Serotonin has been implicated as a modulator of feeding behavior. This experiment was designed to alter brain serotonin levels through dietary means in hypothalamic ventromedial-lesioned and unlesioned rats. Daily food, water, and animal weights were measured. The purpose was to determine if VMH lesions altered the feeding pattern found in unlesioned rats. Although food intake for tryptophanenriched diets and tryptophan-deficient diets did not differ from their respective control groups, in some cases gross animal weights did differ significantly between experimental and control groups and between lesioned and unlesioned groups. A proposed model explains how a "low" energy signal and a "high" protein signal cycles amino acids through gluconeogenesis to comPensate for an energy deficit.

Neste trabalho, são estudados dois dipeptídeos complexados com cobre, Triptofil-Glicina (trp-Gly) e Glicil-Triptofano (Gly-Trp). Focalizamos a interação com o metal de transição, mudanças conformacionais, papel do resíduo pesado de triptofano na simetria dos complexos formados, e explicamos as propriedades espectroscópicas atípicas que observamos no Gly-Trp: Cu+2 em pH´s altos semelhantes aquelas apresentadas em uma espécie de proteínas naturalmente complexadas as proteínas azuis. Para atingirmos tais objetivos, lançamos mão das técnicas de RPE, Dicroísmo Circular (CD) e Absorção ótica, pelas suas complementaridades. Com os dados experimentais, propusemos dois modelos para os complexos com suas funções de onda. Para Trp-Gly: Cu+2, nos pH´s 9,1 e 13,2 e para o Gly-Trp: Cu+2 no pH= 9,1 propomos um modelo que chamamos de covalente. Que consiste basicamente em considerar que os orbitais do íon Cu+2 e seus ligantes, se encontram em simetria quadrado planar (D4h) e que cada ligante no caso nosso, dois oxigênios e dois nitrogênios, tem disponíveis seus orbitais 2s, 2px, 2py, 2pz para a formação dos orbitais moleculares com os orbitais 3d do cobre. As funções assim construídas, dependem de coeficientes que nos dão informações sobre o grau de covalência. O método é semi-empírico. As expressões teóricas dos parâmetros RPE dependem destes parâmetros de covalência e das energias de transição obtidas por absorção ótica no visível. Pudemos então com os valores experimentais das componentes dos tensores g e A obtermos os valores numéricos dos parâmetros de covalência. Para o complexo Gly-Trp: Cu+2, no pH=13,2, propusemos o modele de mistura de orbitais, um modele não covalente que consiste em considerarmos as funções de onda dos estados excitados 4s e 4p do cobre misturadas com as dos orbitais 3d do mesmo íon, para explicar as propriedades espectroscópicas pouco comuns, que se deslocam na direção daquelas obtidas nas proteínas azuis. Conhecendo os valores experimentais das componentes dos tensores g e A, da força de oscilador obtida dos espectros óticos e da força rotacional obtida dos espectros CD, e das auto-funções compatíveis com o modelo, determinamos numericamente os coeficientes de hibridização (mistura). Os parâmetros experimentais, foram determinados através de simulações espectrais, utilizando programas desenvolvidos para este fim. Através deste trabalho, pudemos enfim, verificar a influência do resíduo pesado de triptofano na estereoquímica dos complexos formados, mudanças de simetria, o caráter das ligações, e ate que ponto as propriedades do dipeptídeo Gly- Trp: Cu2+ em pH alto, são semelhantes às proteínas azuis / In this work we studied two dipeptide-copper complexes, being Triptofil-Glycine (Trp-Gly) and Glycil-Triptophan (Gly-Trp). We focused our interest on the interaction with the transition metal, conformational changes and the role that the heavy residue of the Triptophan plays in the symmetry of the complex. Moreover we explain the unusual spectroscopic properties that we observed with Gly-Trp: Cu+2 in high pH solutions similar to that of the so called blue proteins. For these purposes we used such complementary techniques as EPR, Circular Diochrism and Optical Absorption Spectroscopy. Based on our experimental results we proposed two models for the complexes and their wave functions. For the TRP-Gly: Cu+2 in pH of 9.1 and 13.2 and for Gly-Trp: Cu+2 with pH=9.1, we use a model which we call covalent. It consists basically of the consideration that the electronic orbital of the ion Cu+2 and its ligands are in square planar symmetry and that each of the four ligand atoms, in our case two oxygen and two nitrogen atoms, has available 2s, 2px, 2py, 2pz for the formation of molecular orbital with the copper 3d orbital. The wave functions thus constructed depend