abstract: A mule deer herd exists on the northern rim of the Grand Canyon, located on the North Kaibab Plateau. Historical references to this indigenous mule deer herd presented reports of periodic population irruption and collapse. Partially funded by the Arizona Game and Fish Department and the Arizona Deer Association, examination of herd nutritional and metabolic status from the Fall 2005 - Spring 2008 was completed at the request of AzGFD and ADA. Habitat analysis included forage micro-histological, protein, and caloric content plus whole blood and plasma assays gauging herd metabolic response. Modelling was completed using best management practices wildlife energy demand calculations and principal component analysis. Forage quality analysis and modelling suggest a sufficient amount of nitrogen (N) available (DPI) to the deer for protein synthesis. Energy analysis (MEI) of forage suggest caloric deficiencies are widely prevalent on the north Kaibab plateau. Principal component analysis integrates forage and metabolic results providing a linear regression model describing the dynamics of forage utilization, energy availability, and forage nitrogen supply with metabolic demand and response of the mule deer herd. Most of the plasma and blood metabolic indicators suggest baseline values for the North Kaibab mule deer. Albumin values are in agreement with albumin values for mule deer in the Southwest. I suggest that the agreed values become a standard for mule deer in the Southwestern U.S. As excess dietary N is converted to a caloric resource, a continual state of under-nutrition exists for the deer upon entering the N. Kaibab winter range. The population is exceeding the nutritional resource plane that the winter habitat provides. Management recommendations include implementation of multiple small-scale habitat rehabilitation efforts over time, including invasive juniper (Juniperous osteosperma) and piñon (Pinus edulis) management, prescribed burning to control big sage (Artemesia tridentata) populations, and reseeding treated areas with a seed mix of native shrubs, grasses and forbs. I recommended that the population size of the North Kaibab deer herd is maintained at the current size with natural selection controlling growth, or the population be artificially reduced through increased hunting opportunities. / Dissertation/Thesis / Ph.D. Environmental Design and Planning 2014

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Castor bean (Ricinus communis L.) is an important crop for the Northeast of Brazil, which recently has been used to produce biodiesel. Around 90% of the castor bean production in Brazil is concentrated at Northeast region and the state of Cearà is the second largest producer. During the oil extraction process from the castor bean seeds, a resulting residue, called castor cake, is underutilized. However, this byproduct is rich in protein and micronutrients such as nitrogen, phosphorus and potassium, an attribute that qualifies it as a stuff that could be used as organic fertilizer or as animal feed, for example, bringing added value to it. Unfortunately, its use as food has not been possible because of the presence of toxic elements and allergens (ricin, ricinine, complex allergens) in its composition, unless it were previously submitted to a detoxification process. To date, the existing technologies to this end are not economically viable on an industrial scale. Therefore, studies to add value to this abundant byproduct generated in the castor bean biodiesel productive chain is of paramount importance. Thus, in this context, this study was performed to identify, isolate, purify and characterize new bioactive molecules of de-oiled castor cake with biotechnological potential. Through extraction of soluble proteins with 50 mM Tris-HCl pH 7.5, fractionation with ammonium sulfate (50-75%), following by hydrophobic interaction chromatography in Phenyl-Sepharose column and ion exchange chromatography (DEAE-Sepharose), a protein, named Rc-2S-Alb, able to inhibit trypsin was purified. Rc-2S-Alb has a molecular mass of approximately 75.8 kDa, as determined by SDS-PAGE, and under reducing conditions showed a large and a small protein band of 15.8 kDa and 10.5 kDa, respectively. Its NH2-terminal sequence showed similarity with the following proteins: putative 2S albumin precursor (89%), chain A of RicC3 (89%), and chain A of mabilin-1 (89%), all from R. communis seeds; and with the short chain of a "napin-like" protein from Brassica napus (89%). In addition, these similar proteins have two highly conserved domains: QEVQRKDLS and YLRQS. Comparison of the partial primary structure of Rc-2S-Alb generated by the ESI-Q-TOF MS/MS analysis of 17 tryptic peptides, showed 43% similarity to Mabinlin-1 (pI/Mr 6.7 and 29.3 kDa) from R. communis. There were also high similarities among the three-dimensional structures of Rc-2S-Alb, RicC3 and Mabinlin-1. Rc-2S-Alb did not inhibit the spore germination of the phytopathogenic fungi Fusarium oxysporum and Rizoctonia solani, but promoted aggregation of their respective spores. Moreover, Rc-2S-Alb did not inhibit the mycelial growth of Fusarium oxysporum, Fusarium solani, Rizoctonia solani and Collethotricum gloeosporioides. Contrary, Rc-2S-Alb was effective in inhibiting the growth of the human pathogenic bacteria Pseudomonas aeruginosae, Klebsiella pneumoniae and Bacillus subtilis, at low concentrations. In conclusion, it was established a protocol to purify a new 2S albumin from castor bean cake, which inhibits trypsin and has important antibacterial activity. Thus, the Rc-2S-Alb should be further studied in order to verify its effectiveness as new alternative therapeutic agent against resistant bacteria to commercial antibiotics, which will contribute to improve the human health. / A mamoneira (Ricinus communis L.) à uma cultura importante para a regiÃo Nordeste do Brasil, onde, recentemente, tem