Made available in DSpace on 2017-05-12T14:47:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_ Adilson Bosetto 2015 PDF.pdf: 2419034 bytes, checksum: 3fdc9e711199e04fe0746f89b07c4bea (MD5) Previous issue date: 2015-03-10 / The application of enzymes in industrial processes, in its broad sense, has shown the market evolution for innovative alternatives for preserving the environment. Brazil has a great potential to develop some technologies, which allow the use of such materials as substratum for products with higher added value, due to the large amount of lignocellulose as waste that comes from agriculture. Therefore, the analysis of genes expression related to microbial degradation of plant cell wall has caught the researchers attention, mainly because it is associated to the possibility of controlled large-scale synthesis of enzymes applied in biofuel production. In this context, the Gram-negative bacterium C. crescentus is found as a promising microorganism for biotechnological exploitation due to its ability on degrading xylan, the major component of plant hemicellulose. There are several genes in the bacterial genome that codify to Xylanases and β-Xylosidases. In order to purify and biochemically characterize the β-Xylosidase III protein of C. crescentus, xynB3 gene (CCNA_00856) that contains 1,623 nucleotides and encodes a protein with conserved domains of β-Xylosidase with 540 amino acid residues has been studied. Therefore, xynB3 gene was isolated from genomic DNA of C. crescentus NA1000 by Polymerase Chain Reaction (PCR) using specific primers. The single amplification product was cloned into pJet1.2Blunt vector in non-cohesive sites and reintroduced in vector of pTrcHisA expression within the reading frame to produce a histidine tag at the amino-terminus area of fusion protein. The obtained construction was denominated pTrcHis-xynB3 and the confirmation of its gene identification was figured out by the DNA sequence after insertion into the TOP10 E. coli strain and subsequent experimental tests of expression in different temperature of growth, IPTG concentrations and induction times. The recombinant protein was overexpressed into inclusion bodies, thus, in a non-soluble form. Different induction and purification protocols were used to obtain the β-xylosidase III pure of C. crescentus, in native or non-native form. However, assays of enzymatic activity with different substrates neither demonstrated β-xylosidase activity nor detectable levels of the protein. These results suggest that the enzyme was not active during the assays, due its expression in inclusion bodies. This suggests that this protein may have a toxic effect on E. coli when expressed at high levels. Thus, this trial contributes to additional data about the xylanolytic complex concerning the aquatic bacterium C. crescentus. / A utilização de enzimas em processos industriais, no seu sentido mais amplo, demonstra a evolução do mercado em relação a alternativas inovadoras de preservação do meio ambiente. Devido à grande quantidade de material lignocelulósico residuário, proveniente da agricultura, o Brasil é um país com elevado potencial para o desenvolvimento de tecnologias que possibilitem a utilização desses materiais como substrato para produtos de maior valor agregado. Dessa forma, o estudo da expressão de genes microbianos relacionados com a degradação da parede celular vegetal tem despertado a atenção de pesquisadores, principalmente pelo fato de estar relacionado com a possibilidade de síntese controlada e em larga escala de enzimas utilizadas na produção de biocombustíveis. Neste contexto, a bactéria gram-negativa Caulobacter crescentus encontra-se como um microrganismo promissor para a exploração biotecnológica em função da capacidade que tem de degradar o xilano, principal componente hemicelulósico das plantas. Essa bactéria contém em seu genoma vários genes que codificam para xilanases e β-xilosidases. Dentre eles o gene xynB3 (CCNA_00856), que apresenta 1623 nucleotídeos e codifica uma proteína contendo domínios conservados de β-xilosidase, com 540 resíduos de aminoácidos, denominada neste trabalho como β-xilosidase III de C. crescentus. Com o objetivo de possibilitar em estudos futuros a caracterização bioquímica dessa proteína, foi estudado o gene xynB3. Para isso, xynB3 foi isolado a partir do DNA genômico de C. crescentus NA1000 por Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) usando oligonucleotídeos específicos. O único produto de amplificação foi clonado no vetor pJet1.2blunt em sítios não coesivos e reintroduzido no vetor de expressão pTrcHisA dentro do quadro de leitura para a produção de uma cauda de histidinas na região amino-terminal da proteína de fusão. A construção obtida foi denominada pTricHis-xynB3 e após confirmação da identidade da mesma por sequenciamento de DNA foi inserida na cepa TOP10 de Escherichia coli e submetida a ensaios experimentais de expressão com diferentes temperaturas de crescimento, concentrações de IPTG e tempos de indução. A proteína recombinante foi super-expressa em corpos de inclusão, portanto, em uma forma não solúvel. Diferentes protocolos de indução e purificação foram empregados para obtenção da β-xilosidase III de C. crescentus pura, em forma nativa ou não nativa. Entretanto, nos ensaios de atividade enzimática, com diferentes substratos, foram obtidos níveis de atividade de β-xilosidase não detectáveis pelas ferramentas utilizadas. Esses resultados sugerem que a enzima não se mostrou ativa durante os ensaios, em função da formação de corpos de inclusão. Isso leva a crer que essa proteína pode apresentar efeito tóxico para E. coli quando expressa em níveis elevados. Assim, este trabalho contribui com dados adicionais a cerca do complexo xilanolítico da bactéria aquática C. crescentus.

