Made available in DSpace on 2015-04-11T13:38:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Thiago Mattos de Araujo Lima.pdf: 914896 bytes, checksum: be7fe7f16d2a312578b3d1011a681a23 (MD5) Previous issue date: 2010-03-30 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / Virola surinamensis (Myristicaceae), popularly known as ucuuba, ucuuba branca and sucuuba, is widely distributed in flooded areas of the Amazonian Forest. The bark resin is used in the folk medicine to treat erysipela and the tea of the leaves, to treat colics, dyspepsia, inflammations and malaria. The main constituents described for V. surinamensis are arylpropanoids, neolignans, lignans, lignoids, flavonoids, diarylpropanes, -butirolactones, alkaloids and acid benzoic derivatives. Among them, lignans and neolignans showed anti-parasitic and anti-fungal activities. Previous pharmacological studies described anti-parasitic effect of the essential oils and anti-leishmania, anti-inflammatory, anti-fungal, insecticide and gastroprotective actions. The aim of this work was to study the pharmacological activity of the standardized buthanolic fraction of Virola surinamensis and the mechanisms of the hypotensive effect and the potentiation of the skeletal muscle contraction. The chemical standardization was obtained after partition of the leaves aqueous extract (AE) in n-buthanol originating the buthanolic fraction (BuF). The BuF purification by high performance liquid chromatography (HPLC) originated 10 high purity fractions (F1 to F10) that are still in identification process. The pharmacological screening of AE and BuF showed low action in the CNS. In the arterial blood pressure of anesthetized rats, the intravenous injection of both AE and BuF produced hypotension apparently associated with the α1-adrenoceptors blockade. The BuF was effective to reduce the arterial blood pressure in the chronic treatment also. The absorbed substances did not modify the animal behavior in the Irwin Test, but produced reversible hypotension initiating in 30 min, time necessary to the gastric emptiness. The treatment during 7 days did not modify the animal behavior, but there was a residual accumulated effect of the BuF reducing the basal arterial blood pressure of the rats. In the isolated aortic rings without endothelium, the BuF relaxed the tonus induced by noradrenalin in a concentration-dependent manner, showing that BuF did not interfere with the NO system. This effect was indicative of a competitive antagonism and reinforced the evidences obtained in the arterial blood pressure that the mechanism of the hypotension produced by BuF was the α1 adrenoceptors blockade. The BuF potentiated the direct elicited twitches of the rat diaphragm. In microssomes isolated from the rabbit skeletal muscle, BuF inhibited the Ca2+-ATPase activity similarly to thapsigargin, indicating that the potentiation of the diaphragm contraction may be related to the decrease in the Ca2+ uptake by the sarcoplasmic reticulum. / A Virola surinamensis, conhecida popularmente como ucuúba, ucuúba branca, ucuúba de igapó, sucuba, é uma árvore que cresce em várzeas e em bancos de areia em rios na Floresta Amazônica. A resina da casca é utilizada na medicina popular para o tratamento de erisipelas e o chá das folhas é indicado em cólicas, dispepsia, processos inflamatórios e para o tratamento da malária. Dentre os constituintes de Virola surinamensis foram descritos arilpropanoides, neolignanas, lignanas, sesquilignóides, lignóides diméricos, flavonóides, diarilpropanos, -butirolactonas, alcalóides e derivados do ácido benzóico. Desses, destacam-se as lignanas e neolignanas por suas atividades anti-parasitária e anti-fúngica. Estudos farmacológicos anteriores descrevem atividade anti-parasitária dos óleos essenciais, atividade anti-leishmania, anti-inflamatória, antifúngica, inseticida e gastroprotetora. Este trabalho teve como objetivo o estudo das ações farmacológicas da fração butanólica padronizada de Virola surinamensis e a análise dos mecanismos do efeito hipotensor e da potenciação da contração do músculo esquelético. A padronização química foi obtida após partição do extrato aquoso das folhas (EA) em butanol dando origem à fração butanólica (FBut). A purificação da Fbut por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) originou 10 frações de elevado grau de pureza (F1 a F10) que se encontra em processo de identificação. A triagem farmacológica do EA e da Fbut mostrou baixa ação no SNC. Na pressão arterial de ratos anestesiados a injeção endovenosa tanto do extrato aquoso como da fração butanólica produziu hipotensão aparentemente associada à uma ação bloqueadora de receptores α1-adrenérgicos. A Fbut mostrou-se eficaz na redução da pressão arterial durante o tratamento crônico. As substâncias absorvidas não modificaram o comportamento animal no teste de Irwin, mas produziram hipotensão reversível com início em torno de 30 minutos, tempo necessário para o esvaziamento gástrico. O tratamento repetido durante 7 dias também não modificou o comportamento animal, mas houve um efeito residual cumulativo da FBut que a cada dia reduziu o valor basal da pressão arterial dos ratos. Em anéis de aorta sem endotélio, a Fbut relaxou o tônus induzido pela noradrenalina de maneira concentração-dependente, mostrando que Fbut não interfere no sistema NOS. Este efeito foi indicativo de antagonismo competitivo e reforça as evidências obtidas na pressão arterial de que o mecanismo da hipotensão produzida pela Fbut é o bloqueio de adrenoceptores do tipo α1. A Fbut potenciou a contração obtida por estímulo direto da fibra muscular do diaframa de rato. Em microssomas isolados da musculatura esquelética do coelho, a Fbut inibiu a atividade da Ca2+-ATPase à semelhança da tapsigargina, indicando que a potenciação da contração do diafragma parece estar relacionada à diminuição da recaptação de Ca2+ pelo retículo sarcoplasmático.