sido utilizada para produÃÃo de biodiesel. O Nordeste detÃm 90% da produÃÃo brasileira de mamona, sendo o CearÃ, o segundo maior produtor. No processo de extraÃÃo de Ãleo das sementes de mamoneira para produÃÃo de biodiesel, o resÃduo resultante, denominado de torta da mamona, representa um subproduto pouco utilizado. Apesar disso, essa torta à rica em proteÃnas e micronutrientes, como nitrogÃnio, fÃsforo e potÃssio, atributo que a qualifica como um insumo que poderia ser utilizado como adubo orgÃnico, ou mesmo como raÃÃo animal, o que lhe agregaria valor comercial. Todavia, seu uso como alimento nÃo tem sido possÃvel por causa da presenÃa de elementos tÃxicos e alergÃnicos (Ricina, Ricinina, Complexos AlergÃnicos) na sua composiÃÃo, a nÃo ser que passasse por processamento para sua destoxificaÃÃo. Infelizmente, tecnologia economicamente viÃvel para esse fim, em escala industrial, ainda à inexistente. Portanto, hà necessidade de pesquisas que venham a agregar valor a esse subproduto abundante da cadeia produtiva do biodiesel. Assim, nesse contexto, o presente trabalho està inserido num projeto cujo objetivo maior à identificar, isolar, purificar e caracterizar novas molÃculas bioativas da torta delipidada de sementes de mamoeira com potencial biotecnolÃgico. AtravÃs de extraÃÃo de proteÃnas solÃveis com tampÃo Tris-HCl, 50 mM, pH 7,5, e fracionamento do extrato obtido com sulfato de amÃnio (50-75%), cromatografia de interaÃÃo hidrofÃbica em coluna Phenyl-Sepharose e cromatografia de troca iÃnica (DEAE-Sepharose) foi possÃvel purificar uma albumina 2S, denominada Rc-2S-Alb, capaz de inibir tripsina. A Rc-2S-Alb apresentou massa molecular de, aproximadamente, 75,8 kDa, determinada por SDS-PAGE, mas, em condiÃÃes redutoras, apareceu como uma banda maior de 15,8 kDa e outra menor com 10,5 kDa. Sua sequÃncia NH2-terminal revelou haver similaridade (89%) com o precursor putativo da albumina 2S de R. communis jà descrita, com a cadeia A da estrutura da RicC3 (89%), com a cadeia A da mabilin-1, ambas, tambÃm, de R. communis (89%), com a cadeia pequena de uma proteina ânapin-likeâde Brassica napus (89%). Em todas essas proteÃnas similares, dois domÃnios, QEVQRKDLS e YLRQS, sÃo altamente conservados. ComparaÃÃo da estrutura primÃria gerada por ESI-Q-TOF MS/MS, a apartir de 17 peptÃdeos trÃpticos da Rc-2S-Alb, mostrou similaridade de 43% com a Mabinlin-1 (pI/Mr de 6,7 e 29.3 kDa) de R. communis. Em relaÃÃo à estrutura tridimensional da Rc-2S-Alb, ela apresentou similaridade com a de Ric C3 e Mabinlin-1. A Rc-2S-Alb foi incapaz de inibir a germinaÃÃo de esporos dos fungos fitopatogÃnicos Fusarium oxysporum e Rizoctonia solani, mas foi capaz de promover a aglomeraÃÃo dos mesmos. A Rc-2S-Alb tambÃm nÃo foi capaz de inibir o crescimento micelial dos fungos Fusarium oxysporum, Fusarium solani, Rizoctonia solani e Collethotricum gloeosporioides. Por outro lado, a Rc-2S-Alb foi eficiente em inibir o crescimento de Pseudomonas aeruginosae, Klebsiella pneumoniae e Bacillus subtilis, todas as bactÃrias patogÃnicas a seres humanos, quando em baixas concentraÃÃes. Como conclusÃo, foi possÃvel a purificaÃÃo de uma nova albumina 2S da torta da mamona, capaz de inibir tripsina e com atividade antibacteriana importante. Assim, a Rc-2S-Alb deve ser explorada no sentido de verificar sua eficÃcia como um novo agente terapÃutico alternativo no combate a bactÃrias resistentes aos produtos disponÃveis, hoje, no mercado, o que, se confirmado, poderà contribuir para a melhoria da saÃde humana.

INTRODUÇÃO: Produtos de glicação avançada (AGE) encontram-se aumentados no diabete melito e contribuem independentemente para o risco cardiovascular. O reconhecimento dos AGE pelo receptor para produtos de glicação avançada (RAGE) potencializa vias de sinalização pró-aterogênicas. Antagonistas do receptor de angiotensina II (ANGII) do tipo 1 (AT-1) diminuem a expressão de RAGE em área de lesão aterosclerótica. No presente projeto, avaliou-se, na aorta de camundongos dislipidêmicos (knockout para apoE) tratados ou não com inibidor do receptor AT-1 (losartana, LOS), o efeito do tratamento crônico com albumina-AGE sobre o infiltrado de lípides, a expressão de mRNA e proteínas envolvidas no eixo AGE/RAGE, ANGII/AT-1, modulação da resposta inflamatória e fluxo de lípides, além da secreção de citocinas inflamatórias por macrófagos tratados com albumina controle ou AGE, concomitantemente ou não a losartana, isolados da cavidade peritoneal de camundongos apoE knockout. MÉTODOS: Camundongos machos knockout para apoE de 12 semanas de idade foram mantidos em dieta padrão e divididos, aleatoriamente, em quatro grupos experimentais (n = 20/grupo): grupo Controle (C), C+LOS, albumina-AGE (AGE) e AGE+LOS. Os animais receberam injeção intraperitoneal diária, durante 30 dias, de 2 mg de albumina controle (grupos C e C+LOS) ou albumina AGE (AGE e AGE+LOS). Os animais C+LOS e AGE+LOS foram tratados durante todo o período experimental com losartana (100 mg/L água). Secções do arco aórtico foram utilizadas para imunofluorescência para RAGE, carboximetil-lisina (CML), AT-1 e 4-hidroxinonenal (4-HNE) e determinação infiltrado lipídico por coloração com Oil Red-O. Análise do mRNA de Ager (RAGE), Agtr1a (AT-1), Orl1 (LOX-1), Msr1 (MCP-1), Ccl2 (SR-A), Cybb (Nox2), Nfkb (NF-kB), Tnf (TNF-alfa), Abca1 (ABCA-1), Abcg1 (ABCG-1) e Agt (angiotensinogênio) foi realizada por de qRT-PCR. Ensaio in vitro para secreção de IL-6 por ELISA e expressão de Il1b (IL-1beta) e Il18 (IL-18) por alfaRT-PCR, foi realizado com macrófagos peritoneais isolados camundongos apoE knockout incubados com albumina C ou AGE (2 mg/mL), concomitante ou não ao tratamento com losartana (1 uM). RESULTADOS: Não houve diferença entre os grupos em relação ao peso corporal, colesterol total, triglicérides e glicose plasmáticos, no período basal e final. A pressão arterial sistólica foi reduzida nos animais tratados com losartana quando