Made available in DSpace on 2017-07-10T14:17:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 kelly Jaque.pdf: 1788989 bytes, checksum: 65d07041b0d9003d6666dd84d7fee873 (MD5) Previous issue date: 2013-08-01 / The growing number of overweight and obesity has led to an increase in the number of patients with insulin resistance and diabetes mellitus type 2. MSG obese rats were glucose intolerant, insulin resistant and theirs pancreatic islets secrete more insulin in response to glucose. Subdiafragmatic vagotomy changes the response of islets to glucose and improves glucose homeostasis, supporting the hypothesis that an unbalance of autonomic nervous system with increased parasympathetic nervous system (PNS) action but a decreased sympathetic nervous system function. Studies showed that the PNS is also involved in β-cell proliferation. Therefore, we investigated of PNS participation, using a subdiafragmatic vagal denervation, upon pancreatic β-cell function and mass regulation, and the body glucose control disruption in MSG-obese rats. For this, Male Wistar rats received during the first five days of life monosodium glutamate (MSG) or saline. Subdiaphragmatic vagotomy was performed at 30 days of life. At 90 days of age, we verified static insulin secretion, pancreas morphometric, ERK expression in islets, glucose homeostasis and lipidis. The MSG treatment caused obesity at 90 days of life. MSG rats presented lower body weight and nasoanal length, increased Lee index and fat depots, normoglycemia, hyperinsulinemia, dyslipidemia, glucose intolerance and insulin resistance when compared to CTL. Vagotomy performed at 30-days of age prevented obesity, fat deposition in the liver and ameliorated glucose tolerance and insulin sensitivity in adult MVAG rats in relation to MSG rats. Islets from MSG rats secreted more insulin at stimulatory glucose concentrations than CTL islets. Histological analysis showed that pancreatic islets from MSG rats were lower with a reduction in β-cell area without modification in α-cell content when compared with CTL. Also, MSG group presented an increased number of pancreatic islets per mm2, with higher number of islets, which may contributes to the higher islet and β-cell relative mass in the MSG pancreas. These effects were associated with enhanced proliferation in MSG group. The number of MVAG pancreatic islet were less than MSG. Vagotomoy performed at 30-days of age, reduced islet and β-cell area in the pancreas from 90-days old CVAG rats. Finally, the relative islet and β-cell mass in MVAG and CVAG rats was similar to CTL. Here we verified if ERK was involved in β-cell replication in MSG rats, but presented no alteration. We demonstrate for the first time that adult MSG rats showed enhanced pancreatic β-cell proliferation which contributes to the higher islet insulin secretion in response to glucose. The vagus nerve is the main factor involved in such a process, since vagotomy performed at 30 days of age prevented islet morphological alterations in adult MVAG rats. Possibly this increase PNS activity in MSG endocrine pancreas is responsible to hyperinsulinemia that enhanced fat storage, damaged glucose homeostasis and insulin action in MSG obesity / O crescente número de pessoas com sobrepeso e obesidade tem levado ao aumento no número de pacientes com resistência à insulina (RI) e portadores do Diabetes mellitus tipo 2. Ratos obesos MSG são intolerantes à glicose (Gli), RI e suas ilhotas pancreáticas secretam mais insulina em resposta à concentrações de Gli. A vagotomia subdiafragamática altera a responsividade das ilhotas à Gli e melhora a homeostase glicêmica nestes animais, sugerindo um desbalanço do sistema nervoso autonômico, com aumento do tônus parassimpático e redução do simpático. Estudos demonstram que o sistema nervoso parassimpático (SNP) possui efeito na proliferação das células β-pancreáticas. Desta forma, investigamos a participação do SNP, através da vagotomia subdiafragmática, no metabolismo energético e na proliferação das ilhotas e de células β-pancreáticas de ratos obesos-MSG. Para isto, ratos Wistar machos receberem durante os cinco primeiros dias de vida glutamato monossódico (grupo MSG) ou salina (grupo CTL). A vagotomia subdiafragmática foi realizada aos 30 dias de vida formando os grupos MVAG e CVAG. Aos 90 dias, verificamos a secreção estática de insulina, homeostase glicêmica e lipídica, morfometria do pâncreas e conteúdo proteico da ERK nas ilhotas. Ratos MSG apresentaram redução do peso corporal e comprimento nasoanal, aumento do índice de Lee e acúmulo de gordura, normoglicêmia, hiperinsulinemia, dislipidemia, intolerância à Gli e RI comparados aos CTL. A vagotomia realizada aos 30 dias de vida preveniu obesidade, acúmulo de gordura no fígado e melhorou a tolerância à Gli e a sensibilidade à insulina em ratos MVAG adultos em relação aos ratos MSG. As ilhotas dos animais MSG secretaram mais insulina quando estimulada pela Gli, em relação aos animais CTL. As análises histológicas mostram que as ilhotas pancreáticas dos animais MSG são menores com redução da área das células β sem alteração nas células α em relação aos CTL. O grupo MSG apresenta um aumento do número das ilhotas por mm2, que pode estar contribuindo com o aumento da massa relativa das ilhotas e das células β. Esse efeito está associado ao aumento da proliferação no grupo MSG. O número de ilhotas foi menor nos MVAG em relação aos MSG. A vagotomia realizada aos 30 dias de vida reduziu a área das ilhotas e das células β aos 90 dias de vida nos animais CVAG. Finalmente, a massa relativa das ilhotas e da células β no MVAG e CVAG foram similares ao CTL. Verificamos se a ERK estava envolvida na proliferação das células β nos ratos MSG, porém não apresentaram alterações desta proteína. Pela primeira vez demonstramos que ratos MSG apresentam aumento da proliferação das células β que contribui com o aumento da secreção de insulina em resposta à Gli. O nervo vago é o principal fator envolvido neste processo, visto que a vagotomia realizada aos 30 dias de vida preveniu as alterações morfológicas das ilhotas nos ratos MVAG adultos