A (Na+,K+)-ATPase presente no tecido branquial dos crustáceos osmorreguladores é um componente essencial do sistema de regulação iônica e osmótica e de excreção ativa de NH4 +. Dessa forma, a caracterização cinética da (Na+,K+)-ATPase branquial de Clibanarius vittatus pode fornecer dados importantes para a compreensão dos mecanismos bioquímicos desses processos. Nesse sentido, foram realizados ensaios cinéticos com a fração microsomal obtida do tecido branquial de C. vittatus. Os dados obtidos revelaram a presença de um único pico com atividade ATPase. Os dados obtidos a partir da hidrólise do substrato ATP revelaram a presença de dois sítios, um de alta afinidade que apresenta interação sítio-sítio (nH=1,9; K0,5= 63,8 ± 2,9 nM e V= 19,1 ± 0,8 U/mg) e outro de baixa afinidade, com características Michaelianas (nH=1,0; KM= 44,1 ± 2,6 mM e VM= 123,5 ± 6,1 U/mg). Além disso, foi observada interação do tipo sítio-sítio (nH= 1,8) para estimulação dos íons magnésio (V= 132,0 ± 5,3 U/mg e K0,5= 0,36 ± 0,02 mM). Por outro lado, as interações dos íons sódio (K0,5= 7,4 ± 0,4 mM), potássio (K0,5= 1,51 ± 0,05 mM) e amônio (K0,5= 4,5 ± 0,2 mM) obedeceram a uma cinética Michaeliana. Os dados obtidos mostraram que em condições saturantes de íons potássio, a atividade enzimática aumenta de maneira concentração-dependente quando na presença de íons amônio (V= 290,8 ± 14,4 U/mg e KM= 2,9 ± 0,1 mM). A presença da ouabaína no meio reacional acarretou 66% de inibição (KI= 117,3 ± 3,5 mM), indicando a presença de outras ATPases. A atividade K+-fosfatase, medida usando o substrato sintético PNFF revelou a presença de um único sítio de hidrólise (V= 47,4 ± 1,9 U/mg e KM= 1,0 ± 0,04 mM) com características Michaelianas (nH= 1,1). Entretanto, para os íons Mg2+ (nH= 2,6 e K0,5= 0,6 ± 0,1 mM), K+ (nH= 1,4 e K0,5= 3,7 ± 0,1 mM) e NH4 + (nH= 1,9 e K0,5= 19,3 ± 0,7 mM) foram observadas interações sítio-sítio. Em conjunto, os resultados cinéticos obtidos para a (Na+,K+)-ATPase branquial de C. vittatus, reforçam a possibilidade de que essa enzima contribui eficientemente com o mecanismo adaptativo desencadeado em resposta à exposição a altas concentrações externas de amônia. É importante ressaltar que o presente trabalho representa o primeiro estudo de caracterização cinética da enzima (Na+,K+)- ATPase no ermitão C. vittatus, um animal inserido em um microambiente constituído pela concha. Finalmente, este trabalho agrega informações relevantes relacionadas ao grupo dos Decapoda, em relação ao papel da (Na+,K+)-ATPase nos processos metabólicos e de osmorregulação nos crustáceos. / (Na+,K+)-ATPase is an essential component of osmotic and iono-regulatory system of crustacean gill and plays a relevant role in NH4 + excretion. Thus, the kinetic characterization of Clibanarius vittatus gill microsomal (Na+,K+)-ATPase, can provide crucial data to the understanding of osmoregulating and excretion processes of these animals in different environments, especially the shell microenvironment. In this way, kinetic assays were performed with gill microsomal fraction. The results showed a single protein peak with ATPase activity. The results from ATP hydrolysis revealed the presence of two different sites. One of them is related to the high-affinity with site-site interaction (nH=1.9; K0.5= 63.8 ± 2.9 nM and V= 19.1 ± 0.8 U/mg) and the other shows low-affinity, obeying Michaelis-Menten kinetics (nH=1.0; KM= 44.1 ± 2.6 mM and VM= 123.5 ± 6.1 U/mg). Moreover, site-site interaction (nH= 1.8) was observed to the magnesium ions stimulation (V= 132.0 ± 5.3 U/mg and K0.5= 0.36 ± 0.02 mM). On the other hand, the stimulations of Na+ (K0.5= 7.4 ± 0.4 mM), K+ (K0.5= 1.51 ± 0.05 mM) and NH4 + (K0.5= 4.5 ± 0.2 mM), followed Michaelis-Menten kinetics. At saturating concentrations of potassium ions, the enzyme activity was increased in a dependent-concentration manner with increasing ammonium ions concentration (V= 290.8 ± 14.4 U/mg and KM= 2.9 ± 0.1 mM). Ouabain inhibited 66% of (Na+,K+)-ATPase activity (KI= 117.3 ± 3.5 mM) of the gill microsomal enzyme, indicating the presence of other ATPase activities. The K+-fosfatase activity was also measured using PNPP, a synthetic substrate. PNPP hydrolysis resulted in single site hydrolysis site, obeying the Michaelis-Menten kinetics (nH= 1.1). However, it was observed site-site interactions for Mg2+ (nH= 2.6; K0.5= 0.6 ± 0.1 mM), K+ (nH= 1.4; K0.5= 3.7 ± 0.1 mM) and NH4 + (nH= 1.9; K0.5= 19.3 ± 0.7 mM) ion estimulations. Taken together, these results provide important informations on the kinetic properties of gill (Na+,K+)-ATPase of C. vittatus, emphasizing the synergiistic stimulation induced by K+ and NH4 +, which appear to contribute to the efficient adaptive mechanism triggered by exposure of high external ammonia concentrations. It is important to emphasize that this is the first study on the kinetic properties of (Na+,K+)-ATPase enzyme of the hermit crab C. vittatus. Finally, this study provide information concerning the (Na+,K+)-ATPase role in the metabolic and osmoregulating mechanisms of this Decapoda group

