O veneno produzido pela aranha Phoneutria nigriventer causa priapismo. O pré-tratamento de camundongos com inibidores da Óxido nítrico-sintase, antes de se injetar a toxina, inibe este priapismo. A toxina causa ativação do gene c-fos no núcleo paraventricular do hipotálamo (NPV). Este estudo tem como objetivo ampliar os conhecimentos relacionados ao mecanismo da ereção peniana causada pela toxina Tx2-6. A toxina foi injetada no NPV e os resultados não mostraram o envolvimento direto do mesmo com o priapismo. Procuramos então avaliar se há aumento na produção de óxido nítrico (NO) quando o tecido é submetido à TX2-6 e o resultado foi negativo. Foram feitos também experimentos com animais que sofreram ablação cirúrgica bilateral dos nervos cavernosos. Estes, quando injetados com a toxina, tiveram ereção peniana, porém não apresentaram exposição total do pênis, possivelmente devido à fibrose causada pela denervação. Estes resultados nos levam a crer que a ereção causada pela toxina Tx2-6 pode não ser mediada pela produção de NO e não depende da inervação peniana. / The venom produced by Phoneutria nigriventer spider causes priapism. Mice pretreatment with Nitric oxide-synthase inhibitors, before injecting the toxin, inhibits the priapism. The toxin causes c-fos gene activation in paraventricular nucleus of hypothalamus (PVN). This study aims to widen some knowledge concerning penile erection mechanism caused by Tx2-6 toxin. The toxin was injected in the PVN and the results didnt show its direct relation with the priapism. We analyzed if there is any increase of nitric oxide (NO) production when the tissue is submitted to TX2-6 and the result was negative. Experiments were carried out on mice which suffered bilateral surgical ablation of the cavernosum nerves. When these animals were injected with the Tx2-6 toxin, there was penile erection. However, the erection of the denervation group didnt present total penis exposition possibly due to the fibrosis caused by the denervation. These results reveal that erection caused by Tx2-6 toxin might not be mediated by NO production and it does not depend on penile nerves.

O desestiolamento vegetal envolve a conversão de etioplastos em cloroplastos maduros e plenamente funcionais, sendo desencadeado pela luz através de um processo multifacetado que se baseia em redes de sinalização endógenas diversificadas e altamente coordenadas. Acredita-se que hormônios vegetais ou outras moléculas sinalizadoras, tais como o radical livre óxido nítrico (NO), desempenham papel importante na regulação desse conjunto de respostas fotomorfogênicas. No presente estudo, buscamos investigar, de forma integrada, a influência do NO, do etileno e das auxinas na indução do acúmulo de pigmentos fotossintéticos e desenvolvimentos dos cloroplastos desencadeados pela luz em plântulas de tomateiro (Solanum lycopersicum). Por meio da determinação do padrão temporal de acúmulo de pigmentos fotossintéticos, diferenciação de etioplastos em cloroplastos, flutuações nos teores endógenos de NO e na atividade e estado de ativação da nitrato redutase (NR) em plântulas do tipo selvagem (cultivar Micro-Tom, MT) e de mutantes fotomorfogênicos (áurea and high pigment 1) mantidas sob escuro contínuo ou expostas às luzes monocromáticas vermelha e azul, pudemos constatar uma clara correlação positiva entre a produção de NO via NR e a indução do acúmulo de pigmentos e desenvolvimento dos cloroplastos em resposta à luz. Dando suporte à importância da NR como fonte biossintética de NO nas plântulas de tomateiro em processo de desestiolamento, constatou-se que as diferentes estratégias empregadas com o intuito de inibir a indução da atividade dessa enzima em resposta à luz resultaram em reduções consideráveis na produção endógena de NO. De modo interessante, tratamentos com NO estimularam o acúmulo de pigmentos e a diferenciação plastidial nas células cotiledonares do mutante áurea sob luz vermelha, indicando, portanto, que essa molécula sinalizadora seria capaz de complementar a deficiência partial na percepção da luz vermelha característica desse mutante deficiente em fitocromos. Em paralelo, um antagonismo mútuo entre o NO e o etileno foi evidenciado por meio de uma série de constatações. (i) O acúmulo de pigmentos e diferenciação de cloroplastos induzidos nas plântulas de tomateiro em resposta às luzes vermelha e azul coincidiram temporalmente com um aumento e diminuição nas emissões de NO e etileno, respectivamente. (ii) Enquanto o NO se mostrou estimulatório ao acúmulo de pigmentos, tratamentos com etileno gasoso ou com o seu precursor (o ácido 1-aminociclopropano-1-carboxílico, ACC) drasticamente inibiram o acúmulo de pigmentos em resposta às luzes vermelha ou azul. (iii) Plântulas em processo de desestiolamento tratadas com etileno ou ACC apresentaram níveis reduzidos de NO, ao passo que plântulas do mutante com baixa sensibilidade ao etileno Never ripe (Nr) exibiram teores de NO endógeno significativamente aumentados. (iv) Plântulas de Nr em processo de desestiolamento apresentaram incrementos consideráveis tanto na atividade total quanto no estado de ativação da NR, uma enzima produtora de NO. (v) NO exógeno reduziu drasticamente a emissão de etileno em plântulas do mutante áurea mantidas sob luz vermelha. Em contrapartida, diversas evidências revelaram um sinergismo mútuo entre auxinas e NO durante o processo de destiolamento em plântulas de tomateiro. (i) O acúmulo de NO em resposta à luz coincidiu com um aumento na ativação do promotor sintético responsivo à auxinas DR5 em plantas de MT expostas às luzes vermelha ou azul. (ii) A suplementação com NO gasoso reestabeleceu a reduzida ativação do promotor DR5 observada em plântulas de áurea sob luz vermelha. (iii) Os teores endógenos de NO foram drasticamente aumentados e diminuídos em plântulas do mutante com baixa sensibilidade à auxinas (diageotropica) e no mutante hipersensível à auxinas (entire), respectivamente. Em conjunto, os dados obtidos parecem indicar que durante a indução do acúmulo de pigmentos fotossintéticos e diferenciação de cloroplastos em plântulas estioladas de tomateiro as interações NO-etileno e NO-auxinas seriam controladas via mecanismos regulatórios de retroalimentação positiva e negativa, respectivamente; e, assim, tais relações hormonais desempenhariam papel importante na coordenação da transição dessas plântulas