Made available in DSpace on 2017-07-10T14:17:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_ final - ENTREGA.pdf: 2247856 bytes, checksum: 146d4be3628d74a867ddf4826f6f6e8a (MD5) Previous issue date: 2015-07-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Purpose: Herein we evaluated the expression of genes and protein involved with hepatic lipids pathway and investigate whether the improvement on glucose homeostasis is associated with modifications in the islets morphology in HyO rats submitted to duodenal-jejunal bypass (DJB). Methods: During the first 5 days of life, male newborn Wistar rats received a subcutaneous injection of monosodium glutamate [4 g/kg body weight (BW), hypothalamic obesity (HyO) group], or saline (CTL group). At 90 days of age, HyO rats were submitted to DJB or sham operations forming HyO DJB and HyO Sham group, respectively. Two months after DJB, serum parameters, expression of genes and protein in the liver and islets morphology were verified. Results: Although DJB operation normalized serum triglycerides (TG) and non-esterified fatty acids (NEFA) concentration compared to HyO Sham rats, HyO DJB rats did not alter TG liver content as well as, the expression of hepatic genes and protein involved with lipids metabolism. DJB operation normalized insulinemia and insulin resistance and restored β-cell secretion in the presence of 8.3 mM glucose independently of weight loss. In addition, HyO DJB rats presented a reduction in total islets and β-cell area (pancreas area percentage) and in islets cells proliferation (verified by the number of nucleus stained by Ki67 protein - a cellular marker for proliferation). Conclusions: Although DJB not affect liver lipids metabolism in HyO rats two months after surgery, the improvement on glucose homeostasis could be associated with modifications in islets morphology and proliferation. / Objetivo: Avaliar a expressão de genes e proteínas envolvidos com a via lipídica hepática e investigar se a melhoria na homeostase glicêmica está associada a alterações na morfologia das ilhotas em ratos MSG submetidos à derivação duodeno-jejunal (DDJ). Métodos: Durante os primeiros 5 dias de vida, ratos Wistar recém-nascidos receberam injeções subcutâneas de glutamato monossódico [4 g / kg de peso corporal (BW), grupo MSG], ou solução salina (grupo CTL). Aos 90 dias de idade, os animais MSG foram submetidos à DDJ ou a falsa operação, formando os grupos MSG-DDJ e MSG-FO, respectivamente. Dois após a cirurgia, foram avaliados os parâmetros séricos, a expressão de genes e proteínas do fígado e morfologia das ilhotas pancreáticas. Resultados: A cirurgia de DDJ normalizou as concentrações de triglicerídeos séricos (TG) e dos ácidos graxos não-esterificados em comparação aos animais MSG-FO, porém não alterou o conteúdo de TG no fígado, bem como, a expressão de genes e proteínas hepáticas envolvidas com o metabolismo lipídico. Além disso, a DDJ normalizou a insulinemia e a resistência à insulina, e restaurou a secreção de insulina pelas células-β na presença de 8,3 mM de glicose, independentemente da perda de peso. Ainda, ratos MSG-DDJ apresentaram redução nas áreas totais da ilhota e de células β (% área pâncreas) e na proliferação de células da ilhota (verificado pelo número de núcleos corados por Ki67). Conclusões: A cirurgia de DDJ não alterou o metabolismo lipídico no fígado, dois meses após a realização da cirurgia, sendo assim, a melhora na homeostase glicêmica nos animais pode estar associada a alterações na morfologia e proliferação das ilhotas pancreáticas

Algumas das estratégias utilizadas para entender a biologia de células tronco embrionária (CTE) são baseadas na identificação de cascatas de sinalização que induzem a diferenciação e auto-renovação das CTE através da interferência seletiva de processos específicos. A família das proteínas quinase C (PKC) é conhecida por participar dos processos de auto-renovação e diferenciação celular em CTE, entretanto, o papel específico das diferentes isoenzimas das PKCs ainda precisa ser elucidado. Desta forma investigamos. o papel das PKCs atípicas (aPKCs) em CTE indiferenciadas utilizando um inibidor específico para estas serina/ treonina quinases, o peptídeo pseudossubstrato das aPKCs, e fosfoproteômica. A maioria das proteinas identificadas cuja fosforilação reduziu após o tratamento com o inibidor das aPKC, são proteínas envolvidas com o metabolismo principalmente com a via glicolítica. Além disso, a inibição das aPKCs levou a redução do consumo de glicose, secreção de lactato, acompanhada da redução da atividade da lactato desidrogenase, e aumento da fosforilação oxidativa, sendo analisada através do consumo de oxigênio após o tratamento com oligomicina e FCCP. Verificamos também que as aPKCs são capazes de fosforilar diretamente a piruvato quinase. A glicólise aeróbica parece ser fundamental para a manutenção da indiferenciação das CTE, e demonstramos que as aPKCs participam deste processo auxiliando na auto-renovação das CTE indiferenciadas. Também observamos que as aPKCs assim como a PKCβI modulam a fosforilação da α-tubulina, porém ao passo que as aPKCs interagem com a α-tubulina durante a interfase, a PKCβI interage com a mesma apenas durate a mitose. Estes resultados motivaram a segunda parte da tese, na qual o papel da fosforilação da α-tubulina pela PKCβI foi investigado. O resíduo de treonina 253, conservado em diversas espécies de vertebrados e localizado na interface de polimerização entre a α- e a β-tubulina foi identificado, como um novo sítio de fosforilação da α-tubulina pela PKCβI. Este sítio não está em um consenso linear para a PKC, entretanto é um consenso formado estruturalmente, onde aminoácidos básicos distantes na sequência linear se tornam justapostos na estrutura terciária da proteína. Estudos de simulação por dinâmica molecular demonstraram que a interação entre a α e β-tubulina aumenta após esta fosforilação, uma vez que T253 fosforilada passa a interagir com K105, um residuo conservado na β-tubulina. A fosforilação in vitro de α-tubulina aumenta a taxa de polimerização da tubulina e a inibição da PKCβI em células reduziu a taxa de repolimerização do microtubulo após o tratamento com nocodazol. Além disso, a