on coefficients (parameters) that give information on the degree of the covalent character of the bond (complex). The method is semi-empirical. The theoretical expressions for the EPR parameters depend on these coefficients and the transition energies obtained by absorption spectroscopy (in the visible). With the experimental values of the g and A tensors we can therefore obtain numerical values for the covalent coefficients. For the complex Gly-Trp: Cu+2 with pH=13.2 we proposed a model of mixing orbital, a non covalent model that consists of the assumption that the wave functions of the excited states 4s and 4p of the copper mix with the 3d orbital of the same ion. With this model it was possible to explain the uncommon spectroscopic properties that are similar to these of the blue proteins. Knowing the experimental values of the components of the tensors g and A, the oscillator strength obtained by the optical spectra, the rotational strength obtained by the CD spectra and the eigen-functions compatible with the model, we numerically determined the coefficients of hybridization. The experimental parameters were determined by spectral simulations using programs that we developed especially (specifically) for this purpose. Trough this work it was possible to verify the influence of Triptophan on the stereochemistry (stereo chemical behavior) of the formed complexes, on symmetry changes, covalent character and up to which point the properties of the dipeptide Gly-Trp: Cu+2 in high pH are similar to that of the blue protein

Apesar de ser bem conhecido que a radiação ultravioleta (UV) causa danos na pele, já foram descritos alguns efeitos benéficos desta radiação, como por exemplo a sensação de bem estar proporcionado pela exposição a luz. Na pele, o triptofano (Trp) é metabolizado a compostos biologicamente ativos, e acredita-se que a síntese de serotonina (SER), um dos metabólitos do Trp, na fototerapia seja parte dos mecanismos de remissão da depressão de pacientes com desordem de humor sazonal. Ainda, a radiação UV induz diretamente a expressão e atividade de TDO, enzima que catalisa a transformação de Trp em quinurenina (KYN), em bactérias, efeito que ainda não havia sido estudado em células humanas. Com isso, o objetivo deste trabalho foi avaliar a habilidade da radiação UV-A em modular a expressão de enzimas envolvidas nas rotas catabólicas do Trp em melanócitos e melanomas. Para isso foi realizada a padronização das condições de radiação UV-A através de ensaio de viabilidade celular, e então definimos condições que não levaram a morte das células (1,5 J/cm2 para melanócitos e 3 e 6 J/cm2 para melanomas). A radiação UV-A aumentou a expressão de IDO e TDO nos melanomas, enzimas que favorecem a progressão tumoral, e não só essas enzimas, houve aumento da expressão de KYNU e KMO, que também estão envolvidas na progressão tumoral. Além disso, a expressão de AANAT e HIOMT, responsáveis pela produção de melatonina (MLT), foi maior nos melanomas após 48 horas da radiação, enquanto a enzima INMT teve sua expressão aumentada em todos os tempos. O aumento de INMT em melanomas é muito interessante e podemos relacionar ao bem estar proporcionado pela exposição à luz, já que o produto dessa enzima, DMT, é conhecido por proporcionar essa sensação, porém o aumento observado na expressão de IDO e TDO em melanomas, indica um efeito nocivo da luz associado a produção de moléculas que estão fortemente ligadas aos processos de progressão e imunoescape tumoral. Os melanócitos parecem possuir menor susceptibilidade a radiação UV-A, pois as únicas enzimas que tiveram expressão aumentada após a radiação foram a KMO e a TPH1, e apesar da enzima TPH1 ter a expressão aumentada, esse aumento foi modesto o que nos levou a pensar que outras células da pele possam ter um papel mais relevante na produção de SER ou então outras condições de radiação. / Although it is well known that ultraviolet (UV) radiation causes skin damage, it was already described some benefits to this radiation, for instance the well-being feelings provided by light exposure. In the skin, tryptophan (Trp) is metabolized to biologically active compounds, and it is believed that the synthesis of serotonin, one of tryptophan metabolites, in phototherapy is part of mechanisms of remission of depression in patients with seasonal mood disorder. Moreover, in bacteria the UV radiation directly induces the expression and activity of TDO, the enzyme that catalyzes the metabolization of Trp to kynurenine (KYN). This effect has not been studied in human cells yet. Therefore, the objective of this work was to