Malária, causada por parasitas Plasmodium spp., ainda contribui com cerca de 400 mil mortes anuais sendo uma das mais vastas doenças de nosso tempo. Plasmodium falciparum, que causa a malária tropical, leva a forma mais severa da doença. Não obstante, há alguns grupos com resistência nativa conhecidas como, por exemplo, a siclemia ou enzimopatias como no caso da deficiência da glicose 6-fosfato desidrogenase. Apesar dos anos de pesquisa, até hoje os exatos mecanismos que conferem proteção, permanecem desconhecidos. Contudo, várias hipóteses, como o aumento da resposta imune inata ou a resposta melhorada contra os danos oxidativos dentro dos eritrócitos são discutidos. Este trabalho foca nos sistemas de defesa contra danos oxidativos em Plasmodium falciparum usando parasitas geneticamente modificados em células sanguíneas vermelhas anormais. O aumento de diferentes sistemas antioxidantes deveria fornecer um olhar aprofundado dos mecanismos de proteção destes eritrócitos modificados. Neste trabalho demonstramos a importância da Glutationa-S-Transferase para a sobrevivência do parasita em eritrócitos com a deficiência da glicose 6-fosfato desidrogenase. Isso leva a hipótese de que níveis aumentados de ROS nas células vermelhas geram uma alta quantidade de xenobióticos no parasita, resultando na morte da célula. / Malaria, caused by Plasmodium spp., remains with more than 400.000 deaths annually one of the vastest diseases of our time. Plasmodium falciparum, is the most dangerous species leading to severe malaria. Nevertheless, there are some native resistances known like sickle cell trait or enzymopathies such as glucose-6-phosphate dehydrogenase deficiency. However, the protection mechanism is still unknown. Hypotheses like a better innate immune response or the increased oxidative stress inside the altered erythrocytes are discussed. This work is focusing on the oxidative defence system of P. falciparum using transgenically modified parasites cultured in wild-type and abnormal red blood cells. Elevated expression levels of different anti-oxidative systems in P. falciparum should give a deeper insight of the protection mechanism of the altered erythrocytes. In this work, we show the importance of the Glutathione-S-Transferase (GST) for the proliferation of the malaria pathogen in erythrocytes with glucose-6-phosphate dehydrogenase deficiency. This leads to the hypothesis that the increased ROS level in these red blood cells generating a high amount of xenobiotics within the parasite which results in cell death.

Made available in DSpace on 2016-08-10T10:38:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CONSTANZA THAISE XAVIER SILVA.pdf: 856711 bytes, checksum: aa9a8d8094cd18595af6092fc0d17683 (MD5) Previous issue date: 2012-03-12 / Glaucoma refers to a group of eye diseases that gradually evolve being characterized by typical damage to the optic nerve with consequent changes in vision. The most common type is the primary open angle glaucoma (POAG) corresponding to approximately 60% of cases. The ocular epithelia expressed genes encoding the enzymes Glutathione STransferase (GST). The GST is present in various ocular structures, including aqueous humor, ciliary body, and lens. This study aimed to evaluate the genotypic profile of the gene GSTT1 and GSTM1 polymorphisms in patients with Primary Open Angle Glaucoma and control group in the city of Goiânia. Peripheral blood samples were analyzed by up to 100 samples of patients diagnosed as carriers of glaucoma, proven and 53 specimens from patients with examination within the customary standards, representing the control group. The polymorphism was assessed by PCR and analyzed in 2% agarose gel, stained with etídeo bromide. The frequencies of polymorphisms of GSTM1 and GSTT1 genes were compared with the &#967;2 test (p < 0.05%) and rate risk was assessed by the test of Odds Ratio with 95% confidence interval (&#945; = 0.05). In case it was noted that this was of genotype GSTM1 40% (n = 40) and in controls was 71.6% (n = 38). The null genotype was 60% (n = 60) and 28.3% (n = 15), respectively. The GSTT1 genotype present in case group was 52% (n = 52) and in the control group was 66% (n = 35); already the null genotype was 48% (n = 48) in case group and 34% (n = 18) in the control group. GSTM1 null genotype in the case group was more frequent than in the control group, and this difference statistically significant (p = 0. 