importância da fosforilação deste sítio foi demonstrada pelo fato de que um mutante fosfomimético GFP-α-tubulina, T253E ser mais incorporado no fuso mitótico ao passo que T253A foi menos incorporado do que a proteína selvagem. Nossos dados suportam a hipótese que os consensos estruturais formados podem ser importantes sítios de reconhecimento pelas quinases e que a fosforilação de T253 da α-tubulina afeta a estabilidade do polímero. Em conclusão, utilizando métodos de fosfoproteômica e interferência seletiva de vias de sinalização, combinados a validações experimentais dos alvos identificados podemos propor a importância funcional das aPKCs e PKCβI em CTE indiferenciadas. / Some of the strategies used to understand stem cell biology are based on the identification of signalling cascades that lead to differentiation and self-renewal of embryonic stem cells (ESC) by selective interference of specific signalling processes. The protein kinase C (PKC) family is known to participate in ESC self-renewal and differentiation, however, the specific role of the different PKC isoenzymes in these cells remains to be determined. Therefore, we investigated the role of atypical PKCs (aPKC) in undifferntiated ESC using a specific inhibitor for these serine/ threonine kinases, pseudo-substrate peptide of aPKCs, and phosphoproteomics. The majority of proteins whose phosphorylation decreased upon aPKC inhibition, are proteins involved in metabolism in particular with the glycolytic pathway. Besides that, inhibiton of aPKCs led to a decrease in glucose uptake and lactate secretion, followed by a decrease in lactate dehydrogenase activity, and an increase in mitochondrial activity as measured by oxygen consumption after treatment with olygomycin and a chemical uncoupler. We also verified that aPKCs are able to directly phosphorylated pyruvate kinase. Aerobic glicolysis seems to be fundamental for the maintainance of undifferentiated ESC, and we demonstrated that aPKCs participte in these processes helping to maintain self-renewal of undifferentiated ESC. We also observed that aPKCs as PKCβI modulate the phosphorylation of α-tubulin, however, while aPKCs interact with α-tubulin during interfase PKCβI interacts with α-tubulin only during mitosis. These results lead to the second part of this thesis. We investigated the role of α-tubulina phosphorylation by PKCβI. Indentifying threonine 253, a conserved residue in several vertebrate species, of localized at the polymerization interface between α- and β-tubulin, as a phosphorylation site of α-tubulin by PKCβI. This site is not in a linear consensus for PKC, however, it is in a structuraly formed consensus, where basic aminoacids distant in the linear sequence are juxtaposed in the three dimentional protein structure. Simulation studies by molecular dynamics show that the interaction between α and β-tubulin increases upon this phosphorylation, once, phosphorylated T253 interacts with com K105, a conserved residue in β-tubulin. The in vitro phosphorylation of α-tubulin increased tubulin polymerization rate and inhibiton of PKCβI in cells reduced repolimeration rate of microtubles upon treatment with nocodazole. Besides that, the importance of this phosphorylation site were demonstrated by the fact that a phosphomimetic mutant GFP-α-tubulina, T253E is more incorporated in mitotic fuses while T253A is less than wild type. Our data support the hypothesis that structural consensus may be important sites recognized and that T253 phosphorylation of α-tubulin afects the polymer stability. In conclusion, using phosphoproteomics methods and selective interference of signal transduction pathways combined with experimental validation studies of the identified targets we can propose roles for aPKCs and PKCβI in undifferentiated ESC.

O objetivo do estudo foi investigar o remodelamento tecidual e fatores modulados pela via do TGFβ no tecido adiposo subcutâneo na vigência da caquexia associada ao câncer gastrointestinal. O estudo incluiu 59 pacientes divididos em três grupos: Controle, Câncer de peso estável (WSC) e Câncer e Caquexia (CC). Foram observadas alterações morfológicas exclusivas ao tecido adiposo do grupo CC. Houve o aumento na deposição de colágeno, glicoproteínas associadas, e fibras do sistema elásticas. A imunohistoquímica revelou alterações no conteúdo dos colágenos do tipo I, III e VI, e da fibronectina no grupo CC em relação ao grupo Controle e WSC. A presença de miofibroblastos no grupo CC foi confirmada pela imunomarcação para αSMA, e o aumento de 20 vezes do gene FSP1 no tecido adiposo, em associação com expressiva marcação de vimentina em fibroblastos isolados. As concentrações do TGFβ3 estavam aumentadas no tecido adiposo, e TGFβ1 e TGFβ3 nos adipócitos, dos pacientes caquéticos. A imunolocalização revelou maior intensidade para SMAD3 e SMAD4 no grupo CC. Em conclusão, na caquexia associada ao câncer, a via do TGFβ contribui para o comprometimento da biologia do tecido adiposo e o desenvolvimento da fibrose. / Aim of the study was to investigate tissue remodelling and factors modulated by TGFβ pathway in the subcutaneous adipose tissue in gastrointestinal cancer cachexia. The study included 59 patients enrolled into three groups: Control, Weight-stable Cancer (WSC) and Cancer Cachexia (CC). Morphological alterations (HE) were observed in adipose tissue from CC group solely, with reduction in the content of fat cells (area, diameter and circumference). Markedly stain to collagens type I, III, IV and fibronectin by immunohistochemistry revealed changes in the CC group as compared to the control and WSC group. Presence of myofibroblasts in CC group was observed by immunostaining for αSMA, and 20-fold increase of the FSP1 gene in adipose tissue. In association, was reported higher expression for vimentin in isolated fibroblasts. TGFβ3 concentrations were enhanced in adipose tissue, and TGFβ1 and TGFβ3 in adipocytes of cachectic patients in relation to control group. Immunolocalization revealed greater intensity for SMAD3 and SMAD4 in the CC group. Thus, during cancer cachexia the TGFβ pathway contributes to disruption of adipose tissue biology and fibrosis development.