comparados aos não tratados (p < 0,05). Não foi detectada a presença de infiltrado macrofágico na aorta por meio de ensaios de imunofluorescência para CD-68 e pela análise de coloração com hematoxilina-eosina. Todavia, o infiltrado de lípides foi 5,3 e 2 vezes maior no grupo AGE quando comparado, respectivamente, ao grupo C e AGE+LOS (p < 0,05). O conteúdo proteico de RAGE e CML, assim como do marcador de peroxidação lipídica (4-HNE) foi maior no grupo AGE em comparação aos demais grupos, o que não prevenido no grupo AGE+LOS (p < 0,05). A expressão do mRNA de Ager, Orl1 e Tnf foi maior no grupo AGE em comparação ao C, ao passo que o tratamento com losartana impediu o aumento da expressão destes genes (p < 0,05). Isto não foi observado para aumento de Cybb estimulado por albumina-AGE. A losartana diminuiu o mRNA de Agtr1a (AT-1) em ambos os grupos tratados. Não foram observadas diferenças na expressão do mRNA de Msr1, Ccl2, Abca1, Abcg1, Agt e Nfkb. Macrófagos tratados com albumina-AGE apresentaram secreção de IL-6 aumentada em 1,4 vezes em comparação ao grupo C, o que foi prevenido pela losartana (p < 0,05). Nestas mesmas células, a albumina-AGE aumentou a expressão de Il1b e Il18, em comparação à albumina-C, o que não foi prevenido pela losartana. CONCLUSÃO: A administração crônica de albumina-AGE em modelo animal de dislipidemia isento de DM, aumentou o infiltrado de lípides no aorco aórtico, independentemente de variação na pressão arterial, lípides plasmáticos e da modulação local de componentes do sistema renina-angiotensina. A ação da albumina-AGE foi consequente ao maior insulto oxidativo e inflamatório associado ao maior conteúdo de RAGE e CML. A losartana, por reduzir o insulto oxidativo e inflamatório contrapõe-se à albumina-AGE, contribuindo para prevenção da aterogênese / INTRODUCTION: Advanced glycated end-products (AGE) elevated in diabetes mellitus and independently contribute to cardiovascular risk. The AGE binding to the receptor for AGE (RAGE) potentializes pro-atherogenic signaling pathways. Antagonists of angiotensin II receptor type 1 (AT-1) diminish RAGE expression in atherosclerotic plaques. In this study, we evaluated in the aortic arch of dyslipidemic mice (apoE knockout), treated or not with AT-1 blocker losartan (LOS), the effect of chronic treatment with AGE-albumin in aortic root lipid infiltration, mRNA expression and protein content of components of AGE/RAGE, ANGII/AT-1 axes and modulators of lipid flux and inflammation, and also the secretion of inflammatory cytokines by peritoneal macrophages treated either with control (C) or AGE-albumin, together with or not by losartan treatment,. METHODS: 12-week old male apoE knockout mice were fed chow diet and ramdomly assigned into four groups (n = 20/group): Control (C), C+LOS, AGE-albumin (AGE) and AGE+LOS. Animals received daily intraperitoneal injection of 2 mg of C- albumin (C and C+LOS) or AGE-albumin (AGE and AGE+LOS) during 30 days. LOS groups were treated with losartan (100 mg/L water). Immufluorescence for RAGE, AT-1, carboxymethyllysine (CML) and 4-hydroxynonenal (4-HNE), and Oil red-O staining for lipid infiltration was performed in sections from the aortic arch. mRNA expression of Ager (RAGE), Agtr1a (AT-1), Orl1 (LOX-1), Msr1 (MCP-1), Ccl2 (SR-A), Cybb (Nox2), Nfkb (NF-kB), Tnf (TNF-alfa), Abca1 (ABCA-1), Abcg1 (ABCG-1) e Agt (angiotensinogen) was evaluated by qRT-PCR. In vitro assay for IL-6 secretion was performed by ELISA and Il1b (IL-1beta) and Il18 (IL-18) mRNA expression was performed by qRT-PCR in peritoneal macrophages from of apoE knockout mice after treatment with C or AGE-albumin (2 mg/mL), with or without losartan (1 ?M). RESULTS: No differences among groups were observed in body weight, plasma total cholesterol, triglycerides and glucose in basal and final periods. Sistolic blood pressure was reduced in both LOS groups when compared to non-treated groups (p < 0.05). It was not observed CD-68 infiltration in the arterial wall. However, lipid infiltration was, respectively, 5.3 and 2 times greater in AGE group in comparison to C and AGE+LOS groups (p < 0.05). RAGE and CML protein and the lipid peroxidation marker (4-HNE) were greater in AGE group when compared to other groups, which was prevented in AGE+LOS (p < 0.05). Ager, Orl1 and Tnf mRNA expression was increased in AGE group when compared to C, and losartan was able to prevent this event (p < 0.05), except for Cybb. Losartan decreased Agtr1a mRNA expression in both groups (p < 0.05). No differences were observed among groups for Msr1, Ccl2, Abca1, Abcg1, Agt and Nfkb mRNA expression. Macrophages treated with AGE-albumin presented 1.4 times great IL-6 secretion, which was prevented by losartan (p < 0.05). In these cells, AGE-albumin increased Il1b and Il18 mRNA expression in AGE group, but this was not prevent by losartan. CONCLUSION: Chronic administration of AGE-albumin in non diabetic dyslipidemic mice increased aortic lipid infiltration, independently of changes in blood pressutre, plasma lipids and local modulation of renin angiotensin system components. The role of AGE-albumin was consequent to the enhanced inflammatory and oxidative insult associated to the higher content of CML and RAGE. Losartan by reducing oxidation and inflammation counteracts the effects of AGE-albumin contributing to prevent atherogenesis