0004). The same was not found with the GSTT1 genotype (p = 0.13). Checked also the Association of genotypes GSTM1 null/GSTT1 this the risk of glaucoma to 3.1 times more the chance of disease occurrence, suggesting that individuals who have the GSTM1 null genotype/GSTT1 this can be regarded as one of the risk factors for the development of the POAG. Already for the genotypes GSTM1 null was verified the GSTT1\/risk of 6.7 times more chance of occurrence of disease (p = 0.0004; OR: 6.7; 95% CI:-2.7 20.3), suggesting that individuals who have the GSTM1 null genotype/GSTT1 can be regarded as one of the risk factors for the development of the POAG. / O Glaucoma designa um grupo de doenças oculares que evoluem progressivamente sendo caracterizadas por danos típicos no nervo óptico com consequentes alterações de visão. O tipo mais frequente é o glaucoma primário de ângulo aberto (GPAA) que correspondente aproximadamente 60% dos casos. O epitélio ocular expressa genes que codificam as enzimas Glutationa S-Transferase (GST). A GST está presente em várias estruturas oculares, incluindo humor aquoso, corpo ciliar e cristalino. Este estudo teve como objetivo avaliar o perfil genotípico dos polimorfismos dos genes GSTM1 e GSTT1 em pacientes portadores de Glaucoma Primário de Ângulo Aberto e grupo controle na cidade de Goiânia. Foram analisadas amostras de sangue periférico de 100 amostras de pacientes comprovadamente diagnosticados como portadores de glaucoma e 53 amostras de pacientes com exame dentro dos padrões considerados normais, representando o grupo controle. O polimorfismo foi avaliado por PCR e analisados em gel de agarose a 2% e corado com brometo de etídeo. As frequências dos polimorfismos dos genes GSTM1 e GSTT1 foram comparadas com o teste &#967;2 (p<0,05%) e a taxa de risco foi avaliada pelo teste de Odds Ratio com intervalo de confiança de 95% (&#945;=0,05). No grupo caso observou-se que o genótipo GSTM1 presente foi de 40% (n=40) e nos controles foi de 71,6% (n=38). O genótipo nulo foi 60% (n=60) e 28,3% (n=15), respectivamente. O genótipo GSTT1 presente no grupo caso foi de 52% (n=52) e no grupo controle foi de 66% (n=35); já o genótipo nulo foi de 48% (n=48) no grupo caso e 34% (n=18) no grupo controle. O genótipo GSTM1 nulo no grupo caso foi mais frequente do que no grupo controle, sendo esta diferença estatisticamente significativa (p=0, 0004). O mesmo não foi encontrado com o genótipo GSTT1 (p=0,13). Foi verificado também a associação dos genótipos GSTM1 nulo/GSTT1 presente ao risco de glaucoma para 3,1 vezes mais a chance de ocorrência da doença, sugerindo que indivíduos que apresentam os genótipos GSTM1 nulo/GSTT1 presente pode ser considerado como um dos fatores de risco para o desenvolvimento do GPAA. Já para os genótipos GSTM1/GSTT1 nulos foi verificado o risco de 6,7 vezes mais a chance de ocorrência da doença (p=0,0004; OR: 6,7; IC 95%: 2,7 20,3), sugerindo que indivíduos que apresentam os genótipos GSTM1/GSTT1 nulos pode ser considerado como um dos fatores de risco para o desenvolvimento do GPAA.

O selênio (Se), mineral traço essencial para o ser humano, exerce sua função no organismo por meio de sua participação nas selenoproteínas, dentre as quais destacam-se as glutationas peroxidase (GPx), importantes no sistema de defesa antioxidante. São conhecidas sete isoformas da GPx, sendo a GPx 1 (citosólica) a mais abundante. Como a atividade dessa enzima encontra-se fortemente correlacionada com a concentração sanguínea de Se, este parâmetro é normalmente utilizado como indicador do balanço metabólico do mineral. A concentração de Se nos alimentos depende do local onde foram cultivados e reflete diretamente o teor do mineral no solo, sendo os alimentos da região Norte e Nordeste mais ricos nesse nutriente quando comparados às demais regiões brasileiras. O consumo inadequado de Se provoca uma diminuição da atividade dessa enzima, o que por sua vez pode afetar a proteção antioxidante. Além disso, estudos vêm mostrando que o polimorfismo Pro198Leu no gene da GPx1 também pode diminuir a atividade da GPx. O presente estudo se propôs a verificar a relação entre esse polimorfismo e o estado nutricional relativo ao selênio de uma população adulta residente no município de Fortaleza/Ceará. A população do estudo foi constituída por 176 indivíduos (79 homens e 97 mulheres), com média de idade de 30,4 ± 8,9 anos. Foram realizadas a avaliação da composição corporal por antropometria e a avaliação do consumo alimentar, por