A (Na+,K+)-ATPase é uma proteína integral da membrana plasmática que está sujeita a uma complexa regulação. Na fauna dos manguezais, dentre os crustáceos se destaca o caranguejo Cardisoma guanhumi (Latreille, 1825), um crustáceo decápode que desempenha um papel significativo na dinâmica deste ecossistema, considerado relevante recurso pesqueiro. Este estudo fornece o efeito das poliaminas, das enzimas do estresse oxidativo, da toxidade do amônio, e também investiga atividade K+-fosfatase e atividade (Na+,K+)-ATPase por estimulação sinérgica de K+/ NH4+ e NH4+/K+ na fração microsomal de brânquias do guaiamum. A atividade K+-fosfatase e a atividade (Na+,K+)-ATPase foram determinadas continuamente, a 25°C, em um espectrofotômetro Shimadzu U1800 equipado com células termostatizadas. Todos os experimentos foram feitos em duplicata utilizando-se pelo menos três preparações diferentes (N 3). A atividade PNFFase insensível à ouabaína representa 40% da atividade PNFFase total, e valor do KI foi de 370,0 18,5mol L-1. A atividade específica máxima estimada foi de 29,30 ± 1,46 nmol Pi min-1 mg-1 e o KM = 2,90 ± 0,14 mmol L-1. Por outro lado, a utilização do substrato fisiológico (ATP) permitiu a determinação de parâmetros cinéticos da atividade (Na+,K+)-ATPase em relação aos moduladores ATP, potássio, sódio, magnésio, amônio e, ouabaína. A atividade ATPase total na fração microsomal do tecido branquial de C. guanhumi recém-capturado (16 S) foi aproximadamente 166 nmol Pi min-1 mg-1 e uma atividade ATPase insensível à ouabaína de 26,55 nmol Pi min-1 mg-1, enquanto que aclimatado a 22 S a atividade ATPase total foi de 303,28 ± 15,16 nmol Pi min-1 mg-1 e a atividade insensível à ouabaína de 68,60 ± 3,43 nmol Pi min-1 mg-1. A (Na+,K+)-ATPase presente nessas duas preparações, não apresentam uma estimulação sinergística por K+ e NH4+. Houve alterações na afinidade da enzima para o ATP nas três diferentes concentrações de NH4Cl (120 mg/L; 240 mg/L; 360 mg/L) em comparação com o controle sem NH4Cl (KM= 0,1 ± 0,005 mmol L-1).Não foram observados efeitos significativos utilizando aminas biogênicas. Nossas análises mostraram também que as enzimas do estresse oxidativo estão atuando nestas diferentes preparações para combater os oxirradicais. Análise por Western blotting com anticorpo monoclonal revelou a presença de uma banda correspondente a subunidade da (Na+,K+)-ATPase com massa molecular 110 kDa. A imunolocalização mostrou que a subunidade da (Na+,K+)-ATPase encontra-se predominantemente distribuída por todo o citoplasma das células pilares branquiais, incluindo a região apical abaixo da cutícula. Identificamos o gene constitutivo da sequência parcial de nucleotídeos do cDNA da proteína ribosomal L10 (PRL10) das brânquias deCardisoma guanhumi. O estudo demonstrou que a (Na+,K+)-ATPase constitui um importante regulador da osmorregulação nesta espécie, contribuindo para um melhor entendimento dos papéis exercidos por essa enzima nos processos de osmorregulação e excreção de amônia nos crustáceos. / The (Na+,K+)-ATPase is an integral plasma membrane protein that is subject to complex regulation. In the mangrove fauna, the crustaceans include Cardisoma guanhumi crab (Latreille, 1825), a decapod crustacean that plays a significant role in the dynamics of this ecosystem, considered a relevant fishing resource. This study provides the effect of polyamines, oxidative stress enzymes, ammonium toxicity, and also investigates K+-phosphatase activity and (Na+,K+)-ATPase activity by synergistic K+/NH4+ and NH4+/ K+ stimulation in the microsomal fraction of guaiamum gills. The K+-phosphatase activity and (Na+,K+)-ATPase activity were determined continuously at 25°C on a Shimadzu U1800 spectrophotometer equipped with thermostated cells. All experiments were done in duplicate using at least three different preparations (N 3). The PNFFase activity insensitive to ouabain represents 40% of the total PNFFase activity, and KI value was 370,0 18,5mol L-1. The maximum specific activity estimated was 29.30 ± 1.46 nmol Pi min-1 mg-1 and KM = 2.90 ± 0.14 mmol L-1. On the other hand, the use of the physiological substrate (ATP) allowed the determination of kinetic parameters of the activity (Na+,K+)-ATPase in relation to the modulators ATP, potassium, sodium, magnesium, ammonium and ouabain.The total ATPase activity in the microsomal fraction of freshly caught C. guanhumi (16 S) gill tissue was approximately 166 nmol Pi min-1 mg-1 and a 26.55 nmol Pi min-1 mg-1 ouabain ATPase activity, while acclimated at 22 S the total ATPase activity was 303.28 ± 15.16 nmol Pi min-1 mg-1 and the ouabain insensitive activity of 68.60 ± 3.43 nmol Pi min-1 mg-1. The (Na+,K+)-ATPase present in these two preparations, do not present a synergistic stimulation by K+ and NH4+. There were changes in the enzyme affinity for ATP at the three different concentrations of NH4Cl (120 mg / L, 240 mg / L, 360 mg / L) compared to the control without NH4Cl (KM = 0.1 ± 0.005 mmol L-1). No significant effects were observed using biogenic amines. No significant effects were observed using biogenic amines. Our analyzes have also shown that oxidative stress enzymes are acting in these different preparations to combat oxirradicals. Analysis by Western blotting with monoclonal antibody revealed the presence of a band corresponding to sub subunit of (Na+,K+)-ATPase with molecular mass 110 kDa. Immunolocalization showed that the (Na+,K+)-ATPase sub subunit is predominantly distributed throughout the cytoplasm of the gill pillars, including the apical region below the cuticle. We identified the constitutive gene of the nucleotide partial sequence of the cDNA of ribosomal protein L10 (PRL10) of the gills of Cardisoma guanhumi. The study demonstrated that (Na+,K+)-ATPase is an important regulator of osmoregulation in this species, contributing to a better understanding of the roles played by this enzyme in the processes of osmoregulation and excretion of ammonia in crustaceans.