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:16:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao SantosKFD.pdf: 3452223 bytes, checksum: 425b2eff60093d958263e376587dc3c7 (MD5) Previous issue date: 2010-03-31 / The objective of this dissertation was to analyze quantitative and qualitatively the total storage protein content and its fractions albumin, globulin, prolamin and glutelin from the grain of 29 genotypes of the wild rice Oryza glumaepatula and 70 interspecific lines backcross 2 obtained from the cross O. sativa x O. glumaepatula. From these lines, 34 BC2F8 were obtained from the cross O. sativa BG 90-2 x O. glumaepatula RS-16 and 36 BC2F10 were obtained from the cross O. sativa CICA-8 x O. glumaepatula RS-16. From the analysis of variance for the total protein content and its fractions, it were found highly significant differences (P<0.01) between the wild genotypes and the interspecific lines. The average of total protein content of wild genotypes was 12.17%, whereas the lines of BG 90-2 x RS-16 showed an average of 7.05% and the lines of CICA-8 x RS-16 showed an average of 8.40%. The wild genotype BGA14280 showed the highest total protein content (14.94%). In the comparative analysis of interspecific lines and their parents, it were found five lines with higher total protein content (average of 10.95%), which was significantly superior to the cultivated parent BG 90-2 (10.0%) and CICA-8 (9.61%). However, these lines showed lower content in relation to the wild parent RS-16 (14.06%). In relation to the protein fractions, 40 interspecific lines showed higher values in relation to their parents, excepting in one occasion, where the wild parent RS-16 showed higher value to the glutelin fraction. Considering the 29 wild genotypes, it were found the highest contents of albumin, prolamin and glutelin, excepting to the globulin fraction, where the wild genotype was not significantly different from the cultivar BRS Bonança. The SDS-PAGE analyses of the total protein and the glutelin fraction showed a differential profile of &#945;-glutelins for the wild genotypes, emphasizing the BGA14232 genotype, which did not showed the &#945;-polypeptides commonly identified in the remaining genotypes. Considering the interspecific lines and their parents, it was found similar profile of total protein and &#945;-globulins, with differences in relation to the 40 kDa &#945;-glutelin, which was found just in the wild parent RS-16, indicating a differential expression in O. glumaepatula, since the O. sativa showed a 39 kDa &#945;-glutelin. In relation to albumin, globulin and prolamin fractions, the wild genotypes showed a different protein profile in comparison to the interspecific lines and the cultivated rice, probably due to the two crosses in direction to BG 90-2 and CICA-8, which were the recurrent parents during the interspecific lines development. The highest protein content found to the O. glumaepatula, the different protein profile and the finding of interspecific lines with higher protein content in relation to their cultivated parents clearly show the positive contribution of this species to the genetic breeding aiming the increase of the nutritional value for the grain of the cultivated rice in Brazil. / O objetivo desta dissertação foi analisar quantitativa e qualitativamente proteínas de reserva totais e as frações albumina, globulina, prolamina e glutelina presentes no grão de 29 genótipos de arroz silvestre Oryza glumaepatula e de 70 linhagens interespecíficas Retrocruzamento 2 desenvolvidas a partir do cruzamento O. sativa x O. glumaepatula. Destas linhagens, 34 (RC2F8) foram obtidas do cruzamento O. sativa BG90-2 x O. glumaepatula RS-16, e 36 (RC2F10) foram desenvolvidas a partir do cruzamento O. sativa CICA-8 x O. glumaepatula RS-16. Através da análise de variância para o teor de proteína total e frações protéicas, foram encontradas diferenças altamente significativas (P<0,01) entre os genótipos silvestres e entre as linhagens interespecíficas. O teor médio de proteína total dos genótipos silvestres foi de 12,17%, enquanto as linhagens do cruzamento BG90-2 x RS-16 apresentaram média de 7,05% e as linhagens do cruzamento CICA-8 x RS-16 apresentaram média de 8,40%. O genótipo silvestre BGA14280 destacou-se por apresentar o maior teor de proteína total (14,94%). Na análise comparativa envolvendo as linhagens interespecíficas e seus parentais, foram encontradas cinco linhagens com maior conteúdo de proteína total (teor médio de 10,95%), sendo significativamente superiores aos parentais cultivados BG 90-2 (10,0%) e CICA-8 (9,61%). No entanto, essas linhagens apresentaram teor inferior ao parental silvestre RS-16 (14,06%). Em relação às frações protéicas, 40 linhagens interespecíficas apresentaram valores mais elevados em relação aos seus parentais, exceto em uma ocasião, onde o parental silvestre RS-16 apresentou alto teor de glutelina. Entre os 29 genótipos silvestres, foram encontrados os maiores teores de albumina, prolamina e glutelina, exceto para a fração globulina, onde o genótipo silvestre BGA14162 não diferiu significativamente da cultivar BRS Bonança. A análise de SDS-PAGE da proteína total e da fração glutelina foi encontrada um perfil diferencial de &#945;-glutelinas entre os genótipos silvestres, com destaque para o genótipo BGA14232 que não apresentou &#945;-polipeptídeos comuns aos demais genótipos. Entre as linhagens interespecíficas e os seus parentais, foram encontrados perfis de proteína total e &#945;-glutelinas bastante similares, havendo diferença em relação a &#945;-glutelina de 40 kDa presentes apenas no parental silvestre RS-16, o que pode indicar uma constituição protéica diferencial em O. glumaepatula, já que a O. sativa apresentou &#945;-glutelinas de 39 kDa. Em relação às frações albumina, globulina e prolamina os genótipos silvestres apresentaram um perfil protéico diferenciado comparado às linhagens interespecíficas e o arroz cultivado, e a provável causa foram os dois cruzamentos em direção à BG90-2 e CICA-8, que foram os parentais recorrentes durante o desenvolvimento das linhagens interespecíficas. Os maiores teores de proteína encontrados para a espécie O. glumaepatula, os diferentes perfis protéicos e a identificação de linhagens interespecíficas com maior conteúdo protéico em relação aos parentais cultivados, deixam claro a contribuição favorável desta espécie para o melhoramento visando o aumento do valor nutricional do grão do arroz cultivado no Brasil.