meio de três recordatórios de 24h. Os biomarcadores para avaliação do estado nutricional dos indivíduos quanto ao selênio foram: a concentração de Se plasmático e eritrocitário e a atividade da GPx total no eritrócito. Também foi determinado o polimorfismo Pro198Leu no gene que codifica para a GPx 1 por meio de PCR em Tempo Real. Foram encontradas concentrações médias de 62,6 &#181;g/L para Se plasmático e de 101,5 &#181;g/L para Se eritrocitário, não sendo observada correlação entre os dois. A média de ingestão de selênio foi de 76,88 &#181;g/dia, apresentando correlação positiva com o consumo de energia e proteína. Separando por gênero, encontrou-se que as médias de Se plasmático e de Se ingerido dos homens foram significativamente maiores que as das mulheres (p<0,05). A média da atividade da GPx foi de 38,6 U/g Hb. Para o polimorfismo Pro198Leu no gene que codifica para a GPx 1, foram encontrados 96 (54,5%) indivíduos com genótipo selvagem Pro/Pro, 67 (38,1%) indivíduos Pro/Leu e 13 (7,4%) indivíduos Leu/Leu. A frequência encontrada estava em equilíbrio de Hardy-Weinberg. Não foram encontradas diferenças estatísticas significativas nas concentrações de selênio entre os grupos de acordo com o genótipo, no entanto, para a atividade da GPx, houve diferença entre o grupo Pro/Pro e Pro/Leu (p<0,05). No grupo Pro/Pro, foi encontrada correlação positiva entre a concentração de selênio eritrocitário e a atividade eritrocitária total da GPx (p<0,05). Desta forma, podemos concluir que o estado nutricional da população estudada estava adequado com relação ao selênio e que o polimorfismo Pro198Leu apresentou influência sobre a atividade da GPx, que apresentou-se reduzida nos indivíduos que apresentaram alelo variante em seu genótipo. / Selenium (Se) is an essential trace mineral for humans which exerts its function in the body in selenoproteins, among which we highlight the glutathione peroxidase (GPx), important in the antioxidant defense system. There are seven known GPx isoforms and the GPx 1 (cytosolic) is the most abundant. As the activity of this enzyme is strongly correlated with selenium blood concentration this parameter is usually used as an indicator of the mineral metabolic balance. Selenium concentration in food depends on the location where they were grown and directly reflects the soil mineral content. Food in the North and Northeast are richer in selenium when compared to other Brazilian regions. Inadequate consumption of Se causes a decrease in GPx activity, what affects the antioxidant protection. Furthermore, studies have shown that the Pro198Leu polymorphism at GPx1 gene of can also decrease the activity of GPx. Our study aimed to investigate the relationship between this polymorphism and nutritional selenium status in an adult population living in Fortaleza/Ceará/Brazil. The study population consisted of 176 individuals (79 men and 97 women) with a mean age of 30.4 ± 8.9 years. The body composition was assessed by anthropometry and the food intake assessment was done using three 24-hour records. The selenium Se concentration was measured in plasma and erythrocyte and GPx activity was measured in erythrocytes. The Pro198Leu polymorphism at GPx 1 gene was determined by Real Time PCR. We found concentrations of 62.6 &#181;g/L for Se plasma and 101.5 &#181;g/L for erythrocyte. There was no correlation observed between these two markers. The average selenium intake was 76.88 &#181;g/day and it showed positively related to the energy and protein consumption. Separating by gender, men selenium plasma concentration and selenium consumption were significantly higher than for women (p < 0.05). The GPx activity was 38.6 U/g Hb. The Pro198Leu polymorphism at GPx 1 gene frequency were 96 (54.5%) subjects with Pro/Pro, 67 (38.1%) subjects Pro/Leu and 13 (7.4%) individuals Leu/Leu. The rate found was in Hardy -Weinberg equilibrium. There were no statistically significant differences in selenium concentrations between groups according to the genotype. However, for GPx activity we found difference between the group Pro/Pro and Pro/Leu (p< 0.05). We also found positive correlation between Se erythrocyte concentration and GPx activity in Pro/Pro group (p<0.05). Thus, we conclude that the selenium nutritional status of the population studied was adequate and that Pro198Leu polymorphism showed influence on the activity of GPx, which was lower in individuals with the variant allele in their genotype.