do estado estiolado para o desenvolvimento fotomorfogênico / The transition from etiolated to green seedlings involves the conversion of etioplasts into mature, functional chloroplasts via a multifaceted light-driven process comprising multiple and tightly coordinated endogenous signaling networks. Plant hormones and other signaling molecules, such as the free radical nitric oxide (NO), are believed to play important roles in controlling the acquisition of these photomorphogenic traits. In the present study, we investigated, in an integrated way, the influence of NO, ethylene and auxins on the light-evoked greening and chloroplast development in tomato (Solanum lycopersicum) seedlings. By determining the time course of photosynthetic pigments accumulation, etioplast-to-chloroplast differentiation, fluctuations in endogenous NO content and in nitrate reductase (NR) total activity and activation state in wild type (Micro-Tom cultivar, MT) and in photomorphogenic mutants (aurea and high pigment 1) seedlings maintained under continuous darkness or exposed to monochromatic red (RL) or blue light (BL), we evidenced a clearly positive correlation between the NO production via NR and the light-induced cotyledon greening and chloroplast maturation. Supporting a role for NR as an important biosynthetic source of NO in de- etiolating tomato seedlings, different strategies employed to inhibit the light-evoked increment in the activity of this enzyme successfully reduced the endogenous NO production. Interestingly, exogenous NO stimulated greening and chloroplast differentiation in cotyledon cells of áurea seedlings maintained under RL, thereby indicating that this signaling molecule might complement the partial deficiency in RL perception characteristic of this phytochrome-deficient mutant. In parallel, a mutual antagonism between NO and ethylene was evidenced by a number of findings. (i) RL- or BL-induced greening and chloroplast differentiation in tomato seedlings temporally coincided with increases and decreases in NO and ethylene emission, respectively. (ii) Whereas NO stimulated cotyledon greening, treatments with gaseous ethylene or its precursor (1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid, ACC) severally impaired either RL- or BL-induced greening in MT. (iii) Ethylene- or ACC-treated de-etiolating seedlings presented significantly lower NO levels whereas the ethylene-insensitive Never ripe (Nr) mutant exhibited increased endogenous NO content. (iv) De-etiolating Nr seedlings exhibited increased total activity and activation state of the NO-generating enzyme NR. (v) Exogenous NO drastically reduced ethylene emission in au seedlings maintained under RL. On the other hand, a series of evidence indicated a mutual synergism between auxins and NO in de-etiolating tomato seedlings. (i) The light-induced NO accumulation coincided with an increased activation of the synthetic auxin-responsive promoter DR5 in both RL- and BL-exposed MT seedlings. (ii) Exogenous NO completely rescued the reduced activation of the DR5 promoter observed in au seedlings under RL. (iii) Endogenous NO was drastically decreased and increased in de-etiolating seedlings of auxin-insensitive (diageotropica) and auxin-hypersensitive (entire) tomato mutants, respectively. Taken together, these data reveal that negative and positive feedback regulatory loops orchestrate ethylene-NO and auxin-NO interactions during the light-triggered cotyledon greening and chloroplast differentiation in de-etiolating tomato seedlings, reinforcing the importance of these signaling molecules during the coordination of seedling transition from the etiolated state to photomorphogenic growth

Guzmania monostachia é uma bromélia-tanque epífita que apresenta uma alta plasticidade fotossintética, sendo capaz de regular positivamente o metabolismo ácido das crassuláceas (CAM) em resposta ao déficit hídrico. Também foi visto para essa espécie que o incremento do CAM se dá de forma diferente ao longo do comprimento da folha, sendo mais intenso na região apical do que na basal. Trabalhos anteriores indicaram que o óxido nítrico (NO) parece estar envolvido na regulação do CAM, mas nada se sabe dos mecanismos pelos quais isso ocorre. Uma vez que parecem não existir receptores específicos de NO, acredita-se que ele seja capaz de se ligar diretamente às proteínas, através de um processo conhecido como nitrosilação. O presente trabalho visou determinar se o NO estaria atuando na regulação do CAM em G. monostachia através da nitrosilação de proteínas relacionadas a esse metabolismo. Para tanto, foram feitos três desenhos experimentais. No primeiro, folhas destacadas de G. monostachia foram mantidas por 7 dias em água (controle) ou em uma solução contendo 30% de PEG (déficit hídrico). Durante esse período, foram monitorados parâmetros indicativos de estresse (porcentagem de água, potencial hídrico, além dos teores de clorofilas, carotenoides e proteínas), CAM (atividade da fosfoenolpiruvato carboxilase - PEPC - e acúmulo noturno de malato e citrato) e emissão de NO. Todas as análises foram feitas nas porções basal e apical das folhas. Ao final dos 7 dias de escassez hídrica, também foram feitas dosagens de nitrosotióis totais e a visualização em gel de proteínas nitrosiladas na porção apical. O segundo experimento visou verificar a modulação da atividade de enzimas pela nitrosilação. Para tanto, extratos proteicos de folhas de G. monostachia foram incubados com glutationa reduzida (GSH) ou S-nitrosoglutationa (GSNO) para, em seguida,verificar diferenças nas atividades das enzimas PEPC, malato desidrogenase (MDH), ascorbato peroxidase (APX), catalase (CAT) e isocitrato desidrogenase dependente de NADP+ (NADP-ICDH). No terceiro experimento foi feita a aplicação do sequestrador de NO 2-(4-carboxifenil)-4,4,5,5-tetrametilimidazolina-1-oxil-3-óxido (cPTIO) ou de NO gasoso em folhas destacadas mantidas em PEG ou água, respectivamente. Os resultados mostraram que o aumento do CAM se dá seis dias após o início do tratamento de déficit hídrico, concomitantemente com o aumento na produção de NO. Esses dois fenômenos ocorreram somente na porção apical da folha. A quantidade de proteínas nitrosiladas, no entanto, diminuiu em resposta ao déficit hídrico nesta porção, indicando que o aumento na emissão de NO pode ser oriundo de uma desnitrosilação de proteínas. De