Novos sistemas biocompatíveis para aplicações biotecnológicas são relevantes não só do ponto de vista tecnológico, mas também para avanços científicos. A presente dissertação visou à criação e caracterização de filmes finos (espessura de até 100 nm) ou micrométricos (espessura de 50 &#181;m a 100 &#181;m) formados por goma xantana (GXT), poli(cloreto de dimetil dialil amônio), (PDDA), albumina bovina sérica (BSA), e nanopartículas de magnetita (NPM). A incorporação de amoxicilina (Amox), um antibiótico amplamente utilizado contra muitas infecções, nos filmes foi realizada durante a formação dos sistemas. Os filmes finos foram caracterizados através de elipsometria e microscopia de força atômica. Em solução, as interações favoráveis entre o Amox e a BSA foram evidenciadas por mudanças substanciais na estrutura secundária da BSA, como revelado pelo dicroísmo circular. Os filmes micrométricos (patches) de GXT e GXT/NPM/BSA foram imersos em Amox 2 g/L, levando a incorporação de 10 ± 3 e 17 ± 4 &#181;g/cm³ de Amox, respectivamente. Sua caracterização compreendeu espectroscopia vibracional no infravermelho por transformada de Fourier no modo de refletância total atenuada (FTIR-ATR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), medidas de sorção e espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP-OES). A incorporação de 0,2% em massa de Fe3O4 nos \"patches\" e sua exposição a um campo magnético externo, viabilizou a liberação total in vitro de Amox, em pH 5,5 e em 0,02 mol/L de NaCl, seguindo o comportamento quasi-Fickiano. A difusão da Amox dos \"patches\" de GXT/NPM/BSA em ágar contendo Staphylococcus aureus e Escherichia coli, levou halos de inibição consideráveis. A inibição do crescimento de E. coli foi particularmente eficiente sob efeito de campo magnético externo. / New biocompatible systems for biotech applications are relevant not only from a technological point of view, but also for scientific advances. The present project aimed at the creation and characterization of thin films (thickness up to 100 nm) or micrometric patches (thickness of 50 &#181;m to 100 &#181;m) formed by the deposition of xanthan gum (GXT), poly (dimethyl diallyl ammonium chloride) (PDDA), bovine serum albumin (BSA), and magnetite nanoparticles (NPM). The incorporation of amoxicillin (Amox), a widely used antibiotic against many infections, in the films was performed during the formation of the systems. Thin films were characterized by means of ellipsometry and atomic force microscopy. In solution, favorable interactions between Amox and BSA were evidenced by substantial changes in the secondary structure of BSA, as revealed by circular dichroism spectra. Patches of GXT and GXT/NPM/BSA were immersed into Amox solution at 2 g/L, leading to the Amox incorporation of 10 ± 3 and 17 ± 4 &#181;g/cm3, respectively. The patches characterization included Fourier Transform Infrared vibration spectroscopy in the attenuated total reflectance mode (FTIR-ATR), scanning electron microscopy (MEV), sorption measurements and inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES). The incorporation of 0.2 wt% of Fe3O4 in the patches and their exposure to an external magnetic field, allowed the total in vitro release of Amox, at pH 5.5 and 0.02 mol/L NaCl, following the behavior quasi-Fickian. Amox diffusion from GXT/NPM/BSA patches in agar containing Staphylococcus aureus and Escherichia coli led to a considerable zone of inhibition. Inhibition of E. coli growth was particularly efficient under the effect of external magnetic field.

INTRODUÇÃO: a albumina sérica reduzida em pacientes em diálise peritoneal (DP) é associada à aterosclerose, causa de morte mais comum entre esses pacientes. Semelhantemente à síndrome nefrótica, supõe-se que a perda de proteínas conjuntamente a de fatores de regulação da hemostasia leva ao estímulo da síntese hepática de fatores pró-coagulantes, como o fibrinogênio, deslocando o equilíbrio hemostático em direção ao estado pró-trombótico. Pacientes em DP apresentam valores séricos elevados de marcadores da ativação endotelial e fatores pró-coagulantes, quando comparados a pacientes em hemodiálise (HD). A tromboelastografia (TEG) é um método que avalia propriedades do sangue global e dinâmica da coagulação, fornecendo, por meio de um traçado, valores absolutos do tempo de formação de fibrina (K), a agregação plaquetária (amplitude máxima - AM), a firmeza do coágulo (G), entre outros dados. Por final, classifica a coagulação em normal, hipocoagulante ou hipercoagulante segundo o índice de coagulação (IC) apresentado, sendo assim útil no diagnóstico precoce de coagulopatias. Por ser pouco utilizado em pacientes com DRC, utilizou-se o TEG na avaliação da hemostasia dos pacientes em diálise peritoneal automatizada (DPA) e investigou-se a relação com a perda de proteínas, bem como outras condições clínicas inerentes ao tratamento dialítico. MÉTODOS: este estudo foi do tipo transversal que incluiu pacientes estáveis em DPA. Foram obtidos dados demográficos, clínicos e bioquímicos de rotina do prontuário médico eletrônico. Adicionalmente, foram avaliados a coagulometria, a hemostasia primária [antitrombina (AT), proteína S, fator VIII (FVIII), fator IX (FIX), fator V (FV), fibrinogênio e dímero-D] e o TEG. Os pacientes foram submetidos ao teste de equilíbrio peritoneal (PET), a avaliação da perda de proteínas para a solução de diálise (PSD) e a absorção de glicose. O estado nutricional dos pacientes foi avaliado por meio de métodos objetivos e subjetivos. RESULTADOS: vinte pacientes (38±16 anos de idade, 55% mulheres, 22,4±14,8 meses em DPA, 40% de glomerulopatia, 70% transportadores médio lento/lento e em bom estado nutricional) foram incluídos no estudo. O FVIII e FIX elevados em 85% e 50% da amostra, respectivamente. O fibrinogênio (553,8±100,5 mg/dL) e o dímero-D (720 (520-1940) ug/L) foram elevados em mais da metade dos pacientes. O TEG revelou 55% dos pacientes hipercoagulantes, 45%, normais, e nenhum era hipocoagulante. Os pacientes hipercoagulantes foram caracterizados por um tempo K menor (1,3±0,4 vs. 1,8±0,3 minutos, p=0,007); AM (72,1±2,4 vs. 64,7±3,6 mm, p=0,000) e G (13,1±1,6 vs. 9,3±1,5 K, p= p=0,000) elevados, também alterados em 78% e 33%, respectivamente, nos pacientes com coagulação normal. Pacientes hipercoagulantes também apresentaram maiores valores de plaquetas (251±28 vs. 214±51 mil/mm³, p=0,038), que se correlacionou positivamente com AM/G (r=0,594, p=0,006), enquanto a proteína C foi menor (108±12 vs. 117±20 %, p=0,034) e a AT se correlacionou positivamente com o tempo K (r=0,635, p=0,011). Não houve diferença de albumina sérica, PSD, cinética de creatinina e estado nutricional entre os grupos normal e hipercoagulante. Os pacientes hipercoagulantes, entretanto, apresentaram menores valores de hemoglobina (10,3±1,4 g/dL vs. 12,0±1,1 g/dL; p=0,007), que se correlacionou negativamente com AM/G (r=-0,673, p=0,001), bem como o hematócrito (31±4 % vs. 36±3 %; p=0,010), que também se correlacionou