Anemia é a anormalidade hematológica mais comum em pacientes com câncer. Aproximadamente 30% dos cães com linfoma são anêmicos. A anemia pode ocorrer devido substituição da medula óssea por células tumorais, sangramentos ou hemólise, porém mais frequentemente é associada à doença crônica. Estudos realizados em seres humanos com neoplasias hematopoiéticas demonstraram que a diminuição das defesas antioxidantes eritrocitárias e aumento na concentração de marcadores de peroxidação lipídica no plasma são responsáveis pelo estresse oxidativo e ocorrência da anemia. Foram objetivos deste estudo determinar as concentrações eritrocitárias de glutationa reduzida e as atividades das enzimas antioxidantes eritrocitárias glutationa redutase, glutationa peroxidase, além de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico e o estado antioxidante total em cães hígidos e com linfoma multicêntrico com e sem anemia, para avaliar a influência dos mecanismos oxidativos no desenvolvimento das anemias associadas a essa neoplasia. Foram observadas reduções significativas nas concentrações eritrocitárias de glutationa reduzida e glutationa peroxidase nos cães com linfoma multicêntrico e com anemia (p < 0,001 e p < 0,01, respectivamente). Não houve diferença significativa na avaliação das concentrações eritrocitárias de glutationa redutase e substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico, entretanto as concentrações plasmáticas de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico eram maiores no grupo de cães com linfoma multicêntrico e com anemia (0,94 mol/L &plusmn; 0,72; média &plusmn; desvio padrão). Os valores do estado antioxidante total foram significativamente menores (p < 0,001) nos cães com linfoma multicêntrico e com anemia (0,60 mol/L &plusmn; 0,12) do que nos animais hígidos (0,87 mol/L &plusmn; 0,11). Os resultados obtidos indicam um aumento do estresse oxidativo principalmente nos cães com linfoma multicêntrico e com anemia pela diminuição das defesas antioxidantes, representadas pelo estado antioxidante total e glutationa reduzida intraeritrocitária e pela tendência a maior aumento das concentrações plasmáticas de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico, podendo estas alterações contribuir para a ocorrência de anemia em cães com linfoma multicêntrico. / Anemia is the most common hematological abnormality in cancer patients. Approximately 30% of dogs with lymphoma are anemic. Anemia can occur due to bone marrow replacement by tumor cells, bleeding or hemolysis, but more often is associated with chronic disease. Researches in human hematopoietic malignancies demonstrated that reduction of erythrocyte antioxidant defenses and increased concentrations of markers of lipid peroxidation in the plasma are responsible for the occurrence of oxidative stress and anemia. This study was designed to measure the concentration of erythrocyte reduced glutathione and antioxidant enzyme activities of erythrocyte glutathione reductase, glutathione peroxidase, and thiobarbituric acid reactive substances and total antioxidant status in healthy dogs and with multicentric lymphoma with or without anemia, to evaluate the influence of oxidative mechanisms in the development of anemia associated with this neoplasia. Significant reductions were observed in erythrocyte concentrations of reduced glutathione and glutathione peroxidase in dogs with multicentric lymphoma and anemia (p < 0.001 and p < 0.01, respectively). There was no significant difference in the assessment of concentrations of erythrocyte glutathione reductase and thiobarbituric acid reactive substances, although concentrations of plasma thiobarbituric acid reactive substances were higher in dogs with multicentric lymphoma and anemia (0.94 mol/L &plusmn; 0.72, mean &plusmn; standard deviation). The values of total antioxidant status were significantly lower (p < 0.001) in dogs with multicentric lymphoma and anemia (0.60 mol/L &plusmn; 0.12) than in healthy animals (0.87 mmol/L &plusmn; 0.11). The results indicate an increased oxidative stress, especially in dogs with multicentric lymphoma with anemia and the decrease of antioxidant defenses, represented by the total antioxidant status and intraerythrocytic reduced glutathione and the trend to greater increase in plasma thiobarbituric acid reactive substances and may these changes contribute to the occurrence of anemia in dogs with multicentric lymphoma.

A enzima glutationa peroxidase (GPx-1) possui um importante papel na detoxificação de espécies reativas de oxigênio. Neste estudo foi verificada a influência do polimorfismo Pro198Leu da GPx-1 nos níveis de malondialdeído (MDA) e proteínas carboniladas de 84 voluntários expostos ambientalmente ao chumbo (28 homens e 56mulheres; idade: 18 a 60 anos). Os genótipos para o polimorfismo Pro198Leu da GPx-1 foram determinados por PCR seguido por digestão com enzima de restrição. Chumbo no plasma (Pb_P) e chumbo no sangue total (Pb_S) foram determinados por espectrometria de massas com plasma indutivamente acoplado e espectrometria de absorção atômica com forno de grafite, respectivamente. As freqüências alélicas para os alelos T (que codifica o aminoácido prolina) e C (que codifica o aminoácido leucina) da GPx-1 foram 0,73 e 0,27, respectivamente. Os voluntários foram separados em dois grupos, de acordo com a presença ou ausência do alelo que codifica leucina. Não foi encontrada diferença significativa para as concentrações de Pb_P e Pb_S, bem como para os marcadores de estresse oxidativo entre os grupos. Deste modo, os resultados obtidos sugerem que o polimorfismo Pro198Leu da GPx-1 não torna indivíduos ambientalmente expostos ao chumbo, mais suscetíveis aos danos do estresse oxidativo induzidos pelo metal. / Glutathione peroxidase (GPx-1) plays an important role in scavenger reactive oxygen species (ROS). This study was carried out to assess the effects of GPx-1 gene polymorphism (Pro198Leu) on malondialdehyde (MDA) and carbonyl protein ratio in 84 subjects environmentally exposed to lead. Genotypes for the GPx-1 Pro198Leu polymorphism were determined by PCR and restriction fragment length digestion. Lead in plasma (Pb_P) and lead in total blood (Pb_B) were determined by inductively coupled plasma mass spectrometry and by graphite furnace atomic absorption spectrometry, respectively. The allele frequencies for T (which express the proline aminoacid) and C (which express the leucine aminoacid) were 0.73 e 0.27, respectively. The volunteers were divided in two groups, according to the presence or absence of C allele. No significant differences were found in Pb_P and Pb_B, as well as for the other oxidative biomarkers between the groups. Therefore, the obtained results suggest that the GPx-1 Pro198Leu polymorphism do not affect individuals environmentally exposed to lead greater susceptible to oxidative damage induced for this metal.