evaluate if UV-A radiation modulates the expression of enzymes involved in melanocytes and melanoma Trp metabolism. For this aim, we standardized the UV-A radiation conditions through cell viability assay, and then we defined the better conditions to avoid cell death (1,5 J/cm2 to melanocytes and 3 and 6 J/cm2 to melanomas). The UV-A radiation increased the expression of IDO and TDO in melanomas, enzymes that contribute to tumor immune- escape. The expression of KYNU and KMO also increased, and these enzymes are also involved with some types of tumors progression. Furthermore, the expression of AANAT and HIOMT, responsible for melatonin (MLT) production, was higher in melanomas after 48 hours of radiation while INMT had an increased expression at all times. The increase of INMT by melanomas is very interesting and can be related to the well being provided by exposure to light, since the product of this enzyme, DMT, is known to provide this sensation. However, the observed increased of expression of IDO and TDO in melanomas indicates a harmful effect of light associated with the production of molecules linked to tumor progression and immune-escape processes. The melanocytes appear to be less susceptible to UV-A radiation, because only the enzymes KMO and TPH1 had their expression increased after radiation, and for TPH1 this effect was relatively small. Thus, we believe that other skin cells may have a more relevant role in SER production or other radiation conditions.

O triptofano (Trp) é essencial para muitos processos fisiológicos e seu metabolismo apresenta-se alterado em doenças como no câncer. O Trp é degradado por três vias: via das quinureninas; via serotonérgica e via das triptaminas. A primeira está envolvida com a tolerância e o imune escape de células tumorais, já a segunda leva a produção de serotonina e melatonina, com uma diversidade de funções biológicas e que possuem atividades antitumorais reconhecidas. A terceira rota é a menos estudada e a função dos compostos sintetizados ainda é desconhecida. Trabalhos do grupo mostram que a via das triptaminas é ativa em melanomas e que triptamina (TRY) e dimetiltriptamina (DMT), metabólitos produzidos por esta via, também possuem atividade antitumoral. Nosso objetivo é avançar sobre a compreensão de como esta via afeta o metabolismo e crescimento tumoral. Para tanto, estudamos mais detalhadamente a via em linhagens de melanoma. A adição de TRY e DMT nas culturas modificou a produção de compostos das outras rotas de metabolização do Trp. Além disso, TRY e DMT afetaram a invasividade das células tumorais e TRY aumentou a atividade citotóxica de células mononucleares frente a melanomas. Observamos que apesar dos efeitos biológicos da via das quinureninas estar amplamente relacionado a ligação dos metabólitos no receptor de aril hidrocarbonetos, para a via das triptaminas o receptor parece não estar associado com a atividade antitumoral descrita. Nossos resultados apontam para a importância da via das triptaminas na dinâmica tumoral e a necessidade de estudos mais amplos relacionados ao metabolismo do Trp. / Tryptophan (Trp) is essential for many physiological processes and its metabolism is modified in several diseases such as in cancer. TRP is broken down into three pathways: kynurenine path, serotonergic path and tryptamine path. The first is involved in tolerance and immune escape of cancer cells, while the second leads to the production of serotonin and melatonin, which have a variety of biological functions and recognized antitumor activity. The third route is the least studied and the biological function of the synthesized compounds is still unknown. Our group shows that tryptamine path is active in melanomas and tryptamine (TRY) and dimethyltryptamine (DMT), metabolites produced by this route, also have antitumor activity. Our goal is make progress on understanding how tryptamine route affects metabolism and tumor growth. Therefore, we studied in detail this pathway in melanoma cell lines. The addition of TRY and DMT into the cultures leds the production of metabolites of other Trp routes. Moreover, TRY and DMT affect the invasiveness of tumor cells and TRY increased antitumor activity of the immune system against melanomas. We observed that despite biological effects of kynurenine path be largely related to metabolites binding aryl hydrocarbon receptor, for tryptamine pathway the receptor seems not to be associated with the described antitumor activity. Our results point the importance of tryptamine pathway in tumor dynamics and the need for broader studies related to Trp metabolism.