O caranguejo de mangue Ucides cordatus é um forte hiper-hipo-osmorregulador que se encontra iso-osmótico ao ambiente na salinidade próxima a 20‰. A osmorregulação é realizada por diversos órgãos, mas principalmente pelas brânquias posteriores, enquanto as brânquias anteriores relacionam-se com a respiração. A regulação iônica é feita por muitas enzimas, sendo a principal a Na+-K+-ATPase (NKA). Tal enzima pode variar sua atividade em diversas condições ambientais, como a salinidade e/ou temperatura; é alterada por características físicas das membranas, como fluidez; e também modulada por ácidos graxos de fosfolipídios de membrana encontrados nas brânquias. O objetivo deste trabalho foi elucidar a conformação dos fosfolipídios de membrana, no que tange aos ácidos graxos destes, em animais submetidos a diferentes salinidades. Os caranguejos foram divididos e submetidos a três situações (n=4 por grupo): controle /iso-osmótico (salinidade 20‰), hipo-osmótico (10‰) e hiper-osmótico (30‰). Um grupo de animais foi exposto a um período de curto prazo (6 horas) e outro grupo a um período de 120 horas. As brânquias foram removidas e as frações lipídicas extraídas para configurar o perfil de ácidos graxos. Após montado o perfil das classes dos ácidos graxos, os mesmos foram determinados por cromatografia gasosa. A atividade específica da NKA foi mensurada com base na diferença entre a taxa de liberação de fosfato a partir de ATP. Os resultados mostraram um aumento dos ácidos graxos poliinsaturados (PUFA) sob o estresse hipo-osmótico em brânquias posteriores em ambas as frações, fosfatidilcolina (FC) e fosfatidiletanolamina (FE), em animais submetidos ao tratamento de 120 horas. PUFA tende a aumentar a fluidez de membrana, portanto, nesta condição a membrana talvez estivesse sob tal estado, mais permeável. No estresse hiper-osmótico, por outro lado, o FE de brânquias posteriores mostrou um aumento dos ácidos graxos saturados em animais também expostos a 120 horas. Tais ácidos graxos fazem com que a conformação da membrana se torne menos fluida, e menos permeável a solutos. Não houve diferença no perfil de ácidos graxos para animais expostos a 6 horas em diferentes salinidades. A atividade da NKA variou entre as diferentes exposições. / The mangrove\'s crab Ucides cordatus is a good hyper-hyposmoregulator that is isosmotic in a 20‰ salinity environment. The osmoregulation is performed by many organs, however the most important structure is the posterior gills. On the other hand, anterior gills are related to breathing. Ionic regulation is performed by several pumps, primarily by Na+-K+-ATPase (NKA). This enzyme performs its role due to environmental conditions such as salinity and/or temperature, but also to membrane\'s physics characteristics such as fluidity and composition of fatty acids. The purpose of this study was to evaluate the membrane\'s conformation in relation to fatty acids of phospholipids, when acclimated to different salinities. The crabs were divided into three groups (n = 4 per group): isosmotic/control (20‰ salinity), hyposmotic (10‰ salinity) and hyperosmotic (30‰ salinity). A group of animals were exposed to a short-term period (6 hours) and another group to a long-term period (120 hours). The gills were removed and their total lipids was extracted to set up the fatty acids profile (phospholipid class). The fatty acids profile were determined as phospholipid class by gas chromatography. The specific activity of NKA was based upon measurement of the phosphate released through the breakdown of ATP. The results showed that phosphatidylethanolamine (PE) and phosphatidylcoline (PC) from posterior gills exposed to 10‰ salinity for long-term had significantly higher levels of polyunsaturated fatty acids (PUFA). PUFA tends to increase membrane\'s fluidity, thus in the hyposmotic stressful situation, the membrane\'s conformation could be more fluid. When exposed to 30‰ salinity for long term, the PE of posterior gills showed increased levels of saturated fatty acids that implies in a less fluid membrane\'s conformation. There were no significant differences among fatty acids of phospholipids in gills of crabs exposed to a short-term period (6 hours). The specific activity of NKA ranged among the different salinities.