Com o aumento de atividades humanas nocivas ao meio ambiente e principalmente ao meio aquático, torna-se importante a elucidação dos mecanismos de defesa que envolvem os organismos expostos. As algas têm particular importância por serem a base da cadeia alimentar do ecossistema marinho. Ao acumular as substâncias tóxicas presentes no ambiente e servirem de alimento para outras espécies, elas podem provocar biomagnificação do agente tóxico ao longo da cadeia. A escolha da microalga Lingulodinium polyedrum deve-se à sua ampla distribuição em âmbito nacional e mundial e por ser um organismo modelo para estudos de toxicologia envolvendo metais. Este trabalho tem como objetivos padronizar as condições do meio de cultivo de forma a proporcionar o crescimento ideal da espécie, traçar a curva de crescimento e monitorar os aspectos biológicos que sofrem alterações frente a metais, tais como: taxa fotossintética, atividade da enzima antioxidante superóxido dismutase, balanço entre glutationa reduzida e oxidada, bioacumulação intracelular dos metais a que foram expostas e identificação de substâncias quelantes sintetizadas pelas algas, conhecidas como fitoquelatinas. Para alcançar estes objetivos foram utilizadas técnicas analíticas tais como espectrofotometria, espectrometria de massas e espectrometria de emissão atômica com plasma acoplado indutivamente. Dentre os resultados obtidos estão diminuição da quantidade de glutationa reduzida e oxidada quando algas são expostas a metais, diminuição da quantidade de cádmio presente no meio, aumento da atividade de superóxido dismutase e síntese de fitoquelatinas. Com os resultados obtidos podemos concluir que as fitoquelatinas podem ser usadas como biomarcadores de exposição ao cádmio e o organismo, por ser capaz de diminuir a quantidade de metais disponíveis no ambiente, tem potencial para biorremediar ambientes poluídos. / Given the increase of environmentally harmful human activities, in particular the ones injurious to the aquatic environment, it is important to elucidate the defense mechanisms utilized by organisms exposed to damaging agents. Those species can later be suggested to be used as pollution bioindicators or bioremediatiors. Algae are of particular importance because they are the basis of the marine ecosystem food chain. Given that these organisms can accumulate toxic substances from the environment and they serve as food for other species, it will cause biomagnification of the toxic agent in the chain. The choice of the microalgae Lingulodinium polyedrum was due to its wide national and global distribution and the fact that it is a model organism for toxicology studies involving metals. This work aims to standardize the medium conditions in order to provide the ideal growth of the species; plot the growth curve; and monitor the biological aspects that change in the presence of metals, such as: photosynthetic rate, antioxidant enzyme superoxide dismutase activity, balance between oxidized and reduced glutathione, intracellular accumulation of metals and identification of chelating substances synthesized by the alga, known as phytochelatins. To achieve these objectives there were used analytical techniques such as spectrophotometry, mass spectrometry and inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy. Among the obtained results there are the decrease in the amount of reduced and oxidized glutathione when algae are exposed to the metal; reduction in the quantity of cadmium in the medium; and increase in superoxide dismutase activity and phytochelatin synthesis. Based on the results it can be concluded that phytochelatins can be used as biomarkers of exposure to cadmium and the organism have potential to bioremediate polluted environments.