O triptofano é um aminoácido essencial, sendo o precursor do neurotransmissor serotonina. Esse composto é suscetível a oxidação por ação do oxigênio singleto, o que atrai interesse acadêmico devido a sua associação com doenças como a catarata. Nesse sentido, o presente trabalho se dedicou a investigar as propriedades estruturais e espectroscópicas de quatro moléculas envolvidas nessa oxidação: triptofano, triptofano hidroperóxido, tautômero anelar do triptofano hidroperóxido (WOOH) e álcool (WOH) reduzido dessa última molécula, através da aplicação de técnicas de Química Quântica: Teoria de Pertubação e Teoria do Funcional de Densidade Dependente do Tempo, e de simulação computacional: Método de Monte Carlo e Dinâmica Molecular. Foram analisadas as formas estruturais preferenciais do triptofano (neutra ou zwiteriônica) dependendo do meio (vácuo ou água), investigou-se a formação de ligações de hidrogênio e se obteve teoricamente os espectros UV-vis e de Ressonância Magnética Nuclear para esse aminoácido. Esses dois espectros também foram calculados para as moléculas de WOOH e WOH. Para o triptofano hidroperóxido, que é uma molécula postulada, se avaliou a plausibilidade de sua existência, assim como uma possível razão para sua não observação experimental. / Tryptophan is an essential amino acid, being the precursor of neurotransmitter Serotonin. This compound is susceptible to oxidation by singlet molecular oxygen, which has attracted academic interest due to its association with disorders like cataract. In this sense, this work was dedicated to investigate the structural and spectroscopic properties of four molecules involved in this oxidation: tryptophan, tryptophan hydroperoxide, ring chain tautomer of tryptophan hydroperoxide (WOOH) and an alcohol (WOH) reduced from this latter molecule, by means of Quantum Chemistry techniques: Pertubation Theory and Time- Dependent Density Functional Theory, as well as computer simulation: Monte Carlo method and Molecular Dynamics. The preferential conformations of tryptophan (neutral or zwitterionic) depending upon the medium (vacuum or water) were analyzed, in addition it was investigated the formation of hydrogen bonds and obtained the theoretical UV-vis and Nuclear Magnetic Ressonance spectra of this amino acid. These spectra were also calculated for the WOOH and WOH molecules. Regarding tryptophan hydroperoxide, a postulated molecule, it was evaluated the plausibility of its existence, as well as the reason for its non-experimental observation.

A via das Quinureninas (Via Quin) representa a principal via catabólica do metabolismo do triptofano (Trp) e é essencial para diversos processos fisiológicos. No fígado, o Trp é catalisado por triptofano 2,3-dioxigenase (TDO) quinurenina (Quin). A mesma reação também pode ser catalisada pela enzima indolamina 2,3-dioxigenase (IDO), produzida por células imunológicas. Em alguns processos patológicos, há um aumento do consumo de Trp pela Via Quin, que gera compostos que estão relacionados ao processo de imunotolerância. No presente estudo, foram selecionados dois modelos que mimetizam situações associadas às alterações da resposta imunológica: a restrição de sono e a obesidade. A partir do conhecimento das alterações na resposta imune nessas condições, geramos a hipótese de que parte do mecanismo se dê a partir da indução do catabolismo de Trp pela via Quin. Desse modo, foram investigadas as concentrações séricas e hepáticas de Trp nesses modelos experimentais, modelos esses que foram utilizados em outros projetos do nosso grupo de pesquisa. Não houve diferença significativa na concentração de Quin sérica e hepática entre os camundongos C57BL/6J restritos de sono (3 hs/15 dias), privação de sono paradoxal (72 hs) e período rebote (24 hs). A razão Quin/Trp também não diferiu entre os grupos RS e controle. Igualmente não houve diferenças estatísticas na concentração de Quin plasmática nos modelos privação de sono paradoxal e período rebote realizados em ratos Wistar. O mesmo foi observado em camundongos Swiss e camundongos C57BL/6J