A furosemida é um fármaco de ação diurética e amplamente utilizado em tratamentos de doenças renais, cardíacas e pulmonares. Sua absorção é problemática e de alta variabilidade inter e intraindividual. Este fármaco tem sido classificado como pertencente às classes II (baixa solubilidade e alta permeabilidade) ou IV (baixa permeabilidade e baixa solubilidade) do Sistema de Classificação de Biofarmacêutica (SCB). Em estudos anteriores da equipe de pesquisa, SPRICIGO e colaboradores (2008) e SILVA (2014) desenvolveram complexos de furosemida com hidroxipropil-&#946;-ciclodextrina que permitiram a otimização da solubilidade deste fármaco. Entretanto, dados sobre a sua permeabilidade intestinal, quando complexado, não foram determinados. Somando-se a isto, a literatura apresenta informações distintas em relação a este parâmetro, o que corrobora a importância de se avaliar a permeabilidade deste fármaco. Diversas técnicas têm sido empregadas para a avaliação da permeabilidade intestinal dos fármacos. No presente trabalho empregou-se o modelo de perfusão in situ de passagem tripla, cuja técnica possibilita avaliar a permeabilidade em três segmentos diferentes em um mesmo animal e ainda, apresenta características interessantes, pois trata-se de um método que proporciona, durante todo o experimento, condições mais próximas daquelas encontradas durante o processo in vivo de absorção de fármacos no intestino tais como: suprimento sanguíneo, inervação intacta, preservação das proteínas transportadoras de membranas e presença da camada de muco. O presente trabalho foi dividido nas seguintes etapas: (i) obtenção da furosemida complexada com hidroxipropil-&#946;-ciclodextrina, (ii) caracterização dos fármacos utilizando técnicas de análises térmicas, (iii) estudo de perfusão in situ de passagem tripla nos três segmentos intestinais (duodeno, jejuno e íleo) de ratos machos Wistar na ausência e na presença de inibidores da glicoproteína P e de enzimas metabolizadoras CYP3A4 com posterior análise estatística do impacto da ciclodextrina e inibidores na permeabilidade da furosemida e; (iv) análise histológica das microvilosidades intestinais após o ensaio de perfusão in situ nos três segmentos intestinais. Os valores encontrados em cada segmento para furosemida complexada foram: 8,58 ± 0,002 x 10-5 cm.s-1; 9,15 ± 0,003 x10-5 cm.s-1 e; 8,06 ± 0,002 x 10-5 cm.s-1, respectivamente para duodeno, jejuno e íleo enquanto que para furosemida pura encontraram-se os seguintes: 3,42 ± 0,08 x 10-5 cm.s-1 para duodeno; 3,87 ± 0,11 x 10-5 cm.s-1 para jejuno e 3,08 ± 0,001 x 10-5 cm.s-1 para íleo. Assim sendo, os valores obtidos para a permeabilidade da furosemida complexada foram significativamente superiores (p < 0,05) aos da furosemida pura, sugerindo que, a ciclodextrina pode ter influência no mecanismo de transporte da furosemida, que é via passiva paracelular. Quanto aos mecanismos envolvidos na permeabilidade da furosemida através dos enterócitos, pode-se sugerir que observou-se pouca influência dos inibidores da glicoproteína P (P-gp) e da enzima CYP3A4, sugerindo que não há uma participação importante destes mecanismos em sua absorção intestinal. / Furosemide, which is a diuretic drug, is widely used in heart, kidney and pulmonary disease treatments. The absorption is problematic with high variability inter and intra individuals. This drug has been classified as belonging to class II (low solubility and high permeability) or IV (low permeability and low solubility) of the Biopharmaceutical Classification System (BCS). In previous studies of the research team, Spricigo and colleagues (2008) and Silva (2014) developed complex of furosemide with hydroxypropyl-&#946;-cyclodextrin which allowed the optimization of the solubility of this drug. However, datas concerning it\'s intestinal permeability, when complexed, have not been determined. Addicted to this, the literature shows many information regarding to this parameter, which confirms the importance of the evaluation of the permeability of this drug. Some techniques have been employed in order to evaluate the intestinal permeability of drugs. In the present work, a triple single-pass intestinal perfusion technique was used for three different segments. This technique enables the evaluation of the permeability of different segments in the same animal and also has interesting features such as: it provides during all the experiment conditions closer to those found in in vivo process of a drug absorption in the gut; blood supply; intact innervations; preservation of membrane transporter proteins and presence of mucus layer. This study was divided into the following steps: (i) obtaining furosemide complexed with hydroxypropyl-&#946;-cyclodextrin, (ii) characterization of drugs using techniques of thermal analysis, (iii) perfusion study in situ triple passage in three segments (duodenum, jejunum and ileum) from male Wistar rats in the absence and presence of inhibitors of P-glycoprotein and metabolizing enzymes CYP3A4 and subsequential statistical analysis of the impact of the cyclodextrin and the inhibitors in the permeability of furosemide and (iv) histological analysis of intestinal microvilli after in situ perfusion assay in three segments. The values found in each segment for complexed furosemide were: 8,58 ± 0,002 x 10-5 cm.s-1; 9,15 ± 0,003 x 10-5 cm.s-1; 8,06 ± 0,002 x 10-5 cm.s-1, respectively for duodenum, jejunum and ileum while for pure furosemide, the values were: 3,42 ± 0,08 x 10-5 cm.s-1 to duodenum; 3,87 ± 0,11 x 10-5 cm.s-1 to jejunum and 3,08 ± 0,001 x 10-5 cm.s-1 to ileum. Thus, the values obtained for the permeability of the complexed furosemide were significantly higher (p < 0,05) than those found for pure furosemide, suggesting that the cyclodextrin might have an influence on the transport mechanism of furosemide, which is passive paracellular route. About the mechanisms involved in the permeability of furosemide through the enterocytes, it can be suggested that there was little effect of P-glycoprotein (P-gp) inhibitors and CYP3A4 enzyme, suggesting that there is an important role of these mechanisms in the furosemide intestinal absorption.