by Leung, Chi Ting Gideon. / Thesis (M.Phil.)--Chinese University of Hong Kong, 1995. / Includes bibliographical references (leaves 72-86). / Acknowledgement / List of Abbreviations / Abstract --- p.i / Chapter Chapter 1 --- Introduction / Chapter 1.1 --- Parkinson's disease --- p.1 / Chapter 1.1.1 --- Epidemiology --- p.1 / Chapter 1.1.2 --- Symptoms --- p.1 / Chapter 1.1.3 --- Pathology --- p.3 / Chapter 1.1.4 --- Etiology --- p.4 / Chapter 1.2 1 --- "-Methyl-4-Phenyl-1,2,3,6-Tetrahydropyridine (MPTP)" --- p.5 / Chapter 1.2.1 --- History --- p.5 / Chapter 1.2.2 --- MPTP induced Parkinson's disease --- p.6 / Chapter 1.2.2.1 --- The metabolism of MPTP --- p.6 / Chapter 1.2.2.2 --- MPTP neurotoxicity --- p.9 / Chapter 1.2.2.3 --- MPTP analogs --- p.11 / Chapter 1.3 --- Factors involved in the degenerative process of Parkinson's disease --- p.12 / Chapter 1.3.1 --- Mitochondrial defect --- p.13 / Chapter 1.3.2 --- Oxidative stress --- p.14 / Chapter 1.3.2.1 --- Free Radicals --- p.14 / Chapter 1.3.2.2 --- Superoxide radicals --- p.14 / Chapter 1.3.2.3 --- Hydrogen peroxide --- p.16 / Chapter 1.3.2.4 --- Hydroxyl radicals --- p.17 / Chapter 1.3.3 --- Lipid peroxidation --- p.18 / Chapter 1.4 --- Antioxidants --- p.22 / Chapter 1.4.1 --- Introduction --- p.22 / Chapter 1.4.2 --- Glutathione and related enzymes --- p.25 / Chapter 1.4.2.1 --- Glutathione --- p.25 / Chapter 1.4.2.2 --- Glutathione peroxidase --- p.29 / Chapter 1.4.2.3 --- Glutathione reductase --- p.30 / Chapter 1.5 --- Astrocytes --- p.31 / Chapter 1.5.1 --- Introduction --- p.31 / Chapter 1.5.2 --- Role of astrocytes in PD --- p.34 / Chapter 1.6 --- Aim of the project --- p.35 / Chapter Chapter 2 --- Materials And Methods / Chapter 2.1 --- Astrocyte cultures --- p.38 / Chapter 2.2 --- MPTP treatment --- p.40 / Chapter 2.3 --- Lactate dehydrogenase (LDH) assay --- p.41 / Chapter 2.4 --- DTNB-GSSG reductase recycling assay for total GSH --- p.43 / Chapter 2.5 --- DTNB-GSSG reductase recycling assay for GSSG --- p.44 / Chapter 2.6 --- Glutathione peroxidase --- p.45 / Chapter 2.7 --- Glutathione reductase --- p.48 / Chapter 2.8 --- Statistics --- p.49 / Chapter Chapter 3 --- Results / Chapter 3.1 --- Change in lactate dehydrogenase (LDH) activities after MPTP treatment --- p.50 / Chapter 3.2 --- Change in total glutathione (GSH+GSSG) levels in astrocytes after different concentrations of MPTP treatment --- p.51 / Chapter 3.3 --- Change in glutathione and related enzyme activities in astrocytes after MPTP treatment --- p.51 / Chapter 3.3.1 --- Change in total glutathione (GSH+GSSG) levels --- p.51 / Chapter 3.3.2 --- Change in oxidized glutathione (GSSG) level in astrocytes after MPTP treatment --- p.54 / Chapter 3.3.3 --- Change in oxidized glutathione and total glutathione ratioin astrocytes after MPTP treatment --- p.56 / Chapter 3.3.4 --- Change in glutathione peroxidase activity after MPTP treatment --- p.57 / Chapter 3.3.5 --- Change in glutathione reductase activity after MPTP treatment --- p.59 / Chapter Chapter 4 --- Discussion And Conclusion --- p.61 / Chapter Chapter 5 --- References --- p.72

As septinas constituem uma conservada família de proteínas de ligação a nucleotídeos de guanina e formação de heterofilamentos. Em mamíferos, tais proteínas estão envolvidas em uma variedade de processos celulares tais como citocinese, exocitose e tráfego de vesículas. A SEPT4 tem sido identificada em depósitos filamentosos e inclusões citoplasmáticas em Alzheimer e doença de Parkinson, respectivamente. A SEPT4 é a única proteína em associação com proteínas aberrantes em depósitos em ambos os tipos de doenças Assim, estudos adicionais de propriedades bioquímicas estruturais e funções fisiológicas para a SEPT4 podem promover importantes insights em relação ao mecanismo das doenças neurodegenerativas citadas acima. O desenovelamento térmico do domínio GTPase do SEPT4-G revelou um intermediário que agrega rapidamente na forma de fibras tipo amilóide em condições fisiológicas. Neste estudo a análise cinética da agregação do SEPT4-G foi monitorada utilizando fluorescência extrínseca e dicroísmo circular. Com os resultados e análises realizados durante este trabalho de mestrado foi possível compreender com mais detalhes a cinética de formação de agregados tipo amilóide do domínio SEPT4-G. Este trabalho também descreve a cristalização, coleta de dados, resolução e refinamento do modelo cristalográfico para a enzima Glutationa-S-Transferase de Xylella fastidiosa. Tal enzima está associada à patogenicidade da bactéria X. fastidiosa, responsável por várias doenças em plantas economicamente importantes, incluindo a Clorose Variegada dos Citros (CVC) ou Amarelinho. Algumas análises também foram realizadas após a obtenção do modelo cristalográfico demonstrando as diferenças estruturais entre GSTs bacterianas. / The septins are a conserved family of guanine nucleotides-binding and hetero-filament forming. proteins. In mammals they are involved in a variety of cellular processes, such as cytokinesis, exocytosis, and vesicle trafficking. SEPT4 has been reported to accumulate in tau-based filamentous deposits and cytoplasmic inclusions in Alzheimers and Parkinsons diseases respectively. Sept4 is unique in its association with the aberrant protein depositions in both types of diseases. Further studies on the biochemical, structural properties and physiological functions of Sept4 may therefore provide important insights into the common mechanism underlying diverse neurodegenerative disorders. Thermal unfolding of the GTPase domain of SEPT4 (SEPT4-G) revealed an unfolding intermediary which rapidly aggregates into amyloid-like fibers under physiological conditions. In this study, the kinetic analysis of aggregation of SEPT4-G was monitored using extrinsic fluorescence and circular dichroism spectroscopy. The aggregates have the ability to bind specific dyes such as Thioflavin-T (ThT), suggesting that they are amyloid in nature. Fibrils formation was monitored by the increase in ThT emission and electron microscopy as a function of temperature, pH, metal ions and protein concentration. Glutathione S-transferases (GSTs) form a group of multifunctional isoenzymes that catalyze the glutathione-dependent conjugation and reduction reactions involved in the cellular detoxification of xenobiotic and endobiotic compounds. GST from Xylella fastidiosa (XfGST) was crystallized by the vapour-diffusion method and its crystallography structure was solved for molecular replacement and refined. Afterwards, sequential and structural analyses were carried out for XfGST and others GSTs.