negativamente com AM/G (r=-0,640; p=0,002). CONCLUSÃO: demonstramos que pacientes em DPA estáveis apresentaram uma tendência pró-trombótica caracterizada pela hiperfunção plaquetária e maior força de coágulo. Mesmo não havendo linearidade na relação com a hemostasia a perda de proteínas pode ter contribuído para a hipercoagulabilidade nesses pacientes. Entretanto, os eritrócitos reduzidos representaram um fator de confusão para o resultado do / INTRODUCTION: reduced serum albumin in patients on peritoneal dialysis (PD) is associated to atherosclerosis that is the leading cause of death. Similarly to nephrotic syndrome they lose protein; it is assumed that together with regulating factors of haemostasis this loss leads to liver synthesizes of procoagulants factors, such as fibrinogen, shifting the hemostatic equilibrium to a prothrombotic state. Patients on PD present elevated serum markers of endothelial activation and coagulant factors when compared with hemodialysis (HD) patients. Thromboelastography (TEG) is a method that evaluate blood properties through coagulation\'s global and dynamic perspectives, providing through a trace absolute values of fibrin\'s time formation (K), platelet aggregation (maximum amplitude - MA), clot strength (G), among other data. Finally it classifies the coagulation in normal, hypocoagulant or hypercoagulant according to the coagulation index (CI), so that it is useful in the early diagnosis of coagulopathies. TEG is not often used in patients with CKD, because of this we chose to use TEG for hemostatic evaluation in patients on APD and investigated its relation with protein loss as well as other clinical conditions intrinsic to the dialytic therapy. METHODS: this was a cross-sectional study that included stable patients on automated peritoneal dialysis (APD). Demographic, clinical and routine biochemical data were obtained from electronic medical chart. Additionally the coagulometry, primary hemostasis [antithrombin (AT), protein S, factor VIII (FVIII), factor IX (FIX), factor V (FV), fibrinogen and D-dimer] and TEG were evaluated. Patients were submitted to peritoneal equilibrium test (PET), protein loss to dialysis solution (PDS) and glucose absorption evaluations. Patients nutritional status was evaluated by objective and subjective methods. RESULTS: twenty patients (38±16 years old, 55% women, 22.4±14.8 months on APD, 40% of glomerulopathy, 70% slow average/slow transporters and well nourished) were included in this study. FVIII and FIX were elevated in 85% and 50% of the sample, respectively. Fibrinogen (553.8±100.5 mg/dL) and D-dimer (720 (520-1940) ug/L) were elevated in over half of the patients. TEG showed 55% of the patients hypercoagulant, 45% were normal and nobody was hypocoagulant. Hypercoagulant patients were characterized by a lower K-time (1.3±0.4 vs. 1.8±0.3 minutes; p=0.007); elevated MA (72.1±2.4 vs. 64.7±3.6 mm; p=0.000) and G (13.1±1.6 vs. 9.3±1.5 K; p= p=0.000); altered too in 78% and 33%, respectively, in normal coagulation patients. Hypercoagulant patients presented too higher values of platelet count (251±28 vs. 214±51 mil/mm³, p=0,038), but within the normal range, that correlated positively with MA/G (r=0.594; p=0.006) while protein C was lower (108±12 vs. 117±20 %; p=0,034) and AT correlated positively with K-time (r=0.635; p=0.011). There was no difference to serum albumin, PDS, creatinin kinetic and nutritional status between hypercoagulant and normal groups. However hypercoagulant patients presented lower values of hemoglobin (10.3±1.4 g/dL vs. 12.0±1.1 g/dL; p=0.007); that correlated negatively with MA/G (r=-0.673; p=0.001), as well as hematocrit (31±4 % vs. 36±3 %; p=0,010), which also correlated negatively with MA/G (r=-0.640; p=0.002). CONCLUSION: we demonstrated that stable patients on APD presented a prothrombotic tendency characterized by platelet hyperfuntion and clot strength. Even though there was no linearity in relation to hemostasis; protein loss may have contributed to the hypercoagulability in these patients. However reduced erythrocytes were a confounding factor in the TEG analysis

O tempol (TP) tem se mostrado um eficiente protetor em modelos inflamatórios. Os mecanismos de proteção contra espécies reativas de oxigênio foi bastante estudado mas sua interação com espécies reativas de nitrogênio ainda permanece pouco explorada. Recentemente, propusemos que o TP re-direciona a nitração de fenol mediada por peroxintrito (PN)/CO2 para nitrosação, pela sua reação com o radical CO3&#8226;&#8254;. O produto desta reação, o cátion oxamônio, oxidaria PN para O2 e &#8226;NO. Este último produziria uma espécie nitrosante (N2O3) pela reação com o radical derivado do PN, &#8226;NO2 [Bonini e col. (2002) Chem. Res. Tox. 15: 506]. Para examinar se este mecanismo poderia operar in vivo, estudamos os efeitos do TP na reatividade do PN/CO2 frente a albumina (BSA) e macrófagos. Os efeitos do TP se apresentaram dependentes de sua concentração e da concentração de Cys. Apesar do TP não se mostrar catalítico, ele inibiu a oxidação de Cys (20-50%) e nitração de Tyr (70-90%) da BSA e aumentou a nitrosação de Cys (200-400%). No caso dos macrófagos tratados com PN/CO2, o tempol também inibiu a nitração (90%) e aumentou a nitrosação (300%). Assim, em condições fisiológicas, concentrações sub-estequiométricas de TP seriam capazes de redirecionar a reatividade dos radicais derivados PN, de oxidação de Cys proteica e nitração de Tyr para nitrosação de Cys. Desta forma, o TP poderia inibir a injúria em inflamações. / Tempol has been shown to protect animals from oxidative stress conditions. Tempol\'s protective mechanisms against reactive oxygen species have been extensively studied but its interactions with reactive nitrogen species remain little explored. Recently, we proposed that tempol diverts peroxynitrite/CO2 mediated phenol nitration to nitrosation by reacting with CO3&#8226;&#8254; to produce tempol oxamonium cation that oxidizes peroxynitrite to O2 and &#8226;NO. The latter produces a nitrosating species by reacting with peroxynitrite-derived &#8226;NO2 [Bonini et al. (2002) Chem. Res. Toxicol. 15: 506]. To examine wether this mechanism operates in biological environments, we studied the effects of tempol on peroxynitrite/CO2 reactivity towards a protein, BSA, and cells, macrophages. Tempol\'s effects were dependent on its own and BSA-cys concentration. Although not a true catalyst, it inhibited BSA-cys oxydation (20-50%) and BSA-tyr nitration (70-90%) while increasing BSA-cys nitrosation (200-400%). In the case of macrophages treated with peroxynitrite/CO2, tempol also inhibited protein-tyr nitration (90%) and increased protein-cys nitrosation (300%). Then, under physiological conditions, a substoichiometric amount of tempol is able to divert peroxynitrite-derived radicais reactivity from protein-cys oxidation and protein-tyr nitration to protein-cys nitrosation. This may be the mechanism by wich tempol inhibits injury in inflammatory conditions.