fato, a atividade de três (PEPC, APX e NADP-ICDH) das cinco enzimas analisadas mostraram uma diminuição em resposta ao tratamento com GSNO. Dessa forma, o NO parece não se ligar diretamente às enzimas do CAM para regular sua atividade. Mesmo assim, a aplicação de NO gasoso causou um aumento em todos os parâmetros relacionados ao CAM após 5 dias, sugerindo algum tipo de controle transcricional sobre genes relacionados a esse tipo de fotossíntese / Guzmania monstachia is an epiphytic tank-bromeliad capable of up-regulating CAM under water deficit. Moreover, the increase in CAM is stronger in the apical portion of the leaf, when compared to the base. Nitric oxide (NO) is a signaling molecule involved in the regulation of CAM, but the mechanisms underlying this phenomenon are still largely unknown. NO is capable of interacting with proteins through a process known as nitrosylation. Here, we investigated whether NO could regulate CAM by protein nitrosylation. In order to do so, we performed three experiments. In the first one, detached leaves were maintained for 7 days in water or in a solution containing 30% of poliethylene glycol 6000 (PEG). During this period, the water percentage, water potential, contents of chlorophylls and carotenoids, phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPC) activity, nocturnal malate and citrate accumulation, and NO emission were monitored daily in the basal and apical portions of the leaf. At the seventh day of the water shortage, quantification of total nitrosothiols and in-gel visualization of nitrosylated proteins were also performed in the apical portion. The second experiment consisted in incubating proteic extracts of G. monostachia with reducedglutathione (GSH) or S-nitrosoglutathione (GSNO) to assess the impact of nitrosylation in enzymatic activity. The enzymes selected to this step were PEPC, malate dehydrogenase (MDH), ascorbate peroxydase (APX), catalase (CAT) and NADP+-dependent isocitrate dehydrogenase (NADP-ICDH). The third experiment consisted in the application of the NO scavenger 2-(4-carboxifenil)-4,4,5,5-tetrametilimidazolina-1-oxil-3-óxido (cPTIO) or gaseous NO to leaves maintained in water or in PEG 30%, respectively. The results show that there was an increase of both CAM and NO in the leaf apex at the sixth day of water deficit. The level of nitrosylated proteins, however, decreased in this portion, indicating that the emission of NO may be the result of a de-nitrosylation process. In fact, the activity of three (PEPC, APX and NADP-ICDH) out of five enzymes analyzed decreased with nitrosylation. Therefore, NO does not regulate directly the activity of CAM enzymes. Nevertheless, exogenous NO increased all of the assayed CAM parameters after 5 days, indicating transcriptional control of CAM-related genes

Ao longo dos últimos anos, o radical livre gasoso óxido nítrico (NO) vem ganhando destaque como uma importante molécula sinalizadora em respostas fotomorfogênicas em plantas. Sua produção e dagradação parecem incluir uma diversificada gama de rotas bioquímicas, entretanto, a importância relativa de cada um dos sistemas capazes de regular sua disponibilidade e toxidade nos tecidos vegetais ainda permanece pouco compreendida. Dentre as possíveis rotas de conjugação e degradação do NO em tecidos vegetais, postula-se que a glutationa (GSH) desempenhe um papel de destaque no armazenamento desse radical livre por meio da formação reversível da S-nitrosoglutationa (GSNO), sendo possível sua subsequente degradação através da ação da enzima S-nitrosoglutationa redutase (GSNOR). No presente trabalho investigamos a influência da luz sobre o metabolismo de NO em duas etapas de desenvolvimento vegetal caracterizados pela ocorrência de eventos de diferenciação plastidial: (I) o desestiolamento de plântulas e (II) o amadurecimento de frutos carnosos de tomateiro (Solanum lycopersicum). Além do genótipo selvagem Micro-Tom (MT), também foram utilizados os mutantes fotomorfogênicos aurea (au) e high pigment 1 e 2 (hp1 e hp2). Durante o desestiolamento das plântulas de tomateiro constatou-se um incremento progressivo tanto nos teores endógenos quando nas taxas de degradação de NO, bem como na atividade da enzima GSNOR. Sob condições luminosas similares, mutantes com respostas exageradas à luz apresentaram incrementos ainda mais evidentes nesses parâmetros do que aqueles observados no genótipo selvagem. A aplicação de inibidores de S-nitrosilação de proteínas, bem como a avaliação do conteúdo de espécies reativas de oxigênio (ROS) indicaram que tanto a formação de S-nitrosotiois quanto a interação do NO com ROS contribuíram para a determinação da capacidade de remoção de NO nos tecidos fotossinteticamente ativos de tomateiro. Em frutos, observou-se uma correlação positiva entre a atividade da enzima nitrato redutase (NR) e o padrão temporal de produção de NO, uma vez que ambos os parâmetros apresentaram maiores níveis em frutos imaturos. O amadurecimento desses frutos foi acompanhado por uma diminuição transitória dos conteúdos de NO ao passo que as taxas de degradação de NO mantiveram-se bastante reduzidas durante todo o processo de amadurecimento, sugerindo a existência de um estoque de NO na forma de GSNO ou algum outro S-nitrosotiol. A sinalização luminosa influenciou positivamente tanto a produção quanto a degradação de NO em frutos imaturos de tomateiro. Em conjunto, os resultados obtidos permitem concluir que o metabolismo do NO em tomateiro é fortemente controlado pela luz, a qual é capaz de modular conjuntamente as taxas de produção e degradação desse importante composto sinalizador. / In recent years, the gaseous free radical nitric oxide (NO) has emerged as an important signaling molecule in plant photomorphogenic response. NO production and degradation seems to include a wide range of biochemical routes; however, the relative importance of which one of the systems capable of regulating NO availability and toxicity in plant tissues remains elusive. Among all potential NO degradation and conjugation routes in plant tissues, it has been suggested that gluthathione (GSH) plays a key role in NO storage due to the formation of S-nitrosogluthathione (GSNO), being possible its subsequent degradation by the action of enzyme S-nitrosoglutathione reductase (GSNOR). In this work, we have investigated the light influence on NO metabolism