submetidos a protocolos experimentais de obesidade: ração hiperlipídica (21 dias) e de síndrome metabólica (20 semanas de ração hiperlipídica). Tais resultados sugerem que as alterações na resposta imunológica nesses quadros não estão associadas ao catabolismo de Trp. / The Kynurenine pathway (Kyn pathway) is the major catabolic pathway of tryptophan metabolism (Trp) and it is essential for many physiological processes. In the liver, Trp is catalyzed by tryptophan 2,3-dioxygenase (TDO), producing kynurenine (Kyn). The same reaction can also be catalyzed by the enzyme indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO), produced by immune cells. In some pathological conditions, there is a high Trp consumption by Kyn pathway, that generate compounds related to immune tolerance. In this study, we chose two models strongly associated with changes in the immune response: sleep restriction and obesity. From the knowledge that there are immune response alterations in those conditions, we generated the hypotesis that in part, those alterations are correlated with induction the Trp catabolism by Kyn pathway. Thus, serum and liver concentrations of Trp and Kyn were investigated in these experimental models that have been used in other projects of our research group. There was no significant difference in concentration of Kyn in serum and liver among mice C57BL/6J induced to restricted sleep (3 hours / 15 days), paradoxical sleep deprivation (72 hours) and rebound period (24 hours). The Kyn/Trp ratio did not differ between control group and RS group. Also there were no statistical differences in plasma concentration of Kyn in paradoxical sleep deprivation and rebound period models performed in rats Wistar. The same profile was also observed in Swiss e C57BL/6J mice subjected to experimental obesity protocols: fat diet (21 days) and metabolic syndrome (20 weeks of fat diet). These results suggest that changes in the immune response in the conditions tested above are not associated with Trp catabolism.

A indoleamina 2,3-dioxigenase (IDO) desempenha um papel importante na tolerância materno-fetal devido á sua ação de catabolizar o triptofano e, consequentemente, impedir a proliferação de linfócitos T, que necessitam desse aminoácido para se manter. Hormônios da reprodução também participam do processo de sobrevivência do feto alogênico, como a progesterona que bloqueia o estímulo mitogênico da proliferação de células T, modula a produção de anticorpos, favorece a produção de IL-10, etc. e o estradiol, que pode modular o perfil imune Th1 ou Th2 na gestação, dependendo de sua concentração. Contudo, a existência ou não de correlação da ação da IDO com esses hormônios ou vice-versa ainda encontra-se pouco evidenciada. Desta forma este trabalho verificou a influência da expressão da IDO e às ações de hormônios da reprodução e citocinas no ciclo celular de células oriundas de fetos e placenta de gestação a termo de fêmeas de ratas e camundongos em cultivo. Este estudo foi realizado em complementação a um trabalho anterior, no qual foi realizada uma avaliação da expressão da IDO por citometria de fluxo em células uterinas, de placentas e de embriões de ratas e camundongos fêmeas prenhes e não prenhes que foram mantidas em cultivo e suplementadas com estradiol, progesterona, interferon γ, triptofano e 1-metil-DL- triptofano. A avaliação das fases do ciclo celular foi realizada pela citometria de fluxo. De acordo com os resultados, em relação ao efeito dos tratamentos no comportamento das células no ciclo celular, podemos observar que, em ratas prenhes e não prenhes, ao adicionar estradiol, houve maior predominância das células em fase G1 nos períodos de 4 e 24 horas, bem como no grupo de camundongos fêmeas prenhes. Algumas células uterinas de ratas não prenhes tratadas com estradiol, assim como as tratadas com progesterona e interferon γ progrediram no ciclo para fase de síntese nos tempos de 24 e 48 horas. Com a adição de triptofano podemos notar nos grupos de ratas não prenhes, camundongos fêmeas prenhes e não prenhes, um