O presente estudo indica que o pHi basal do segmento S3 do túbulo proximal é 7.10 ? 0.007 (n = 444/2117), sendo a extrusão celular de H+ feita pelo trocador Na+/H+ (marjoritariamante) e pela H+-ATPase. Nossos resultados sugerem um papel do cálcio citosólico na regulação do processo de recuperação do pHi após carga ácida, mediada pelo trocador Na+/H+ e pela H+-ATPase. O trocador é estimulado por Aldosterona (10-12, 10-10 e 10-8 M) e inibido por Aldosterona (10-6 M) via ação genômica e não-genômica. Esses resultados são compatíveis com a estimulação do trocador por moderado aumento da [Ca2+]i citosólico (com Aldosterona 10-12 M) e sua inibição por pronunciado aumento da [Ca2+]i (com Aldosterona 10-6 M). A H+-ATPase é estimulada por Aldosterona em todas as doses utilizadas via ação genômica e não-genômica e esses resultados são coincidentes com um aumento da [Ca2+]i, dose dependente. Esses nossos achados são também compatíveis com a demonstração de uma ação hormonal não-genômica (após 1 ou 15 min) e genômica (após 1 hora) na [Ca2+]i, no trocador e na H+-ATPase. Adicionalmente, nossos resultados indicando que os efeitos hormonais genômicos ocorrem via receptor MR são coincidentes com nossos dados demonstrando a expressão desses receptores no segmento S3. Esses efeitos da Aldosterona que acabamos de descrever podem representar uma regulação fisiológica relevante, em condições de depleção e expansão de volume no animal intacto. / The present study indicate that the basal pHi of proximal S3 segment is 7.10 ? 0.007 (n = 444/2117), being made the extrusion by of Na+/H+ exchanger (mainly) and H+-ATPase. Our results suggest a role for cell calcium in regulating the process of pHi recovery after the acid load induced by NH4Cl, mostly mediated by a basolateral Na+/H+ exchanger, and stimulated by Aldosterone (10-12, 10-10 e 10-8 M) and impaired by Aldosterone (10-6 M) via a genomic and nongenomic action. They are compatible with stimulation of the Na+/H+ exchanger by increases in cell calcium in the lower range (at Aldosterone 10-12 M) and inhibition at high cell calcium levels (at Aldosterone 10-6 M). The H+-ATPase is stimulated in all the used doses via a genomic and nongenomic action, this is coincident with the dose-dependent increase in [Ca2+]i. This finding is also compatible with the demonstration of a hormonal nongenomic (after 1 min or 15 min) and genomic (after 1 h) action on [Ca2+]i, on the Na+/H+ exchanger and on H+-ATPase. Our results indicating that the genomics effects are via MR receptor are in accordanc with our finding showing expression of the receptors in the proximal S3 segment of rat. These Aldosterone effects may represent physiologically relevant regulation in conditions of volume depletion or expansion in the intact animal.

O Trypanosoma cruzi expressa um grupo de glicoprotcinas de superfície, denominadas Tc-85, que pertencem à superfumília gêmca das gp85/traus-sialidases. Nosso laboratório clonou e caracterizou um membro da fumília Tc85 (Tc85-11), cuja região carboxila tenninal (clone Tc85-1) adere em laminina e em células de mamífero. Usando peptídeos sintéticos, correspondendo em seqüência à Tc85-1, caracterizou-se o motivo mais conservado da superfamilia gênica das gp85/trans-sialidases (VTVxNVFLYNR), o qual não adere em laminina. Esse motivo foi chamado peptídeo J. Por cromatografia de extratos de membrana de cardiomiócitos em coluna de afmidade contendo peptídeo J, foi isolada uma molécula de 30kDa identificada como sendo a subunidade β3 da Na+, K+ ATPase. A porção extracelular da subunidade β3 da Na+, K+ ATPase foi clonada e a interação in vitro desta proteína com peptídeo J foi observada. Deste modo, é sugerido aqui que a subunidade β3 da Na+, K+ ATPase pode ter um papel importante na interação do parasita com a célula hospedeira. / Abstract not available.