during two plant developmental events characterized by the occurrence of plastidial differentiation: (I) seedling de-etiolation and (II) fruit ripening of tomato (Solanum lycopersicum). Besides the wild-type Micro-Tom (MT) genotype, the tomato photomorphogenic mutants aurea (au) and high pigment 1 and 2 (hp1 and hp2) were also employed in this study. During the de-etiolation of tomato seedlings, a progressive increment was observed in the NO endogenous levels and degradation rates as well as in the GSNOR activity. Under similar light conditions, light hypersensitive mutants exhibited more conspicuous increases in these parameters than those detected in the wild-type genotype. Feeding protein S-nitrosylation inhibitors and measurements of reactive oxygen species (ROS) production indicated that both S-nitrosothiols formation and NO interaction with ROS may to contribute for determining the NO removal capacity in photosynthetically active tissues of tomato. In fruits, a positive correlation was observed between nitrate reductase (NR) activity and the temporal pattern of NO production since both parameters exhibited increased levels in immature fruits. The ripening of theses fruits was accompanied by a transitory reduction in endogenous NO levels whereas its degradation rates were maintained reduced all over the ripening process, thereby suggesting the existence of a more stable NO reservoir such as GSNO or some other S-nitrosothiol. In general light signaling positively influenced both NO production and degradation in mature green tomato fruits. Altogether, the data obtained indicated that tomato NO metabolism is significantly influenced by light, which is able to simultaneous modulate both the production and degradation of this important signaling compound.

A expressão do metabolismo ácido crassuláceo (CAM) nas plantas C3-CAM facultativas pode ser fortemente modulada por uma variedade de sinais ambientais e endógenos. Visto que plantas de abacaxizeiro (Ananas comosus, variedade Smooth Cayenne) podem apresentar comportamento fotossintético do tipo C3 ou CAM quando cultivadas in vitro, o presente trabalho buscou analisar a participação de quatro classes hormonais (ácido abscísico, citocininas, auxinas e etileno), do cálcio citossólico (Ca2+cit.) e do óxido nítrico (NO) na regulação da expressão do CAM nessa bromélia. Para tanto, os teores endógenos desses sinalizadores foram quantificados durante a indução e a reversão do CAM em abacaxizeiro. Além disso, também foram realizadas análises do grau de expressão do CAM em plantas tratadas com esses compostos sinalizadores ou com seus inibidores de síntese, transporte ou percepção. Os dados obtidos evidenciaram uma correlação positiva entre os teores endógenos de ácido abscísico (ABA) e a expressão do CAM em abacaxizeiro, uma vez que a indução e a reversão do CAM foram acompanhadas de, respectivamente, aumentos e reduções no conteúdo foliar desse hormônio. Em consonância com esses resultados, o fornecimento de ABA exógeno resultou na indução do CAM em plantas mantidas na ausência de estresse hídrico, indicando, portanto, um efeito estimulatório desse hormônio sobre a expressão do CAM em A. comosus.Entretanto, constatou-se que a inibição do acúmulo de ABA não afetou a indução do CAM em resposta ao estresse hídrico, sugerindo que a transição de C3 para CAM em abacaxizeiro pode ocorrer tanto por uma via de sinalização dependente de ABA quanto por uma via independente de ABA. De modo inverso, os dados indicaram que as citocininas atuariam como reguladoras negativas da expressão do CAM em abacaxizeiro, uma vez que a aplicação desse hormônio inibiu parcialmente a indução do CAM em resposta ao estresse hídrico e, além disso, o conteúdo endógeno das quatro citocininas analisadas foi inversamente proporcional ao grau de expressão do CAM nessa bromélia. As auxinas e o etileno, por sua vez, parecem não estar envolvidos na regulação dos processos de indução e de reversão do CAM em abacaxizeiro. Por outro lado, os dados obtidos indicaram, de forma inédita, um papel sinalizador positivo do NO sobre a expressão da fotossíntese CAM. Verificou-se, por exemplo, que a aplicação de NO exógeno promoveu um aumento considerável na expressão do CAM em plantas de abacaxizeiro e, de modo condizente, foi observado um incremento na produção desse radical livre durante a transição da fotossíntese C3 para CAM em resposta ao estresse hídrico. Além disso, foi interessante constatar que a elevação na síntese de NO nos tecidos foliares de abacaxizeiro ocorreu principalmente no parênquima clorofiliano, sendo este tecido um dos principais alvos das alterações metabólicas necessárias para o estabelecimento da fotossíntese CAM. Os resultados também sugerem que o NO atuaria como um mensageiro secundário do sinal do ABA na indução do CAM, já que a produção desse radical livre aumentou consideravelmente nas plantas tratadas com ABA e, em paralelo, tratamentos com seqüestrador de NO bloquearam parcialmente a indução do CAM em resposta ao ABA. Por fim, os tratamentos com quelante ou ionóforo de cálcio evidenciaram que o aumento na concentração citoplasmática desse íon desempenha uma função crucial na regulação da indução de A. comosus ao CAM em resposta ao estresse hídrico. De acordo com os resultados, alterações na concentração Ca2+ citossólico parecem representar um ponto de convergência entre as vias de sinalização dependente e independente de ABA que levam à indução do CAM em abacaxizeiro. Em conjunto, os dados obtidos no presente trabalho indicam que o ABA, o NO e o Ca2+ citossólico interagem durante os eventos que sinalização que resultam na transição de C3 para CAM em abacaxizeiro, enquanto que as citocininas parecem reprimir a expressão da fotossíntese CAM. / The Crassulacean acid metabolism (CAM) expression in C3-CAM facultative plants can be strongly modulated by a diversity of environmental and endogenous signals. Since pineapple (Ananas comosus, variety Smooth Cayenne) plants can perform either C3 or CAM photosynthesis when grown in vitro, this work attempted to investigate the involvement of four hormonal classes (abscisic acid, cytokinins, auxins and ethylene), cytosolic calcium (Ca2+cit.) and nitric oxide (NO) on the regulation of CAM expression in this bromeliad. To achieve this, the levels of these signaling compounds were measured during the pineapple C3-to-CAM induction