Orientadores: Carlos Francisco Sampaio Bonafé, Claudio Chrysostomo Werneck / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-19T01:47:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Norberto_DouglasRicardo_D.pdf: 1634322 bytes, checksum: 288f08df151602db46da98bf9d58476f (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Ureia desnatura proteínas em diferentes concentrações, dependendo das condições experimentais e da proteína. A proteína monomérica soro albumina bovina (BSA) foi o principal modelo de investigação na presença de concentrações subdesnaturantes de ureia com base no modelo de equilíbrio de dois estados. A desnaturação induzida por alta pressão foi intensificada em concentrações de ureia ( [U] ) entre 3,5 M e 8,0 M, com variação de energia livre à pressão atmosférica (?Gº[U]) de +5,0 a -2,5 kJ/mol de BSA, e variação do volume de desnaturação (?V) de -30 a -36 mL/mol de BSA. Os parâmetros m apresentaram caráter bifásico, com valores de m1 e m2 de 0,92 e 2,35 kJ.mol-1.M-1, respectivamente. A partir de gráficos da variação de com relação à foram obtidos valores de , o coeficiente estequiométrico aparente do agente desnaturante, de 1,68 e 6,67 mol de ureia/mol de BSA, respectivamente v1 e v2, correspondentes à m1 e m2. Estes resultados foram comparados com os de outras proteínas monoméricas da literatura e com um conjunto de dados da SNase ?+PHS I92A e estequiometrias sistematicamente baixas foram observadas. No entanto, um valor de 140 mols de ureia/mol de BSA pode ser alcançado a partir de abordagem que considera a existência de uma população heterogênea com respeito a energia livre de desnaturação e aspectos moleculares da interação proteína-solvente puderam ser melhor interpretados / Abstract: Urea denatures proteins at different concentrations, depending on the experimental conditions and the protein. We investigated the pressure-induced denaturation of bovine serum albumin (BSA) as a model in the presence of subdenaturing concentrations of urea based on a two-state equilibrium model. Pressure-induced denaturation was enhanced at urea concentrations ([U]) of 3.5 M to 8.0 M, with the free energy of denaturation at atmospheric pressure (?Gº[U]) ranging from +5.0 to -2.5 kJ/mol of BSA while the volume change ranged from -30 to -36 mL/mol of BSA. The m values appeared to be biphasic, with m1 and m2 of 0.92 and 2.35 kJ.mol-1.M-1, respectively. Plots of ?Gº[U] versu ln[U] yielded values of v , the apparent stoichiometric coefficient, of 1.68 and 6.67 mol of urea/mol of BSA respectively for m1 and m2. These results were compared with the m and values of other monomeric proteins reported from the literature and of SNase ?+PHS I92A and the very low values of were systematically observed. However, a value of 140 moles of urea/mole of BSA could be reached by considering the existence of a heterogeneous molecular population with respect to the free energy of denaturation and the molecular binding aspects could be better interpreted / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

[pt] A descoberta da importância do óxido nítrico na fisiologia humana expandiu a investigação dos mecanismos de interação das espécies reativas derivadas de óxidos de nitrogênio com biomoléculas. S-nitrosotióis são uma fonte conveniente de óxido nítrico para utilização in vivo. Um dos métodos largamente utilizados para S-nitrosilação de compostos contendo o grupo -SH, incluindo proteínas contendo o aminoácido cisteína, é a reação com nitrito em meio ácido. Nesse trabalho investigaram-se as espécies derivadas da reação de albumina sérica, humana e bovina, e de insulina com nitrito, através de espectrofotometria de absorção e de fluorescência. Além da modificação dos resíduos de cisteína, demonstrou-se que resíduos do aminoácido triptofano também sofrem modificação, podendo participar dos processos in vivo. A partir da comparação entre os espectros de absorção dos cromóforos formados em albumina humana e bovina, bem como em insulina, demonstrou-se que a banda de absorção no ultravioleta, descrita na literatura como característica de S-nitrosilação de cisteína, é dominada pelos resíduos de triptofano N-nitrosados. Experimentos de fluorescência confirmaram a modificação dos resíduos de triptofano, já que os espectros apresentaram redução do rendimento quântico e também deslocamento do pico característico desses resíduos. Acompanhou-se a cinética de formação de novos cromóforos, comparando as albuminas nativas e bloqueadas no resíduo de cisteína. Investigou-se a cinética de modificação dos resíduos de triptofano em pH fisiológico através de fluorescência. / [en] The discovery of the importance of nitric oxide to the human physiology expanded the investigation of mechanisms involved in the interactions of nitrogen oxide reactive species with biomolecules. S-nitrosothiols are a convenient source of nitric oxide for in vivo applications. Acid treatment with nitrite of compounds containing the SH group, including proteins containing cysteine residues, is a widely used method to synthesize S-nitrosothiols. In this work, several species derived from the nitrite acid treatment of human and serum albumins as well as insulin were investigated using optical absorption and fluorescence. It was demonstrated that, besides cysteine, tryptophan residues are modified and can participate in processes in vivo. Comparing the absorption spectra from human and bovine serum albumin with that from insulin, it was demonstrated that the ultraviolet absorption band, described in the literature as coming from Snitrosylation, was mainly due to N-nitrosation of tryptophan residues. Fluorescence experiments confirmed the modification of tryptophan residues, since the characteristic fluorescence peak exhibited a reduction and a blue shift. The kinetics of the new chromophores was followed by comparison of native and cysteine-blocked albumins. The kinetics of tryptophan modifications was investigated at the physiological pH using fluorescence.