aumento da quantidade de células na fase G1 nos três períodos analisados. No grupo de ratas prenhes foi observado uma predominância celular em fase G1 nos tempos de 4 e 24 horas, sendo que em 48 horas, as células sofreram fragmentação de DNA. As células que foram suplementadas com 1- metil DL - triptofano + triptofano mantiveram o mesmo comportamento no ciclo celular , se mantendo em fase G1 nos tempos de 4, 24 e 48 horas grupos prenhes e não prenhes de ratas e nos tempos de 4 e 24 horas nos grupos de camundongos fêmeas prenhes e não prenhes, estando com seu DNA fragmentado e em fase de síntese, respectivamente, no tempo de 48 horas. A suplementação dos diversos fatores aos cultivos celulares permitiu observar alterações na dinâmica do ciclo celular, representada principalmente por um aumento de células em fase G1 nos grupos de células placentárias e embrionárias que receberam progesterona, estradiol, interferon γ e triptofano e apresentaram um significativo aumento da expressão de IDO, e que permite inferir que provavelmente a síntese de RNAm esteja correlacionada à produção da IDO. / The indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO) plays an important role in maternal-fetal tolerance due to its capacity to catabolize tryptophan and thereby preventing the proliferation of T lymphocytes, necessary for their maintenance. Reproductive hormones are also involved in the process of survival of semi-allogeneic fetus, as progesterone that blocks mitogenic stimulation of T cell proliferation, modulates antibodies production, promotes production of IL-10, etc. and estradiol, that can modulate the Th1 or Th2 immune profile during pregnancy, depending on its concentration. However, there is very few evidences regarding a possible correlation between IDO expression and these hormones; thus this study examined the influence of the expression of IDO and the actions of reproductive hormones and cytokines in the cell cycle of cells derived from fetuses and placenta at term gestation of female rats and mice in culture. This study was conducted as a complement to an earlier work, in which an evaluation was made of the IDO expression by flow cytometry in uterine cells, placentas and embryos of pregnant rats and mice and non-pregnant females that were maintained in culture and supplemented with estradiol, progesterone, interferon γ, tryptophan and 1-methyl-DLtryptophan. The cell cycle evaluation was conducted by flow cytometry. According to the results, regarding the effect of treatments on the behavior of the cells in the cell cycle, it was observed that in pregnant and non-pregnant rats after the addition of estradiol, there is a greater predominance of cells in G1 phase at periods of 4 and 24 hours, that also was noted in the group of pregnant female mice. Uterine cells from non-pregnant female rats treated with estradiol and progesterone as well as treated with interferon γ progressed to the phase of synthesis on the cycle, at 24 and 48 hours. With the addition of tryptophanin the groups of non-pregnant rats, pregnant and non-pregnant mice , an increased amount of cells in the G1 phase were observed in the three periods analyzed. In the group of pregnant rats a predominance of cells in the G1 phase was observed in periods of 4 and 24 hours, and 48 hours, where the cells undergone DNA fragmentation. In pregnant and non-pregnant rats the cells supplemented with 1 - methyl - DL - tryptophan + tryptophan remained at G1 phase in periods of 4, 24 and 48 hours and 4 and 24 hours for cells from pregnant and non-pregnant mice , that show ragmented DNA followed by synthesis at 48 hours period. Supplementation of the various factors to cell cultures allowed to observe dynamic changes in the cell cycle, represented primarily by an increase of cells in G1 phase in groups of embryonic and placental cells that received progesterone, estradiol, interferon γ and tryptophan and showed a significant increase in the expression of IDO, that allows us to infer that the mRNA synthesis is probably correlated to the production of IDO.