and the CAM-to-C3 reversion. Furthermore, the degree of CAM expression in plants treated with these compounds and their inhibitors of synthesis, transport or perception was also analyzed. The data obtained showed that the endogenous levels of ABA were positively correlated with the degree of CAM expression in pineapple, since the C3-to-CAM transition and the CAM-to-C3 reversion in this bromeliad were preceded by, respectively, increases and decreases in the ABA leaf content. Consistent with these results; exogenously applied ABA increased the CAM expression in plants maintained in the absence of water stress, thus, indicating a stimulatory effect of this hormone on the A. comosus CAM expression. However, the inhibition of ABA accumulation did not affect the CAM induction by water stress, suggesting that the pineapple C3-to-CAM transition can occur via both ABA-dependent and ABA-independent signaling pathways. On the opposite, the data indicated that cytokinins act as negative regulators of CAM expression in pineapple, since the adding of this hormone partially inhibited the CAM induction by water stress and, additionally, the endogenous levels of the four cytokinins analyzed were inversely proportional to the degree of CAM expression in this bromeliad. Auxins and ethylene, conversely, seem not to be involved in the regulation of the C3-to-CAM transition and the CAM-to-C3 reversion in pineapple. On the other hand, the data obtained indicated, by the first time, a positive signaling role for the NO on the expression of CAM photosynthesis. For instance, it was observed that the exogenously applied NO increased the CAM expression in pineapple plants and, in agreement; there was an elevation in the production of this free radical during the water stress-induced C3-to-CAM transition. Additionally, the elevation of the NO synthesis in the pineapple leaf tissues occurred mainly in the chlorenchyma, which is the plant tissue responsible for most of the metabolic changes necessary to the CAM photosynthesis establishment. The results also suggested that the NO may act as a second messenger of the ABA signal in the pineapple CAM induction, since the production of this free radical in ABA-treated plants increased considerably and, in parallel, treatments with a NO scavenger partially blocked the ABA-induced C3-to-CAM transition. Finally, treatments with calcium chelator or ionophore indicated that the increase in the cytosolic concentration of this ion plays a crucial role in the regulation of the CAM induction by water stress in A. comosus.According to the results, changes in the concentration of Ca2+ cytosolic seem to represent a convergence point between the ABA-dependent and ABA-independent signaling cascade leading to CAM induction in pineapple. Taken together, the data obtained in the present work indicated that ABA, NO and cytosolic Ca2+ interact during the signaling events leading to the pineapple C3-CAM transition, while the cytokinins seem to repress the expression of CAM photosynthesis.

A saliva humana possui diversas enzimas que apresentam atividades específicas e algumas delas podem estar envolvidas no processo inflamatório que acometem os implantes dentários. A arginase é uma enzima hidrolítica que utiliza a L-arginina como substrato para formação da L-ornitina e uréia. Acredita-se que um aumento na produção de arginase possa levar à uma redução na produção de óxido nítrico, consequentemente aumentando a suscetibilidade à infecção bacteriana. Considerando a hipótese de que o número de implantes nos indivíduos e o fumo possam alterar a produção de arginase e que o mesmo é considerado um fator de risco para o sucesso da terapia com implantes, o presente estudo objetivou avaliar o efeito de ambas as variáveis sobre a atividade da arginase salivar (AS) em pacientes portadores de implantes dentários. Amostras de saliva de 102 indivíduos foram coletadas: 26 não-fumantes e sem implantes dentais (A), 28 pacientes com até 4 implantes dentais e não-fumantes (B), 29 pacientes com cinco ou mais implantes dentais e não-fumantes (C), dez fumantes com implantes (D) e nove fumantes sem implantes (E). Os níveis de AS foram expressos em U/mg proteína e determinados por espectrofotometria através da mensuração da L-ornitina e da proteína salivar. Houve um aumento significativo dos níveis de AS no grupo D (64.26) em relação aos grupos A (10.72, p=0), B (10.66, p=0), C (11.21, p=0) e E (13.66, p=0). Não houve diferença estatisticamente significante entre os grupos A, B, C e E (p>0,05). Dentro dos limites do presente estudo, pode-se concluir que a atividade da arginase salivar encontra-se elevada em indivíduos fumantes portadores de implante dentário, sugerindo um possível mecanismo pelo qual o fumo pode levar ao insucesso desta terapia reabilitadora. / Human saliva possesses many enzymes with activity and some of them might be involved in the inflammatory process of dental implants. Arginase is a hydrolytic enzyme that catalyses L- arginine into ornithine and urea. Its known that a high production of arginase can decreased the production of nitric oxide, consequently leading to bacterial infection susceptibility. To regard the hypothesis of number of implants and smoking might change the production of arginase and considering that smoking is a risk factor of implant therapy, the aim of this study was to evaluate the effect of both on the activity of arginase in saliva of subjects with dental implants. Saliva of 102 subjects were collected: 26 non-smoking and without dental implants (A), 28 with 4 dental implants or less and non-smoking (B), 29 with five dental implants or more and non-smoking (C), ten smokers with implants (D) and nine smokers and without dental implants (E). The arginase levels were expressed in U/mg and analyzed by spectophotometry and it was determined by measuring the Lornitine formation from L-arginine. The result showed that the mean values of arginase in group D (64.26) were statistically different among groups A (10.72, p=0), B (10.66, p=0), C (11.21, p=0) e D (13.66, p=0). There was no statistically difference among groups A, B, C and E (p>0,05). By the limits of the present study, it can be concluded that arginase activity shown higher in subjects smokers with dental implants, suggesting a possible mechanism that smoke may lead to unsuccess of this rehabilitation therapy.