A caracterização bioquímica da (Na+,K+)-ATPase, uma importante enzima envolvida no controle osmo-iônico nos crustáceos osmorreguladores, foi realizada a partir de centrifugação diferencial de frações microsomais do tecido branquial do siri eurialino C. danae, coletado na Baía de Ubatuba e mantido a 33o/oo de salinidade (animais recém-capturados). A ultracentrifugação da fração microsomal em um gradiente contínuo de sacarose (10-50%) revelou a presença de um único pico de atividade (Na+, K+)-ATPase, coincidente com o pico de atividade K+-fosfatase. Ambas as atividades foram inibidas completamente pela ouabaína. O Western blotting da fração microsomal apresentou uma única banda imunoespecífica contra a subunidade alfa da (Na+, K+)-ATPase, sugerindo a presença de uma única isoforma para a cadeia alfa da enzima. A hidrólise do ATP ocorreu em sítios de alta afinidade que apresentaram interações sítio-sítio (nH=3,6) com uma atividade específica V= 35,4 ± 2,1 U/mg e K0,5= 54,0 ± 4,0 nM, bem como em sítios de baixa afinidade, que obedeceram uma cinética Michaeliana, com V= 271,5 ± 17,2 U/mg e KM = 55,0 ± 3,0 uM. A estimulação da atividade da enzima pelos íons Na+ (V= 302,1 ± 14,1 U/mg e K0,5= 5,80 ± 0,3 mM), Mg2+ (V= 309,7 ± 15,7 U/mg e K0,5= 0,48 ± 0,02 mM) e K+ (V= 294,0 ± 11,8 U/mg e K0,5= 1,61 ± 0,06 mM) ocorreu através de interações sítio-sítio, enquanto a estimulação pelos íons NH4+ obedeceu a uma cinética Michaeliana com V= 377,8 ± 22,7 U/mg e KM= 4,61 ± 0,27 mM). Interessantemente, os íons NH4+ estimularam sinergisticamente a atividade específica da enzima em cerca de 90% (V= 557,0 ± 28,3 U/mg), sugerindo que esses íons se ligam em diferentes sítios na molécula. A (Na+,K+)-ATPase do tecido branquial de C. danae hidrolisou o PNFF com V= 125,4 ± 7,5 U/mg, K0,5= 1,2 ± 0,1 mM, através de interações cooperativas (nH= 1,5). Além disso, essa atividade K+-fosfatase foi inibida competitivamente pelo ATP (KI= 57,2 ± 2,6 µM), sugerindo que os dois substratos foram hidrolisados no mesmo sítio da enzima. A estimulação da atividade K+-fosfatase da (Na+,K+)-ATPase pelos íons K+ (V= 121,0 ± 6,1 U/mg; K0,5= 2,1 ± 0,1 mM), Mg2+ (V= 125,3 ± 6,3 U/mg; K0,5= 1,0 ± 0,1 mM) e NH4+ (V= 126,1 ± 4,8 U/mg; K0,5= 13,7 ± 0,5 mM) ocorreram através de interações sítio-sítio, similarmente ao observado para o ATP. A ouabaína e o ortovanadato inibiram completamente a atividade (Na+,K+)-ATPase (KI= 147,2 ± 7,2 uM; KI= 11,2 ± 0,6 nM, respectivamente). Entretanto, para a atividade K+-fosfatase os valores determinados foram significativamente superiores (KI= 830,3 ± 42,5 uM; KI= 34,0 ± 1,4 nM, respectivamente). A inibição da atividade da (Na+,K+)-ATPase por essas duas substâncias foi afetada pela presença de íons NH4+. Entretanto, o mesmo não ocorreu com a atividade K+-fosfatase da enzima. A representação de Arrhenius revelou a ocorrência de uma transição de fase próximo a 19°C, com deltaH1= 15.939 cal/mol e outra a 38°C com deltaH2= 7.719 cal/mol. Temperaturas acima de 43°C provocaram uma rápida inativação da (Na+,K+)-ATPase. Esta é a primeira demonstração da presença de um sítio de alta afinidade para o ATP na (Na+,K+)-ATPase de crustáceo. Os resultados obtidos sugerem que as atividades (Na+,K+)-ATPase e K+-fosfatase pertencem à mesma enzima e que a preparação não apresenta contaminações por outras ATPases e/ou fosfatases. Do ponto de vista fisiológico, os resultados deste trabalho são relevantes em relação à excreção ativa dos íons NH4+ pelos crustáceos. / The modulation by Mg+2, Na+, K+, NH4+ ions and ATP of the (Na+, K+)-ATPase activity in a microsomal fraction from Callinectes danae gills was analyzed. ATP was hydrolyzed at high-affinity binding sites at a maximal rate of V= 35.4 ± 2.1 U/mg and K0.5= 54.0 ± 3.6 nM, obeying cooperative kinetics (nH= 3.6). At low-affinity sites, the enzyme hydrolyzed ATP obeying Michaelis-Menten kinetics with KM= 55.0 ± 3.0 uM and V= 271.5 ± 17.2 U/mg. This is the first demonstration of a crustacean (Na+, K+)-ATPase possessing two ATP hydrolyzing sites. Stimulation by sodium (K0.5= 5.80 ± 0.30 mM), magnesium (K0.5= 0.48 ± 0.02 mM) and potassium ions (K0.5= 1.61 ± 0.06 mM) exhibited site-site interactions, while that by ammonium ions obeyed Michaelis-Menten kinetics (KM= 4.61 ± 0.27 mM). Ouabain (KI= 147.2 ± 7.2 uM) and orthovanadate (KI= 11.2 ± 0.6 nM) completely inhibited ATPase activity, indicating the absence of contaminating ATPase and/or neutral phosphatase activities. Ammonium and potassium ions synergistically stimulated the enzyme, increasing specific activities up to 90%, suggesting that these ions bind to different sites on the molecule and that the presence of each ion modulates enzyme stimulation by the other. The kinetic properties of a microsomal gill (Na+,K+)-ATPase were also analyzed using p-nitrophenylphosphate as substrate. The (Na+,K+)-ATPase hydrolyzed the substrate obeying cooperative kinetics (n= 1.5) at rates of V= 125.4 ± 7.5 U/mg and K0.5= 1.2 ± 0.1 mM and ATP competitively inhibited K+-phosphatase activity (KI= 57.2 ± 2.6 µM). Enzyme stimulation by potassium (V= 121.0 ± 6.1 U/mg; K0.5= 2.1 ± 0.1 mM) and magnesium ions (V= 125.3 ± 6.3 U/mg; K0.5= 1.0 ± 0.1 mM) was cooperative. Ammonium ions stimulated the enzyme through site-site interactions to a rate of V= 126.1 ± 4.8 U/mg with K0.5= 13.7 ± 0.5 mM. However, the K+-phosphatase activity was not synergistically stimulated using potassium plus ammonium ions. Sodium ions (KI= 36.7 ± 1.7 mM), ouabain (KI= 830.3 ± 42.5 uM) and orthovanadate (KI= 34.0 ± 1.4 nM) completely inhibited K+-phosphatase activity. The data show that the K+-phosphatase activity corresponds strictly to the (Na+,K+)-ATPase. This is the first invertebrate (Na+,K+)-ATPase shown to exhibit both high- and low-affinity sites for ATP hydrolysis and synergistic stimulation by potassium and ammonium ions (Masui et al., 2002). Further characterization of the K+-phosphatase activity will reveal its specific kinetic characteristics and may become a useful tool in comparative osmoregulatory studies.