Submitted by Sandra Pereira (srpereira@ufrrj.br) on 2017-04-26T14:05:04Z No. of bitstreams: 1 2012 - Patricia Gon?alves Galv?o.pdf: 5289496 bytes, checksum: 8dcb41bc971793cc8b4cdf383401ade4 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-26T14:05:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012 - Patricia Gon?alves Galv?o.pdf: 5289496 bytes, checksum: 8dcb41bc971793cc8b4cdf383401ade4 (MD5) Previous issue date: 2012-03-01 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / The objective of this study was to evaluate the protein profile expression of G. diazotrophicus PAL5 and its defective mutant in the indole compound production (lao-) grown in the presence or absence of tryptophan through 2DE-PAGE technique. The spectrometric analysis allowed the identification of 24 differentially expressed proteins. The majority of the proteins down regulated in the wild type PAL5 cultivated with tryptophan as compared to the cultivation without the amino acid belonged to the category of transductional modification, protein turnover and chaperones. For the mutant lao- grown in the same conditions, the majority of the proteins that presented differential expression belonged to the category of production and conversion of energy. In addition, the majority of the protein differentially expressed in the mutant lao- as compared to the wild-type PAL5 strains belonged to carbohydrates metabolism and transport. On the other hand, no proteins related to the tryptophan biosynthesis were detected in any condition, possibly due to the low yield of the proteins during the spectrometric analysis. Furthermore, mutants lao- and nif- of G. diazotrophicus were used for inoculation of micropropagated sugarcane plants in order to determine the influence of auxins produced by the bacteria in the plant growth promotion in comparison with PAL5. The first experiment, carried out in hydroponic conditions for 10 days showed a significant inoculation effect of the wild type on plant shoot. The other experiment was conducted in a period of 120 days in pots containing sand:vermiculite substrate fertilized with 30 and 60 ppm with ammonium sulphate enriched with 15N. The plants were inoculated in vitro with the wild type and mutants lao- and nif-, and the results showed a visual difference in the roots inoculated with PAL5 that showed higher volume suggesting a higher number of secondary roots and root hairs. On the other hand, the plants inoculated with the lao- mutant were ticker and showed lower number of secondary roots and root hairs. The shoot biomass of plants inoculated with PAL5 was higher than those inoculated with the mutant strains for both N dose, however the difference was not significant. Plants grown with 60 kg N dose and inoculated with the mutants showed lower accumulation of dry shoot mass than plants inoculated with the wild type strain. In conclusion, the present study showed the occurrence of several differentially expressed proteins either in the wild type strain or in the mutant lao- grown in LGI-P with and without tryptophan. The role played by these proteins in the metabolism of the bacteria requires additional studies, including different growth conditions. In addition, the inoculation of micropropagated sugarcane plants suggested a hormonal effect of the bacteria mainly on the root development e consequently in the N use efficiency. However, the size of the pots may have limited the plant development, suggesting that new experiments should be carried out in more appropriated conditions to confirm the influence of the indol production and the BNF during the association of the G. diazotrophicus and sugarcane plants / Este estudo teve por objetivo avaliar o perfil de express?o de prote?nas de G. diazotrophicus PAL5 e seu mutante defectivo na produ??o de compostos ind?licos (lao-) cultivados na presen?a e aus?ncia de triptofano atrav?s da t?cnica de 2DE-PAGE. A an?lise por espectrometria de massa permitiu a identifica??o de 24 prote?nas diferencialmente expressas. A maioria das prote?nas com a express?o diminu?da em PAL5 cultivada em meio com triptofano em rela??o ao meio de cultivo sem esse amino?cido pertenceu ? categoria modifica??o p?s-traducional, turnover de prote?nas e chaperonas. No mutante lao- cultivado nas mesmas condi??es, a maioria das prote?nas que apresentaram express?o diferencial pertencia ? categoria produ??o e convers?o de energia. Em adi??o, a maioria das prote?nas que foram diferencialmente expressas no mutante lao- em compara??o com a estirpe selvagem PAL5 pertencia ? categoria metabolismo e transporte de carboidratos. Por outro lado, n?o foram observadas prote?nas relacionadas ? bioss?ntese de triptofano em nenhuma condi??o analisada possivelmente devido ao baixo rendimento das identifica??es por espectrometria. Al?m das an?lises dos perfis de prote?nas, os mutantes lao- e nif- de G. diazotrophicus foram inoculados em plantas de cana-de-a??car micropropagadas com o objetivo de determinar a influ?ncia das auxinas na promo??o do crescimento dessa cultura em compara??o com a estirpe selvagem PAL5. O primeiro experimento, conduzido em condi??es