Le premier acide aminé incorporé dans une chaîne polypeptidique naissante est toujours la méthionine. On identifie donc toujours ce premier résidu à la méthionine N-terminale. Cependant, les deux tiers des protéines accumulées à l’état stationnaire ne présentent plus leur méthionine initiatrice. Cet enlèvement résulte essentiellement d’une maturation protéolytique affectant chaque protéine. Ainsi, l’Excision de la Méthionine N-terminale (NME) concerne la majorité des protéines et ce dès que les premiers résidus émergent du ribosome. Ce mécanisme est retrouvé dans tous les compartiments cellulaires où une synthèse protéique a lieu : le cytoplasme, les plastes et les mitochondries. Les enzymes responsables du clivage de la méthionine initiatrice sont les METhionine AminoPeptidases (METAPs) ; les METAPs sont conservées dans le Règne vivant. Des études fonctionnelles de délétions géniques ont montré le caractère létal du maintien de la première méthionine dans tous les organismes. Il y a plus de dix ans, les METAPs ont été identifiées comme étant la cible de composés naturels ayant des effets anticellulaires. Aujourd’hui un nombre croissant d’études rapportent que la NME est une cible prometteuse pour le traitement de nombreuses pathologies. Néanmoins, les bases moléculaires qui expliquent le caractère essentiel de la NME restent très peu comprises, en particulier dans le cytoplasme des eucaryotes supérieurs. Grâce à un système inductible permettant de moduler finement la NME cytoplasmique dans la plante modèle Arabidopsis thaliana et différentes approches incluant des analyses protéomiques et métabolomiques, j’ai pu étudier les événements moléculaires précoces associés à l’inhibition de la NME cytoplasmique. J’ai également caractérisé la contribution relative des deux types de METAP cytoplasmiques au processus. Dans ce contexte, j’ai pu démontrer chez A. thaliana que la NME cytoplasmique agit sur deux voies de signalisation fréquemment dérégulées lors de conditions pathologiques : le statut des composés thiolés et la protéolyse. La diminution de la NME cytoplasmique induit une protéolyse accrue principalement via une augmentation du nombre de protéines destinées à une dégradation rapide. Ainsi, l’activité de la NME, en modulant la sensibilité de nombreuses protéines à subir la protéolyse, est un élément fondamental de la régulation de la demi-vie protéique. Finalement, mes résultats simialires obtenus également chez les Archées, levures et les lignées de cellules humaines suggèrent l’existence d’un mécanisme ubiquitaire associé à la NME. / The first amino acid incorporated in nascent polypeptide chain is always methionine so called N-terminale methionine. However, in a given proteome, more than fifty percent of proteins have not this first methionine. Indeed, the early proteolytic event affecting a majority of proteins is N-terminal Methionine Excision (NME) as soon as few residues exit from the ribosome. Enzymes ensuring NME process are conserved along species. This mechanism takes place in all compartments where protein synthesis occurs including cytoplasm, plastids and mitochondria and the enzymes responsible of N-methionine excision are METhionine AminoPeptidases (METAP). Early functional studies of gene deletion has quickly showed that NME is an essential process. Ten years ago, METAPs have been identified as the molecular target of natural compounds with anticancer activities. Now, a growing number of studies suggest that NME is a promising target for treatment of various deseases. Nevertheless, molecular mechanisms making NME an essential process is poorly understood in particular in higher eukaryote cytoplasms.Using a dedicated inducible system in the model organism Arabidopsis thaliana and multiple approaches, including proteomics and metabolomics, I examined the earliest molecular events associated with the inhibition of this process and the contribution of both METAP to NME process. In this context, I demonstrated that cytoplasmic NME in A. thaliana orchestrates a cross-talk between two fundamental signaling pathways frequently deregulated in pathological conditions: thiol status and proteolysis. In these studies, we demonstrated that developmental defects induced by cytoplasmic NME inhibition are associated with an increase of the proteolytic activity due to an increase of the proteins available for rapid degradation. Thus, NME activity that modifies the availability of several proteins for degradation is an integral and fundamental element protein turnover regulation. Finally my preliminary results obtained in Archea, Fungi and human cells seem to suggest the existence of a ubiquitous mechanism associated with NME process.