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Epilepsy is a disease that affects about 1-2% of the general population. Considering the high number of patients with epilepsy who are refractory to currently available drugs, it is important to search for new anticonvulsant drugs. For this it is important that reproduces model epilepsy, such as the pilocarpine model, a muscarinic agonist causing limbic seizures and status epilepticus, which after a latency period is characterized by a temporal lobe epilepsy. A potential drug target in the treatment of epilepsy is the Na+,K+-ATPase, which is characterized by being a plasma membrane protein having important role in the maintenance of cellular ionic homeostasis, changes in the Na+,K+-ATPase activity directly affect cell signaling via neurotransmitters and neuronal activity. In this context, a impair the functioning of the Na+,K+-ATPase leads to an increased or decreased neuronal excitability, depending on the degree of inhibition induced neuronal and type affected. Therefore, the present study searched for the role of Na+,K+-ATPase and the specific antibody that enhances the activity of Na+,K+-ATPase (DRRSAb) in the pilocarpine model in C57BL/6 mice challenged with pentylenetetrazol (PTZ). It was seen that the activity of Na+,K+-ATPase was decreased in hippocampus of epileptic mice, 60 days after status epilepticus (SE). Furthermore, the Michelis-Menten constant for different ATP concentrations increased in the SE. Reduced activity of Na+,K+-ATPase appears to involve the nitration of α subunit, but no changes in the expression or its phosphorylation state at Ser943 was found. Interestingly, activation of Na+,K+-ATPase intrahippocampal injection with a specific antibody (DRRSAb) produced against a regulatory site of the α subunit, decreases susceptibility to myoclonic seizures induced by PTZ in epileptic animals. On the other hand, the administration of DRRSAb in the hippocampus of naive animals facilitated the onset of seizures induced by PTZ. Quantitative analysis of hippocampal EEG recordings revealed that DRRSAb increased the percentage of total power contributed by delta frequency band (0-3 Hz) to large irregular amplitude pattern of hippocampal EEG. On the other hand, no DRRSAb-induced changes were found regarding the theta functional state. Therefore, activation of Na+,K+-ATPase activity as a novel approach in seizure disorders, may become a potential target for epilepsy. / A epilepsia é uma doença que atinge cerca de 1 % da população em geral. Embora vários tratamentos farmacológicos sejam utilizados, um elevado número de pacientes com epilepsia são refratários às drogas disponíveis atualmente o que torna importante à busca por novas drogas anticonvulsivantes. Para isso, é necessário um modelo que reproduza a epilepsia, como é o caso do modelo da pilocarpina, um agonista muscarínico que causa convulsões límbicas e status epilepticus (SE), que após crises recorrentes se caracteriza por uma epilepsia do lobo temporal. Um possível alvo farmacológico na terapia da epilepsia é a enzima Na+, K+-ATPase, que se caracteriza por ser uma proteína de membrana plasmática que tem um papel importante na manutenção da homeostase iônica celular cuja mudança na atividade da Na+, K+-ATPase afeta diretamente a sinalização celular via neurotransmissores e a atividade neuronal. Neste contexto, um prejuízo ao funcionamento da Na+, K+-ATPase ocasiona aumento ou diminuição da excitabilidade neuronal, dependendo do grau de inibição induzido e do tipo neuronal afetado. Portanto, o presente estudo, procurou o papel da Na+, K+-ATPase e de um anticorpo específico que aumenta a atividade da Na+, K+-ATPase (DRRSAb), no modelo da pilocarpina em camundongos C57BL/6 e sobre a susceptibilidade ao pentilenotetrazol (PTZ). Foi constatado que a atividade da Na+, K+-ATPase está diminuída no hipocampo de camundongos 60 dias após o SE. Além disso, a constante de Michelis-Menten para as diferentes concentrações de ATP aumentou no grupo pós-SE. A redução da atividade da Na+,K+-ATPase parece envolver a nitração da subunidade α, mas nenhuma alteração na expressão ou no estado de fosforilação na Ser943 foi encontrada. Interessantemente, a ativação da Na+, K+-ATPase, com uma injeção intrahipocampal do anticorpo DRRSAb produzido contra um local regulador da subunidade α, diminui a susceptibilidade para crises mioclônicas induzida por PTZ nos animais epilépticos. Por outro lado, a administração de DRRSAb no hipocampo de animais normais facilitou o aparecimento de convulsões induzidas por PTZ. A análise quantitativa do registro eletroencefalográfico (EEG) no hipocampo, revelou que o DRRSAb aumentou a porcentagem de poder total na frequência da banda delta (0-3 Hz), quando analisado padrão de atividade irregular de grande amplitude (LIA). Por outro lado, não houve alterações induzidas pelo DRRSAb sobre o estado funcional do ritmo teta. Portanto, a ativação Na+, K+-ATPase, como uma nova abordagem em distúrbios convulsivos, pode tornar-se um alvo farmacológico em potencial na epilepsia.