Oxisteróis (por exemplo, 7hidroxicolesterol) são gerados por modificações oxidativas que ocorrem na molécula de colesterol. Podem ser encontrados em elevados níveis plasmáticos em pacientes com aterosclerose e como componentes da placa aterosclerótica. Considerando que o colesterol é o principal componente da cavéola (domínios específicos da membrana plasmática que ancoram diversas proteínas de sinalização) formulamos a hipótese que os oxisteróis podem ser incorporados a estes domínios, interferindo com as vias de sinalização aí localizadas. Células endoteliais de veia umbilical humana (HUVECs) em cultura foram expostas a 7hidroxicolesterol (10g/mL) por diferentes tempos. Analisamos a incorporação desse oxisterol à cavéola utilizando espectrometria de massa e a atividade das proteínas de sinalização presentes neste domínio: óxido nítrico sintase endotelial (eNOS), CD40/CD40L, receptor do fator de crescimento de fibroblastos (rFGF), utilizando PCR quantitativo e imunoblots. Inicialmente mostramos que o 7hidroxycholesterol, em concentrações fisiológicas, foi incorporado às cavéolas mais acentuadamente que em outros domínios de membrana. Esse fenômeno impediu o desligamento entre eNOS e caveolina, prejudicando a função dessa enzima. Também mostramos que o receptor CD40 apresentou uma maior incorporação à cavéola e o rFGF manteve uma ativação mais longa quando células foram expostas ao 7hidroxicolesterol. Esses efeitos gerados pelo oxisterol não estavam relacionados à sua ação sobre mediadores inflamatórios ou receptores nucleares, desde que nenhuma diferença foi observada no perfil de citocinas ou na expressão de genes dependentes da ativação de LXR. Assim, concluímos que a incorporação de 7hidroxycholesterol nos domínios de cavéola pode interferir com vias de sinalização sabidamente envolvidas na aterogênese ou na ruptura da placa / Oxysterols (for example, 7hidroxycholesterol) are generated by oxidative modifications to cholesterol molecules. They have been described in high levels in patients with atherosclerosis and as components of the atherosclerotic plaque. Since cholesterol is the main component of caveolae (plasma membrane domains that anchor several signaling proteins), we hypothesized that oxysterol could be incorporated to these domains, interfering with the signaling networks that use this pathway. Human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) in culture were exposed to 7hidroxycholesterol (10g/mL) for different times. We analyzed incorporation of this oxysterol to caveolae using mass spectroscopy and the activity of signaling pathways present in these domains: endothelial nitric oxide synthase (eNOS), CD40/CD40L, fibroblast growth factor receptor (FGFr), using quantitative PCR and immunoblots. Initially we showed that 7hidroxycholesterol, in physiological concentrations, was incorporated to caveolae more prominently than to other plasma membrane domains. This phenomenon caused a difficulty in eNOS release from caveolin, impairing its function. We also showed that the receptor CD40 presented a stronger incorporation to caveolae and FGFr maintained a longer activation when cells were exposed to 7hidroxycholesterol. These oxysterol effects were not related to its action in inflammatory mediators or nuclear receptors, since no difference could be observed in cytokine profiles or in the expression of genes dependent on LXR activation. Therefore we conclude that 7hidroxycholesterol incorporation in caveolae domains may interfere with signaling pathways known to be involved in atherogenesis or in plaque rupture

O óxido nítrico além de poluidor ambiental, também desempenha diversas funções no organismo, por exemplo, trata-se de uma molécula sinalizadora em diversos processos metabólicos. Por causa disso, a detecção de NO é uma importante ferramenta para a medicina. Assim, existe um significante interesse tanto da indústria como da medicina no desenvolvimento de novos materiais que possam detectar oxido nítrico Os Nanotubos de Carbono de Paredes Múltiplas, intensivamente explorados desde sua descoberta em 1991, são considerados promissores em diversas aplicações devido a sua estrutura única e a possibilidade de realizar modificações as quais influenciam suas propriedades físicas e químicas. Já o ouro, conhecido por sua baixa atividade catalíca quando utilizado na forma cristalina, começou a ter seu poder catalítico explorado a partir de 1985, quando descobriu-se que, se utilizado na forma de pequenas partículas, este comporta-se mais como átomos individuais e torna-se mais catalítico que o ouro cristalino. Assim, o objetivo deste trabalho foi promover a funcionalização dos nanotubos de carbono, o que pode ser confirmado por MEV, FTIR e RAMAN, e, a partir dos grupos funcionais gerados, ancorar nanoparticulas de ouro em suas paredes, a fim de otimizar as propriedades catalíticas do material. O material gerado foi caracterizado morfologicamente e estruturalmente por MEV-FEG, EDX, Raio-X, RAMAN e UV-vis. Já a caracterização eletroquímica foi feita por voltametria cíclica frente ao K4[Fe(CN)6], com o qual foi possível mostrar um aumento na densidade de corrente de pico, o deslocamento do potencial de pico para valores menos positivos e também a diminuição do sobrepotencial, quando comparados o sensor Náfion®/AuNP/MWCNT/GC com o Náfion®/GC, Náfion®/MWCNT/GC e Náfion®/Ouro. O eletrodo proposto foi utilizado na determinação de Óxido Nítrico, em tampão PBS pH 4,4, utilizando a técnica de voltametria de pulso diferencial. A metodologia proposta apresentou um limite de detecção de 2,4x10-10 mol L-1 e um limite de quantificação de 7,9x10-10 mol L-1. Assim, este trabalho mostrou a potencialidade de utilização do eletrodo Náfion®/AuNP/MWCNT/GC como sensor eletroquímico para detecção e quantificação de óxido nítrico. / Nitric oxide (NO) is an environmental polluter, which also plays