A fim de garantir a viabilidade econômica da produção de etanol de segunda geração é necessário o desenvolvimento de tecnologias eficientes para a hidrólise enzimática dos materiais lignocelulósicos. Além disso, o elevado consumo de água pelas biorrefinarias tem despertado grande atenção para a utilização de recursos hídricos não-potáveis, como a água do mar. Assim, atualmente busca-se por enzimas tolerantes a altas concentrações salinas, bem como aos subprodutos gerados e/ou acumulados nas etapas de pré-tratamento da biomassa. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi a purificação e caracterização cinética e bioquímica de uma ß-xilosidase produzida por uma linhagem do fungo mesófilo Colletotrichum graminicola. A enzima purificada (Bxcg) apresentou conteúdo de carboidratos totais de 54% (m/m), ponto isoelétrico de 4,2 e uma massa molecular aparente de cerca de 130 kDa, que foi reduzida para cerca de 92 kDa após deglicosilação. A enzima mostrou boa tolerância a elevadas concentrações de sal e manteve cerca de 90% da atividade controle na presença de NaCl 0,5 mol L-1 (concentração média de NaCl na água do mar). A temperatura e pH ótimos de reação foram 65 ºC e 4,5, respectivamente, tanto na ausência quanto na presença de NaCl 0,5 mol L-1. Já na presença de NaCl 2,5 mol L-1 o pH ótimo de atividade foi alterado para 5,0. Bxcg permaneceu estável numa ampla faixa pH (4,0 - 7,5) tanto na ausência quanto na presença de sal. A enzima mostrou ótima estabilidade térmica e manteve completamente estável à 50 ºC após 24 horas de incubação. A presença de elevada concentração de NaCl (2,5 mol L-1) resultou num aumento na termoestabilidade da enzima. A atividade enzimática foi tolerante aos íons Ca2+, Sr2+, Co2+, Zn2+, Ni2+, Mn 2+, Mg2+, K+ e Na+. Na ausência de sal, Bxcg hidrolisou p-nitrofenil-?-D-xilopiranosídeo (pNP-XIL) com Vmáx de 348,8 ± 11,5 U mg-1, KM de 0,52 ± 0,02 mmol L-1 e alta eficiência catalítica (kcat/KM = 1432,7 ± 47,3 L mmol-1 s-1). Em presença de sal, a afinidade aparente de Bxcg pelo substrato foi levemente menor e a hidrólise ocorreu com Vmáx menor, resultando em eficiência catalítica cerca de 1,5 de vezes menor, se comparadas as condição de ausência de sal. A enzima apresentou atividade bifuncional de ?-xilosidase/?-L-arabinofuranosidase. Bxcg hidrolisou p-nitrofenil-?-L-arabinopiranosídeo com afinidade aparente cerca de 18 vezes menor (KM = 9,6 ± 0,5 mmol L-1) que a estimada para pNP-XIL e a hidrólise do substrato ocorreu com Vmáx de 148,4 ± 4,4 U mg-1 e eficiência catalítica de 33,1 ± 1,6 L mmol-1 s-1. A enzima foi fortemente inibida por xilose com KI de 3,3 mmol L-1. Bxcg foi capaz de hidrolisar xilooligossacarídeos até xilohexaose, inclusive aqueles com ramificação de ácido 4-O-metilglucurônico. Bxcg e uma endo-xilanase purificada do mesmo microrganismo apresentaram um forte efeito sinérgico (3,1 vezes) para hidrólise de xilana beechwood. A enzima mostrou-se tolerante aos solventes butanol, glicerol, tolueno e acetona, bem como aos surfactantes Triton X-100, Tween 80 e Tween 20, enquanto que o líquido iônico acetato de 1-etil-3-metilimidazólio inibiu fortemente a atividade enzimática. De uma maneira geral, Bxcg apresenta propriedades atraentes para a aplicação em processos de sacarificação da biomassa lignocelulósica, incluindo aqueles conduzidos em elevada salinidade e/ou em presença de compostos residuais gerados ou acumulados nas etapas de pré-tratamento da biomassa / In order to ensure the economic viability of the production of second-generation ethanol, it is necessary the development of efficient technologies for the enzymatic hydrolysis of lignocellulosic materials. In addition, the large consumption of water by biorefineries has attracted great attention for the use of non-potable water resources, such as seawater. Therefore, enzymes tolerant to high salt concentrations and the by-products generated and/or accumulated in the biomass pretreatment steps are widely studied. In this context, the objective of this study was the purification and kinetic and biochemical characterization of a ?-xylosidase produced by a strain of the mesophilic fungus Colletotrichum graminicola. The pure enzyme (Bxcg) showed a total carbohydrate content of 54% (w/w), isoelectric point of 4.2 and an apparent molecular weight of 130 kDa, which was reduced to 92 kDa after deglucosylation. The enzyme showed good tolerance to high salt concentrations and retained aproximately 90% of the control activity in the presence of 0.5 mol L-1 NaCl (NaCl concentration in seawater). The optimum reaction temperature and pH were 65 °C and 4.5, respectively, both in the absence and presence of 0.5 mol L-1 NaCl. In the presence of 2.5 mol L-1 NaCl, the optimum pH was altered to 5.0. Bxcg retained stable over a wide pH range (4.0 - 7.5) both in the absence and presence of salt. The enzyme showed excellent thermal stability and retained completely stable at 50 °C after 24 hours of incubation. The presence of high NaCl concentration (2.5 mol L-1) resulted in an increase in the thermostability of the enzyme. The enzymatic activity was tolerant to Ca2+, Sr2+, Co2+, Zn2+, Ni2+, Mn2+, Mg2+, K+ and Na+. In the absence of salt, Bxcg hydrolyzed p-nitrophenyl-?-D-xylopyranoside (pNP-XIL) with Vmax of 348.8 ± 11.5 U mg-1, KM of 0.52 ± 0.02 mmol L-1 and high catalytic efficiency (kcat/KM = 1432.7 ± 47.3 L mmol-1 s-1). In the presence of salt, the apparent affinity for the substrate was slightly lower and the hydrolysis occurred with smaller Vmax, resulting in catalytic efficiency 1.5 fold lower, when compared to the salt. The enzyme showed bifunctional ?-xylosidase/?-L-arabinofuranosidase activity. Bxcg hydrolyzed p-nitrophenyl-?