Sur l’épiderme des feuilles des végétaux supérieurs, se trouvent des pores appelés stomates et composés de deux cellules spécialisées, les cellules de garde. La régulation des mouvements stomatiques en réponse aux signaux de l’environnement permet le contrôle des échanges gazeux de la plante avec l’atmosphère. Ces mouvements sont dus à des variations rapides de la turgescence des cellules de garde. Les H+-ATPases sont des pompes à protons situées sur la membrane plasmique des cellules des végétaux. En excrétant les ions H+ dans l’apoplasme, ces protéines génèrent une force protomotrice capable de fournir l’énergie nécessaire à l’activation de canaux et transporteurs ioniques membranaires. Ce processus permet de contrôler la turgescence des cellules de garde. Des analyses d’expression nous ont permis d’identifier les trois isoformes d’H+-ATPases, AHA1, AHA2 et AHA5, exprimées dans la cellule de garde. Des études in silico nous ont révélé qu’en dépit d’une forte proximité génétique, ces trois protéines semblent être impliquées dans des voies de signalisation différentes. La caractérisation phénotypique d’une collection de mutants affectés dans l’expression de chacune des isoformes nous a permis de mettre en évidence qu’AHA1 est l’H+-ATPase spécifique de la réponse stomatique à la lumière bleue et que la perte d’expression de cette isoforme confère à la plante une croissance plus faible et une meilleure tolérance à la sécheresse que le sauvage. Enfin, nous avons confirmé par des études d’électrophysiologie et par l’élaboration de sondes fluorescentes pH-sensibles l’implication directe d’AHA1 dans la voie de signalisation de la lumière bleue dans la cellule de garde. / Stomata are pores laocated on high plant leaf epidermis and formed by two specialized guard cells. Stomatal movement regulation in response to environment allows the control plant-atmosphere gas exchanges. Stomatal movements are ruled by rapid turgor changes in guard cells. H+-ATPases are proton pomps expressed on plant cell plasma membrane. By extruding H+ in the apoplast, these proteins generate a protomotive force able to activate secondary ionic transporters and channels. This process leads to changes in ion homeostasy and in fine to turgor changes in the guard cell. Expression analyses allowed us to identify the three AHAs isoforms expressed in the guard cell : AHA1, AHA2 and AHA5. In silico study indicates that despite the high identity percentage between the three proteins, they seem involved in differents signalisation pathways. Phenotypic characterization of mutants impaired in the expression of each AHAs allowed us to conclude that AHA1 is specific for the blue light stomatal response. Furthermore, the lack of AHA1 leads to a lower growth and a better tolerance to drought stress of aha1 mutant compare to the wild type. Sugar metabolism studies in aha1 mutant gave us informations on the compensatory mecanism for stomatal opening in this mutant. Finally, we confirmed by electrophisiologcal studies and by fluorescent pH sensitive probes elaboration, the specific involvement of AHA1 in blue light signalisation pathway in the guard cell.

O Complexo de pré-replicação em T.brucei é composto por Orc1/Cdc6 e as helicases MCMs. Em um trabalho anterior mostramos que TbOrc1/Cdc6 pode ligar e hidrolisar ATP in vitro. Neste sentido, o objetivo deste trabalho é avaliar a importância da hidrólise e ligação de ATP para a formação e estabilidade do complexo pré-replicação de T.brucei. Para tanto, foram geradas proteínas recombinantes Orc1/Cdc6 de T. brucei mutadas nas regiões Walker A (TbOrc1/Cdc6K79T) ou sensor 2 (TbOrc1/Cdc6R251,252E) incapazes de ligar ou hidrolisar ATP, respectivamente. Finalmente, as células expressando TbOrc1/Cdc6K79T ou TbOrc1/Cdc6R251,252E foram avaliadas quanto a (i ) estabilidade da interação Orc1/Cdc6 -DNA, (ii) capacidade de estabilizar MCM no DNA, (iii) capacidade de replicar seu DNA. A mutação na região sensor 2 de T.brucei (TbOrc1/Cdc6R251,252E) reduziu drasticamente a atividade de ATPase em comparação com a proteína selvagem . TbOrc1/Cdc6 mutado no sitio de ligação ao ATP perdeu a capacidade de interagir com o ATP (TbOrc1/Cdc6K79T). A super expressão desses genes inibiu de forma significativa a proliferação celular, causou ineficiência no carregamento de MCM para o DNA e ocasionou falhas na progressão do ciclo celular, atrasando a fase S. / The pre-replication complex in T.brucei is composed of at Orc1/Cdc6 and MCMs helicases. In a previous paper we showed that TbOrc1/Cdc6 can bind and hydrolyze ATP in vitro. Based on that, the objective of this study is to evaluate the importance of ATP binding and hydrolysis to the formation and stability of the pre - replication complex in T.brucei. For this purpose, T. brucei Orc1/Cdc6 recombinant proteins were generated mutated at regions on Walker A (TbOrc1/Cdc6K79T) and sensor 2 (TbOrc1/Cdc6R251 , 252E) in order to unable the ATP binding and hydrolyzation respectively . Finally , cells expressing TbOrc1/Cdc6K79T or TbOrc1/Cdc6R251 , 252E were evaluated for (i) stability of Orc1/Cdc6 - DNA interaction , (ii) ability to stabilize MCM in DNA , (iii) ability to replicate its DNA . The mutation in the sensor 2 region of T.brucei (TbOrc1/Cdc6R251 , 252E) drastically reduced the ATPase activity compared to the wild-type protein. TbOrc1/Cdc6 mutated in the ATP binding site has lost the ability to interact with ATP (TbOrc1/Cdc6K79T). The overexpression of these genes significantly inhibited cell proliferation causing inefficient loading of MCM DNA and led to failure in cell cycle progression by delaying the phase S.