de hidroponia pelo per?odo de 10 dias, mostrou efeito significativo da inocula??o da estirpe selvagem na promo??o de crescimento da parte ?rea das plantas, enquanto que o mutante lao-, n?o diferiu estatisticamente do controle n?o inoculado. O outro experimento, foi conduzido por 120 dias em vasos com substrato areia:vermiculita contendo 30 ou 60 ppm de sulfato de am?nio enriquecido com 15N e as pl?ntulas foram inoculadas in vitro. Os resultados mostraram uma diferen?a visual nas ra?zes das plantas inoculadas com PAL5, que se mostraram mais volumosas, aparentando um n?mero mais elevado de ra?zes secund?rias e p?los radiculares. J? as plantas inoculadas com lao- apresentaram ra?zes mais grossas, com um n?mero muito reduzido de ramifica??es ou p?los radiculares. A biomassa seca da parte a?rea das plantas inoculadas com PAL5 foi superior ?quelas inoculadas com as estirpes mutantes para as duas doses de nitrog?nio, por?m essa diferen?a n?o foi significativa. N?o foram observadas evid?ncias de contribui??o da FBN, por?m as plantas inoculadas com PAL5 foram menos eficientes na recupera??o do N fertilizante. Em conclus?o, o presente estudo mostra a ocorr?ncia de diversas prote?nas diferencialmente expressas tanto na estirpe selvagem como em lao- quando crescidas na presen?a e aus?ncia do amino?cido triptofano. A defini??o do papel dessas prote?nas no metabolismo da bact?ria requer estudos adicionais, inclusive em diferentes condi??es de cultivo. Em adi??o, a inocula??o dessas bact?rias em plantas de cana-de-a??car mostrou o efeito hormonal da bact?ria no desenvolvimento das ra?zes e, por conseguinte na maior efici?ncia de uso do N aplicado. Entretanto, dado a limita??o de espa?o f?sico dos vasos para o desenvolvimento das plantas, sugere-se a realiza??o de novos experimentos, em condi??es mais apropriadas, para confirmar a influ?ncia da produ??o de ?ndoles e da FBN durante a associa??o da bact?ria com as plantas de cana-de-a??car.

This thesis describes the chemical investigation of three marine sponges from Antarctica and the total syntheses of natural products erebusinone (12) and its derivative, erebusinonamine (52). Investigation of the yellow Antarctic marine sponge Isodictya setifera resulted in the isolation of two secondary metabolites, purine analog (32) and 3-hydroxykynurenine (24). Chemical investigation of Isodictya setifera led to the isolation of six secondary metabolites which included 5-methyl-2-deoxycytidine (25), uridine (28), 2-deoxycytidine (31), homarine (37), hydroxyquinoline (33), 3-hydroxykynurenine (24). The latter two compounds were found to be intermediates of tryptophan catabolism in crustaceans. From the Antarctic marine sponge Isodictya antractica ceramide analog (39) was isolated and its chemical structure was assigned by a combination of spectroscopic and chemical analyses. Stereochemistry was determined by modified Mosher's method. Erebusinone (12), a yellow pigment isolated from the Antarctic marine sponge Isodictya erinacea has been implicated in molt inhibition and mortality against the Antarctic crustacean amphipod, Orchomene plebs, possibly serving as a precursor of a xanthurenic acid analog. Thought to act as a 3-hydroxykynurenine 24 mimic, erebusinone (12) may be involved chemical defense. This appears to be the first example in the marine realm of an organism utilizing tryptophan catabolism to modulate molting as a defensive mechanism. To further investigate the bioactivity and ecological role of erebusinone (12), the synthesis of this pigment was carried out in an overall yield of 44% involving seven steps which were economical and convenient. Erebusinonamine (52) was also similarly synthesized in eight steps with an overall yield of 45%.

<p>In this project the aim has been to study the model protein carbonic anhydrase in Neisseria gonorrhoeae, a bacterium whose carbonic anhydrase has great similarities both structurally and functionally with the human form. By measuring and comparing the wild type of NGCA with mutants lacking one of the four tryptophan residues it can be seen what effect these tryptophans has on stability and activity and then compare with the known data of HCA II to learn more about their differences and similarities. The results from the stability and activity measurements are that the wild type is by far the most stable protein with W141L mutant coming thereafter.</p><p>From Trp-fluorescence and CO2-hydration measurement a clear two-transition steps (N→ I→ U) can be seen. This differs from earlier data where it instead only was a one-transition step for the wild type (N→U). The data is also very reliable and gives in most cases a perfect fit to the line. We also see this two-transition step for the other mutants stable enough, strengthening the theory further.</p><p>One fact that could be drawn from all the measurements is that when an intermediate is formed the ability for the enzyme NGCA to perform it’s catalytically ability is disabled.</p><p>Another thing is that the purification scheme of HCA II is not optimal to be directly applied to NGCA, despite the similarity in secondary and tertiary structure.</p>