This experiment aimed to evaluate the replacement of soybean meal by non-protein nitrogen sources (NPN) in combination with ground or whole corn in the diet concentrate fraction of confined cattle on the dietary intake, blood protein metabolite analyzes, and performance and ingestive behavior. The experiment was developed at the Laboratório de Bovinocultura de Corte of the Department of Zootechnics of UFSM. We used 53 steers, with Charolais or Nellore predominance, with initial mean age and weight of 22 months and 250 kg. Experimental diets contained voluminous:concentrate ratio of 50:50 based on dry matter. The treatments were: soybean meal + whole grain corn; soybean meal + milled corn; common urea + whole grain corn; common urea + milled corn; protected urea + whole grain corn; protected urea + milled corn. The experimental design was completely randomized in a 3x2 factorial scheme. There was no significant interaction between nitrogen source and corn grain form for any of the variables studied (P>0.05). Dry matter and crude protein intakes were higher for animals fed with soybean meal both in kg and in kg/100 live weight. Daily weight gain was higher for steers fed with soybean meal (1,600 kg/day) vs common urea (1,238 kg/day) and protected urea (1.217 kg/day). Corn presentation did not reflect any differences in the parameters of consumption, performance and behavior. The concentration of circulating albumin showed a significant interaction between nitrogen source and date of collection (P<0.05). Animals fed with soybean meal presented increasing albumin over the experimental period, while animals fed with NPN had growth in albumin levels from the first to the second collection, stabilizing up to the end of the study. The values of globulin presented interaction of the dates of collection with nitrogen sources and also with forms of corn grain, having an inverse behavior to the value of albumin. The albumin/total protein ratio increased throughout the experimental period, except for steers that consumed protected urea, which had similar values between the first and last collection. Feeding time of soybean meal was higher than protected urea, while common urea had intermediate behavior. Idling time differed among all treatments, with superiority to soybean meal, while common urea was higher than protected urea. NPN sources promoted higher rumination time and number of chewing per ruminal bolus and lower ruminating efficiencies of DM and NDF than soybean meal (P<0.05). Higher daily chewing times were observed for protected urea, followed by common urea, which was higher than soybean meal. In the number of chews similar behavior was observed, only with common urea presenting intermediate values. The use of true protein source in the diet of confined steers provides better results in aspects of performance, blood metabolites and ingestive behavior in relation to NPN in the two evaluated forms. / O objetivo deste experimento foi avaliar a substituição do farelo de soja por fontes de nitrogênio não proteico (NNP) em combinação com milho moído ou inteiro na fração concentrado da dieta de bovinos confinados através do desempenho, comportamento ingestivo e análises dos metabólitos proteicos sanguíneos. O experimento foi desenvolvido no Laboratório de Bovinocultura de Corte do Departamento de Zootecnia da UFSM. Foram utilizados 53 novilhos, mestiço Charolês Nelore com idade e peso médios iniciais de 22 meses e 250 kg. As dietas experimentais continham relação volumoso: concentrado de 50:50, com base na matéria seca. Os tratamentos foram: farelo de soja + milho grão inteiro; farelo de soja + milho moído; ureia comum + milho grão inteiro; ureia comum + milho moído; ureia protegida + milho grão inteiro; ureia protegida + milho moído. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, em esquema fatorial 3x2. Não houve interação significativa entre fonte nitrogenada e forma do grão de milho para nenhuma das variáveis estudadas (P>0,05). Os consumos de matéria seca e proteína bruta foram superiores para animais alimentados com farelo de soja tanto em kg quanto em kg/100 de peso vivo. O ganho de peso diário foi superior para novilhos alimentados com farelo de soja (1,600 kg/dia) vs ureia comum (1,238 kg/dia) e ureia protegida (1,217 kg/dia). A forma de apresentação do milho não refletiu nenhuma diferença nos parâmetros de consumo, desempenho e comportamento. A concentração de albumina circulante apresentou interação significativa entre fonte nitrogenada e data de coleta (P<0,05). Animais alimentados com farelo de soja apresentaram albumina crescente ao longo do período experimental, enquanto os animais alimentados com NNP tiveram crescimento nos níveis de albumina da primeira para a segunda coleta, estabilizando até o final do estudo. Os valores de globulina apresentaram interação das datas de coleta com fontes nitrogenadas e também com formas do grão de milho, tendo comportamento inverso ao valor de albumina. A relação albumina/proteínas totais aumentou ao longo do período experimental, exceto para os novilhos que consumiram ureia protegida, os quais tiveram valores semelhantes entre a primeira e última coleta. O tempo de alimentação da ureia protegida foi superior ao farelo de soja, enquanto a ureia comum teve comportamento intermediário. O tempo de ócio diferiu entre todos os tratamentos, com superioridade para o farelo de soja, enquanto a ureia comum foi superior à ureia protegida. As fontes de NNP promoveram maior tempo de ruminação e número de mastigadas por bolo e menores eficiências de ruminação de MS e FDN do que o farelo de soja (P<0,05). Maiores tempos de mastigação diária foram observados para a ureia protegida, seguida da ureia comum, que foi superior ao farelo de soja; no número de mastigadas mericíclicas se observou comportamento semelhante, apenas com a ureia comum apresentando valores intermediários. A utilização de fonte de proteína verdadeira na dieta de novilhos confinados proporciona melhores resultados nos aspectos de desempenho, metabólitos sanguíneos e comportamento ingestivo em relação ao NNP nas duas formas avaliadas.