-L-arabinopyranoside with apparent affinity 18-fold lower (KM = 9.6 ± 0.5 mmol L-1) than that estimated for pNP-XIL and substrate hydrolysis occurred with Vmax of 148.4 ± 4.4 U mg-1 and catalytic efficiency of 33.1 ± 1.6 L mmol-1 s-1. The enzyme was strongly inhibited by xylose with KI of 3.3 mmol L-1. Bxcg was able to hydrolyze xylooligosaccharides from xylohexaose, including those with 4-O-methyl-glucuronic acid branch. Bxcg and a pure endo-xylanase from the same microorganism had a strong synergistic effect (3.1 fold) for hydrolysis of xylan beechwood. The enzyme was tolerant to the butanol, glycerol, toluene and acetone solvents, as well as the Triton X-100, Tween 80 and Tween 20 surfactants, whereas the 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate ionic liquid strongly inhibited the enzymatic activity. In summary, Bxcg has attractive properties for application in saccharification processes of the lignocellulosic biomass, particularly under high salinity and/or in the presence of residues of biomass pretreatment steps

Introdução e objetivos: &#946;-glicosidases da família GH1 das glicosil-hidrolases possuem um dobramento do tipo barril (&#946;/&#945;)8. Propõe-se que proteínas com este dobramento, que usualmente classificam-se como tendo um único domínio, na verdade são compostas por dois domínios, cada um deles correspondendo a um \"meio barril\" (&#946;/&#945;)4. Assim, as proteínas com dobramento barril (&#946;/&#945;)8 seriam provenientes de uma duplicação e fusão gênica de um ancestral \"meio barril\" (&#946;/&#945;)4. O objetivo geral deste projeto é investigar a existência de dois domínios (&#946;/&#945;)4, as metades N- e C-terminal, na estrutura (&#946;/&#945;)8 barril da &#946;-glicosidase A de Thermotoga maritima (bglTm) e &#946;-glicosidase B de Paenibacillus polymyxa (bglB) por meio de análise da desnaturação térmica e química dessas enzimas. Resultados: Para atingir esse objetivo foram introduzidas mutações que rompem contatos não covalentes entre os supostos domínios destas &#946;-glicosidases. Os segmentos de DNA que codificam as enzimas selvagem e mutantes foram clonados em plasmídeo de expressão pLATE51 e as enzimas recombinantes expressas em Escherichia coli BL21(DE3). Foram purificadas com sucesso as enzimas selvagens e duas mutantes de bglTm, denominadas T1 e T2, que possuem 2 e 4 mutações respectivamente em resíduos na interface inter-metades. Para confirmar o enovelamento destas proteínas recombinantes foi empregada a análise de estruturas secundárias por dicroísmo circular, também o espectro de fluorescência intrínseca de triptofano e sua supressão por acrilamida e finalmente foram determinados parâmetros cinéticos. Observou-se que não houve mudanças significativas na exposição dos triptofanos das proteínas recombinantes, sugerindo que se encontram enoveladas, o que está de acordo com a observação de que as proteínas recombinantes mantêm sua atividade catalítica. Já pela análise de dicroísmo circular concluiu-se que a mutante T1 possui dobramento semelhante à selvagem bglTm e que T2 apresenta diferenças significativas, sendo as porcentagens de &#945;-hélice de 21%, 22% e 10% para bglTm, T1 e T2, respectivamente. Em seguida demonstrou-se que T1 mantém a termo estabilidade semelhante à selvagem, enquanto que T2 tem termo estabilidade reduzida, apresentando kobs de 0,3 min-1 em 80°C e de 0,06 min-1 em 75 °C.. O cálculo de Tm através de Differential Scanning Fluorimetry foi feito para bglB e T2 (42 e 81.7 °C respectivamente), enquanto que bglTm e T1 mantiveram-se estáveis na faixa de temperatura analisada (até 95°C). Na análise do efeito da temperatura sobre a estrutura das mutantes T1 e T2 não se observou nenhuma evidência da presença dos dois supostos domínios (&#946;/&#945;)4. A análise da desnaturação por cloreto de guanidina mostrou que o c50 diminuiu para T2 (2,4 M), mas não mostrou alteração para T1 (4,5 M) em comparação à bglTm (4,3 M). Coerentemente, a estabilidade da enzima selvagem e de T1 na ausência de desnaturante é a mesma (&#916;GH2O = 5,2 kcal/mol), mas se reduziu para a T2 (&#916;GH2O = 3,5 kcal/mol). Os cálculos do parâmetro m mostraram uma cooperatividade semelhante na desnaturação de bglTm, T1 e T2, não evidenciando independência entre os dois supostos domínios (&#946;/&#945;)4. Em conclusão, a análise estabilidade da &#946;-glicosidase bglTm frente à temperatura e ao cloreto de guanidina não revelaram a presença dos domínios (&#946;/&#945;)4 que correspondem às metades N- e C-terminal desta &#946;-glicosidase. / Introduction and Aims: &#946;-glucosidases from the family GH1 of the glycosil-hidrolases presents a (&#946;/&#945;)8 barrel folding. These proteins are usually classified as single domain, however it has been alternatively proposed that they actually are formed by two \"half barrel\" (&#946;/&#945;)4. Thus, (&#946;/&#945;)8 barrel proteins had evolved from an \"half barrel\" ancestor that underwent a duplication-fusion event. The general goal of this project is the search for the two putative (&#946;/&#945;)4 domains, which form the N- and C-terminal ends of the &#946;-glucosidase A from Thermotoga maritima (bglTm) and &#946;-glucosidase B from Paenibacillus polymyxa (bglB), detecting their presence through the thermal and chemical stability of these (&#946;/&#945;)8 barrel proteins. Results: Site-directed mutagenesis was employed to replace residues forming non-covalent interaction between the putative (&#946;/&#945;)4 domains. DNA segments coding for bglB, bglTm and mutant bglTm were cloned into the pLATE51 expression vector and produced as recombinant proteins in E. coli BL21(DE3). The bglB, bglTm and two mutant bglTm, hereafter called T1 and