several roles in the body, for example, as a signaling molecule for many metabolic processes. Because this, detecting NO is an important tool in medicine. As a result, there was significant interest in both industry and medicine in developing new materials that can detect NO. Multiwall carbon nanotubes, that have been intensively explored since its discovery in 1991, are considered promising in many applications due to its unique structure and because it can be easily modified in order to tuning their physical and chemical properties. But the interest in using gold as the catalytic material appeared only in 1985, when was discovered that small particles form of gold behaves as individual atoms and it are more catalytic that crystalline gold. In this way, the objectives of this study were promoted the functionalization of carbon nanotubes - which could be confirmed by SEM, FTIR, Raman - and, with the functional groups generated, anchoring gold nanoparticles in their walls, in order to improve the catalytic properties of such material. The developed material was morphologically and structurally characterized by FEG-SEM, EDX, X-ray, Raman and UV-vis. As well, the electrochemical characterization was performed by cyclic voltammetry in K4[Fe(CN)6] solution. When Nafion®/AuNP/MWCNT/GC sensor was compared with Náfion®/GC, Náfion®/MWCNT/GC and Náfion®/Gold, its show an increase in current density peak, the peak potential displacement to less positive values and also decreased potential difference between the cathodic and anodic peak. The proposed electrode was used in the determination of nitric oxide in PBS buffer pH 4.4, which showed a detection limit of 2,4x10-10 mol L-1 and a quantification limit of 7,9x10-10 mol L-1 using the differential pulse voltammetry. Thus, this study demonstrated the potential use of Nafion®/AuNP/MWCNT/GC electrode as an electrochemical sensor in the nitric oxide detection and quantification.

INTRODUÇÃO: A importância da resposta mecânica do parênquima pulmonar na fisiopatologia da asma tem sido recentemente reconhecida. O óxido nítrico é um mediador que controla o tônus muscular liso das vias aéreas, porém este efeito no parênquima pulmonar periférico ainda não foi previamente investigado. Nossa hipótese é que a inibição crônica das óxido nítrico sintases por meio do tratamento com L-NAME (falso substrato para todas as óxido nítrico sintases) pode modular a mecânica do parênquima pulmonar, o recrutamento eosinofílico e o remodelamento da matriz extracelular em modelo de inflamação alérgica crônica pulmonar em cobaias. MÉTODOS: Os animais foram expostos a sete inalações com soro fisiológico ou com ovoalbumina em doses crescentes (1~5mg/ml - 4 semanas) e tratadas ou não com L-NAME (60 mg/kg/ por dia /por animal) na água de beber. Setenta e duas horas após a sétima inalação os animais foram anestesiados, exsanguinados e a mecânica oscilatória do parênquima pulmonar foi medida na condição pré e após desafio (0.1%). Utilizando a técnica de morfometria foram avaliadas a densidade de eosinófilos, o número de células nNOS e iNOS positivas, a densidade de actina, das fibras colágenas e das fibras elásticas bem como a proporção de volume de 8-iso-PGF2 no septo alveolar. RESULTADOS: Os animais que foram expostos à ovoalbumina apresentaram um aumento da resistência e da elastância tecidual (resposta basal e após desafio antigênico), na densidade de eosinófilos, no número de células nNOS e iNOS positivas, na densidade de fibras colágenas e de fibras elásticas bem como na expressão de 8-isoPGF2 no septo alveolar comparativamente aos grupos controles (p<0,05). O tratamento com L-NAME em animais expostos à ovoalbumina atenuou todas as respostas de mecânica do tecido pulmonar periférico (p<0, 01), reduziu o número de células nNOS e iNOS positivas (p<0.01), o conteúdo de fibras elásticas (p<0,001) e de 8-iso-PGF2 no septo alveolar (p<0,001). No entanto, este tratamento não afetou o número total de eosinófilos e o conteúdo de fibras colágenas. Este trabalho sugere que o óxido nítrico contribui para a constrição do parênquima pulmonar e para a deposição de fibras elásticas neste modelo. Estes efeitos foram associados à ativação de iNOS e nNOS em células do parênquima distal e aumento na via do estresse oxidativo / The importance of lung tissue mechanical responses in asthma pathophysiology has been recently recognized. Although nitric oxide (NO) is a mediator that controls smooth muscle tonus control in the airways, its effects on lung tissue responsiveness has not been previously investigated. We hypothesized that chronic nitric oxide synthase inhibition by L-NAME (false substrate for all nitric oxide synthases) treatment may modulate lung tissue mechanics, eosinophilic recruitment and extracellular matrix remodeling in a model of chronic pulmonary allergic inflammation. Guinea pigs were submitted to seven normal saline or ovalbumin exposures with increasing doses (1~5mg/mL-4weeks) and treated or not with L-NAME in drinking water. Seventy-two hours after the seventh inhalation the animals were anesthetized, exsanguinated, and oscillatory mechanics of lung tissue strips was performed in baseline condition and after ovalbumin challenge (0.1%). Using morphometry, we assessed the density of eosinophils, the number of iNOS and nNOS-positive cells, the density of actin, the collagen and elastic fibers content and the volume proportion of 8-iso-PGF2 in the alveolar septa. Ovalbumin-exposed animals presented an increase in baseline and maximal tissue resistance and elastance responses, eosinophil density, in the number of iNOS and nNOS positive cells, in the amount of collagen and elastic fibers and in the volume proportion of 8-iso-PGF2 in the alveolar septa compared to controls (p<0.05). L-NAME treatment in ovalbumin-exposed animals attenuated all lung tissue mechanical responses (p<0.01), reduced the number of iNOS and nNOS positive cells (p<0.01), elastic fiber content (p<0.001) and 8-isoPGF2 in the alveolar septa (p<0.001). However, this treatment did not affect the total number of eosinophils and collagen deposition. These data suggest that NO contributes to distal lung parenchyma constriction and to elastic fibers deposition in this model. These effects were associated to iNOS and nNOS activation in pulmonary parenchyma and with an increase in oxidative stress pathway activation

