hidden gem: phycoerythrin from blue-green algae. Marine Drugs, v. 21, p. 1-24, 2023. https://doi.org/10.3390/md21010028 DOI: https://doi.org/10.3390/md21010028

ULRICH, N. et al. Ecological diversification of a cyanobacterium through divergence of its novel chlorophyll d-based light-harvesting system. Current Biology, v. 34, p. 2972–2979, 2024. https://doi.org/10.1016/j.cub.2024.05.022 DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2024.05.022

URREA-VICTORIA, V. et al. The role of mycosporine-like amino acids in skin care formulations: a patent review (2014–2024). Photochemical & Photobiological Sciences, v. 24, p. 847-861, 2025. https://doi.org/10.1007/s43630-025-00717-8 DOI: https://doi.org/10.1007/s43630-025-00717-8

WANG, W. et al. Cultivation practices with various mulching materials to regulate chlorophyll fluorescence, cuticular wax, and rapeseed productivity under semi-arid regions. Agricultural Water Management, v. 288, p. 1-12, 2023. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2023.108465 DOI: https://doi.org/10.1016/j.agwat.2023.108465

WORLD BANK. Global Seaweed New and Emerging Markets Report 2023. World Bank Group, 2023. Disponível em: https://www.worldbank.org/en/topic/environment/publication/global-seaweed-new-and-emerging-markets-report-2023. Acesso em: 7 maio. 2024.

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28/11/2025

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