T2, with 2 and 4 mutations respectively on residues in the interface between the protein halves, were purified. They were stable folded as shown by detecting their catalytic activity upon two different substrates and also by circular dichroism (CD) and tryptophan fluorescence analysis. Nevertheless, T2 showed a decrease in the &#945;-helix content (10 %) in the CD analysis, whereas bglTm and T1 are similar (22 %). The wild-type bglTm and T1 are thermostable, whereas T2 was inactivated after pre-incubation at high temperature (kobs = 0,3 min-1 at 80 °C and 0,06 min-1 at 75 °C). The Differential Scanning Fluorimetry experiments revealed Tm of 42 e 81.7 °C for bglB and T2, respectively, whereas wild-type bglTm and mutant T1 did not showed any thermal transition up to 95 °C. Indeed, the analysis of the thermal stability of T1 and T2 did not reveal any evidence of the putative (&#946;/&#945;)4 domains. Following that, the analysis of the protein denaturation by guanidine hydrochloride showed that the c50 for T2 was reduced (2.4 M), whereas no modification was observed for bglTm and T1 (4,3 and 4,5 M, respectively). In agreement the stability of bglTm and T1 (&#916;GH2O = 5,2 kcal/mol) is similar, but it was reduced for T2 (&#916;GH2O = 3,5 kcal/mol). The m parameter showed a similar cooperative denaturation for wild-type bglTm and mutants T1 and T2, but no evidence of the independent unfolding of the putative (&#946;/&#945;)4 domains was found. Conclusion: In conclusion, the analysis of the thermal and chemical stability of the bglTm did not reveal the presence of the putative (&#946;/&#945;)4 domains that form the N- and C-terminal end of these &#946;-glucosidase.

A Ouabaína (OUA), esteroide cardiotônico endógeno, ao ligar-se a enzima NKA pode sinalizar modulando a atividade da Src quinase e os níveis intracelulares de Ca2+, desencadeando a ativação de diversas vias de sinalização, dentre elas a via do NF&#954;B, que uma vez ativada, é capaz de ativar outras vias de sinalização, como a via canônica da WNT. O objetivo dessa tese foi verificar os efeitos da administração intrahipocampal de OUA, em ratos, na sinalização das vias NF&#954;B, BDNF/CREB e canônica da WNT, assim como os possíveis efeitos morfológicos e funcionais. Os resultados sugerem que a OUA altera o microambiente celular favorecendo a ativação das vias propostas levando ao aumento da arborização dendrítica de neurônios do CA1 e do GD, com melhora da memória de referência espacial dos animais e piora do processo de extinção de memória de longa duração, também conhecido como flexibilidade comportamental, além de proteger os neurônios da apoptose frente a um estímulo excitotóxico. / It is well established that Ouabain (OUA), an endogenous cardiotonic steroid, can bind to NKA and trigger activation of signaling pathways dependent on Src kinase activation and intracellular Ca2+ levels oscillation, what can lead to NF&#954;B activation, and in turn, can transactivate other signaling pathways, such as the canonical WNT pathway. The aim of this thesis was to investigate the effects of intrahippocampal administration of OUA in adult rats, whether it was able to activate NF&#954;B, BDNF/CREB and the canonical WNT signaling pathways, as well as the possible morphological and functional effects of this injection. Results suggested that OUA changed the cellular microenvironment in favor to the activation of the proposed pathways leading to increased dendritic branching in CA1 and DG neurons, with spatial reference memory improvement and worsening of long-term memory extinction. Furthermore, OUA protected neurons from apoptosis stimulus triggered by excitotoxicity.

O estresse oxidativo e a enzima NADPH oxidase-2 (NOX2) estão associados com a diminuição da massa funcional de células-&#946; em pacientes com diabetes do tipo 2 (DT2). Neste estudo, testamos o papel da NOX2 sobre a glicotoxicidade em células-&#946;. Ilhotas de camundongo C57BL/6J nocautes ou não para NOX2 (NOX2-KO e WT, respectivamente) foram isoladas e cultivadas por até 3 semanas em 10 ou 30 mmol/l de glucose (G10 e G30, respectivamente). A secreção de insulina foi maior nas ilhotas NOX2-KO vs. WT sem apresentar diferenças metabólicas ou do potencial redox da glutationa citosólica (EGSH). O cultivo de ilhotas em G30 aumenta a concentração de H2O2 e a oxidação de tióis no compartimento citosólico, seguido por aumento de apoptose de células-&#946;, mas, preservando a reposta máxima secretória. Estas respostas foram quase idênticas em ambos os tipos de ilhotas. Em conclusão, a NOX2 regula negativamente a secreção de insulina em ilhotas de camundongos C57BL/6J, mas não é um componente crítico para a sobrevivência de células &#946; em um modelo in vitro de glicotoxicidade. / Oxidative stress and NADPH oxidase-2 (NOX2) enzyme are associated to the decline of the functional &#946;-cell mass in type 2 diabetes (T2D). Here, we tested the role of NOX2 on &#946;-cell glucotoxicity. NOX2 knockout (NOX2 KO) and wild type (WT) C57BL/6J mice islets were isolated and cultured up to 3 weeks at 10 or 30 mmol/l glucose concentrations (G10 and G30, respectively). The insulin secretion was higher in NOX2-KO vs. WT islets despite similar metabolic and cytosolic glutathione-redox potential (EGSH) changes. The prolonged culture at G30 increases the H2O2 concentration and cytosolic thiol oxidation, followed by increased &#946;cell apoptosis but preserving maximal secretory response. These responses were almost identical in both types of islets. In conclusion, NOX2 is a negative regulator of insulin secretion in C57BL/6J mouse islets, but is not a critical component for &#946;-cell survival in a model of glucotoxicity in vitro.