Sepse, a resposta do organismo a uma infecção, está associada a altas taxas de mortalidade. A razão pela qual um mecanismo protetor resulta num quadro clínico fatal permanece inexplicada. Em trabalho prévio nosso grupo demonstrou que exossomos de origem plaquetária são os mais freqüentes em plasma de pacientes com choque séptico e que estes podem induzir apoptose em células musculares lisas vasculares e células endoteliais em cultura. Demonstramos ainda que tais exossomos possuíam uma fonte enzimática de ROS, uma NADPH oxidase cuja atividade poderia estar associada à indução da apoptose (Janiszewski et al., 2004). No presente trabalho, nós buscamos criar um modelo de geração ex vivo de exossomos similares aos encontrados em pacientes sépticos e identificar possíveis vias responsáveis pela liberação destes e seus efeitos. Choque séptico é uma condição relacionada com exposição a lipopolissacarídeo (LPS) e geração de alta quantidade de trombina, TNF e espécies reativas de nitrogênio. Através de citometria de fluxo revelamos que plaquetas humanas expostas ao doador de NO dietilamina-NONOato e ao LPS geraram exossomos similares àqueles encontrados em pacientes com choque séptico, expondo alta quantidade de tetraspaninas CD9, CD63 e CD81 mas pouca fosfatidilserina. Por outro lado, plaquetas expostas à trombina ou TNF liberaram partículas com características claramente distintas, com alta exposição de fosfatidilserina e baixa de tetraspaninas. Assim como os exossomos sépticos, os exossomos obtidos pela exposição de NO e LPS geraram radical superóxido e NO, como demonstrado pela quimioluminescência da lucigenina (5M) e celenterazinina (5M) e pela fluorescência da 4,5-diaminofluoresceína (10mM) e 2,7-diclorofluoresceína (10mM). A análise por Western Blot nos permitiu identificar as subunidades Nox1, Nox2 e p22phox da NADPH oxidase e a isoforma induzível da enzima NO sintase (NOS) nesses exossomos. Como esperado, inibidores da NOS e da NADPH oxidase reduziram significamente os sinais fluorescentes e quimioluminescentes. Em adição, as células endoteliais em cultura expostas aos exossomos gerados por dietilamina-NONOato e LPS sofreram significativo aumento da taxa de apoptose quando comparadas àquelas expostas a exossomos controle. A inibição da NADPH oxidase assim como da NOS reduziu expressivamente tal efeito. Adição de urato (1mM), mostrou efeito aditivo sobre a inibição do sinal fluorescente, assim como redução adicional da taxa apoptótica, sugerindo papel importante do radical peroxinitrito. Nós propomos, assim, que exossomos derivados de plaquetas podem representar papel adicional no já complexo cenário da sinalização vascular redox. Nesse sentido, uma abordagem baseada em exossomos pode fornecer novas ferramentas para o entendimento e até tratamento da disfunção vascular na sepse / Sepsis, the bodys response to infection, is associated with high mortality rates. Why a protective mechanism turns into a deadly clinical picture is a matter of debate, and goes largely unexplained. In previous work we demonstrated that plateled derived exosomes are found in the plasma of septic patients with septic shock and can induce endothelial and vascular smooth muscle cell apoptosis in culture through an enzymatic superoxide source (Janiszewski et al., 2004). In this work we sought to create a model for ex vivo generation of exosomes, and to identify the pathways responsible for ROS release by exosomes and their effects. Septic shock is a condition related to exposure of lipopolysaccharide (LPS), generation of high amounts of thrombin, TNF and nitrogen reactive species. Through flow cytometry we demonstrated that human platelets exposed to the NO-donor diethylamine-NONOate, and to LPS, generated exosomes similar to those found in the blood of septic shock patients, with high exposure of the tetraspanin CD9, CD63, and CD81, but little phosphatidylserine. On the other hand, platelets exposed to thrombin or TNF released particles with clearly distinct characteristics, such as high phosphatidylserine and low tetraspanin. Like the septic exosomes, the exosomes obtained by NO and LPS exposure generated superoxide radical and NO, as disclosed by lucigenin and coelenterazine chemiluminescence and by 4,5-diaminofluorescein and 2,7-dichlorofluorescein fluorescence. Western Blot analysis revealed the presence of Nox1, Nox2 and p22phox NADPH oxidase subunits and the inducible isoform of NO synthase (NOS) in these exosomes. As expected, NOS inhibitors or NADPH oxidase inhibitors significantly reduced the fluorescence and chemiluminescente signals. In addition, endothelial cells exposed to NO or LPS generated exosomes underwent apoptotic death, while control exosomes had no effects on apoptosis. NADPH oxidase as well as NOS inhibition significantly reduced apoptosis rates. Concomitant generation of NO and superoxide suggests biological effects of the highly reactive radical peroxynitrite. In fact, the peroxynitrite scavenger urate (1 mM) showed an additive effect on fluorescent signal inhibition, as well as on endothelial apoptosis rate reduction. We thus propose that platelet-derived exosomes may be another class of actors in the complex play known as vascular redox signaling. In this sense, an exosome-based approach can provide novel tools for further understanding and even treating vascular dysfunction related to sepsis