O selênio (Se) é um mineral essencial para o corpo humano, com ação no sistema imunológico, na glândula tireoide, dentre outras funções. É um nutriente importante na proteção das células contra os efeitos dos radicais livres, já que faz parte da enzima glutationa peroxidase (GPX). O consumo alimentar de Se é dependente da concentração desse elemento nos alimentos que varia em função da concentração do mesmo nos solos. Deste modo, este estudo teve como objetivo geral avaliar o estado nutricional relativo ao selênio de indivíduos adultos da cidade de Manaus-AM, por ser considerada região com solo rico nesse nutriente. Casuística: o estudo foi do tipo transversal baseado em amostra não probabilística de conveniência. A população estudada foi composta por 124 voluntários de ambos os gêneros com idade entre 20 a 59 anos. Critérios de inclusão: não ser atleta de elite, não ser etilista, não apresentar doenças crônicas não transmissíveis e não fazer o uso de suplementos vitamínico-minerais e/ou anti-inflamatórios. Não foram incluídos no estudo os participantes que não entregaram os formulários e questionários solicitados (alimentação e/ou ficha cadastral) e/ou que não compareceram para coleta de sangue. A coleta de sangue foi em jejum de 8 a 12 horas para determinação de selênio no plasma e eritrócitos e da atividade da GPX nos eritrócitos, também foram avaliados o consumo alimentar e as medidas antropométricas. Os resultados antropométricos mostraram que 60,0% dos participantes apresentava excesso de peso, a distribuição dos macronutrientes ficou dentro do recomendado pelas DRIs (Dietary Reference Intakes), a ingestão média de selênio ficou acima do recomendado (72±48,0&#181;g/dia), a concentração média para o selênio plasmático foi de 111,4± 37,0 &#181;g/L, de selênio eritrocitário 211± 62,4 &#181;g/L e a atividade da GPX foi de 73± 21,9 U/g Hb, não sendo observada correlação entre as concentrações obtidas para plasma e eritrócito, porém com correlação positiva para Se eritrocitário e atividade da GPX (r= 0,393). Pode-se, portanto concluir do presente estudo que a boa parte dos indivíduos avaliados, habitantes da cidade de Manaus, foi considerada deficiente, apesar de consumirem quantidade desse mineral consideradas adequadas porém, nenhum apresentando parâmetros bioquímicos de deficiência, a maioria dentro da normalidade, entretanto, com um percentual de indivíduos apresentando risco de toxicidade. / Selenium (Se) is an essential mineral for the human body, with function on the immune system, thyroid glands and other ones. It is an important nutrient in protecting cells against the effects of free radicals because it is part of glutathione peroxidase enzyme (GPX). Selenium intake depends on the mineral concentration in aliments which varies based on the mineral content in soils. Thus, this study had as main objective to evaluate the nutritional status related to selenium on adults in Manaus-AM because it is considered as a region of high selenium soil content region. Casuistic: This study was transversal type based in a non-probabilistic convenience sample. The population consisted of 124 volunteers (both genders) aged from 20 to 59 years. Inclusion criteria: To not be an elite athlete or alcoholic, do not have chronic non-communicable diseases and do not use vitamin-mineral supplements and/or anti-inflammatory pills. People who did not submit the requested forms and questionnaires (registration form and/or alimentation) and/or did not attend for blood collection were not included. Blood collection was fasting from 8 to 12 hours for determining selenium in plasma and erythrocytes and the activity of GPX in erythrocytes. Food intake and anthropometric measures were also evaluated. Anthropometric results showed that 60,0% were overweight, macronutrient distribution was within the recommended by DRIs (Dietary Reference Intakes). Average selenium intake was above recommended (72±48,0 &#181;g/day), mean plasmatic selenium concentration was 111,4 ± 37,0 &#181;g/L, for erythrocytes selenium was 211 ± 62,4 &#181;g/L and activity of GPX average was 73 ± 21,9 U/g Hb. No correlation between concentration of Se in plasma and erythrocyte, however, there was positive correlation between GPX activity and Se concentration in erythrocytes (r=0,393). Finally, we conclude that most of the people that were evaluated, citizens of Manaus city, were considered as deficient, although they consumed adequate quantities of this mineral. However, none of them showed biochemical deficiency parameters, most within normality, but with a percentage of them showing toxicity risk.