Made available in DSpace on 2015-03-26T13:42:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3332103 bytes, checksum: 7f48d2c607fe012e89c268995b92737e (MD5) Previous issue date: 2011-07-19 / Scleroderma laeve is a basidiomycete fungus capable of forming ectomycorrhizas with Eucalyptus grandis. Significant increases in lateral root production were observed in E. grandis plants inoculated with S. leave during the presymbiotic phase. This was also observed during the colonization, differentiation, and functioning stages of the symbiosis. On the third day of contact of the fungus with the host, the partial elongation of epidermal cells and mantle formation were observed, and, on the fifteenth day, the beginning of Hartig net formation was evident. On the 30th day, lateral root numbers in the plants in contact with the fungus was higher than in the control plants. The elongation of the epidermal cell and the thickening of the mantle could also be observed. The emerging lateral roots colonized by the fungus did not present root hairs, were completely enveloped by the fungal mantle, and had a fully developed Hartig net between the epidermal cells. The periodical sampling of lateral roots and ectomycorrhizas at different developmental stages in the in vitro system allowed following the morphological development of ectomycorrhizas and the corresponding changes in the expression of the gene coding for ATP synthase subunit VI in S. leave. The partial sequence of the ATP synthase subunit VI gene obtained possesses 503 bp and no intron. This sequences showed an identity to the sequences of the genes that code for e ATP synthase subunit VI in Scleroderma hypogaeum, Pisolithus arhizus, and Gyroporus cyanescens, among others, confirming the close relationship among these organisms. The expression analysis of the ATP synthase subunit VI gene in S. laeve by RT-PCR, at the different developmental stages of the symbiotic association, showed that the gene is expressed in all the phases of mycorrhization. / Scleroderma laeve é um fungo Basidiomiceto capaz de formar ectomicorrizas com Eucalyptus grandis. Foi observado aumento significativo do número de raízes laterais em plântulas de E. grandis em contato com S. laeve durante a fase de préinfecção em relação às plântulas não inoculadas. A inoculação com S. laeve também aumentou o número de raízes laterais em plântulas de E. grandis durante as etapas de colonização, diferenciação e funcionamento em relação às plântulas não inoculadas. No terceiro dia de contato entre o fungo e a planta, foi observado alongamento parcial das células da epiderme e formação do manto fúngico e no 15º dia foi observada a iniciação da formação da rede de Hartig. No trigésimo dia, o número de raízes laterais nas plântulas em contato com o fungo foi quatro vezes maior do que nas plântulas controle. Ocorreu, ainda, alongamento das células da epiderme e engrossamento do manto. As raízes laterais emergentes que formavam as ectomicorrizas não apresentavam pêlos radiculares, estavam totalmente envolvidas pelo manto fúngico e possuíam a rede de Hartig completamente formada entre as células alongadas da epiderme. Utilizando o sistema in vitro foi possível acompanhar, retirando-se raízes laterais e ectomicorrizas em diferentes estádios, as mudanças morfológicas da simbiose e de expressão do gene que codifica a subunidade seis de ATP sintase em S. laeve. A seqüência parcial do gene obtida possui 503 pb, na qual não foi observada a presença de introns. Essa sequência apresentou identidade com as sequências dos genes que codificam a subunidade seis de ATP sintase em S. hypogaeum, Pisolithus arhizus, Gyroporus cyanescens, entre outros, confirmando o parentesco entre esses organismos. A análise da expressão do gene que codifica a subunidade seis de ATP sintase em S. laeve por RT-PCR, nas diferentes etapas da associação, mostrou que esse gene é expresso em todas as etapas da micorrização.

Orientador: Andréa Balan Fernandes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-17T16:02:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pegos_VanessaRodrigues_M.pdf: 19133775 bytes, checksum: abcda42c9097c7e59ea61175934c2304 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A captação de sulfato em Escherichia coli é dependente do transportador do tipo ABC (do inglês, ATP Binding Cassete), SbpCysAWD, pertencente a um regulon que envolve 26 genes. Na ausência de sulfato, a bactéria induz a expressão de dois outros transportadores ABC, o de proteínas do sistema de transporte de alcanosulfonatos (SsuABCDE) e de sulfonatos alifáticos (TauABCDE), que são responsáveis pela captação, incorporação e oxidação destes compostos a sulfito e aldeído. Embora não comprovado funcionalmente, Xanthomonas axonopodis pv. citri apresenta todos os genes envolvidos neste regulon e, neste trabalho, dando continuidade à caracterização do transportador SsuABCDE, foi realizada pela primeira vez, a caracterização estrutural e funcional das enzimas SsuD e SsuE. Análises bioquímicas associadas às análises de bioinformática e modelagem molecular, revelaram que as enzimas SsuD e SsuE constituem um sistema de dois componentes, no qual a SsuD seria a óxido-redutase responsável pela oxidação do NAD(P)H, seguida da redução da FMN. A proteína foi expressa e purificada a partir de células de E. coli com massa molecular de 39 kDa, e se organiza na forma de um octâmero, conforme demonstrado por experimentos de espalhamento de raios X a baixo ângulo e ultra-centrifugação. O modelo da estrutura tridimensional da SsuD revela uma proteína com enovelamento barril-TIM, com conservação de resíduos que permitem a oligomerização e a interação com NAD(P)H, mas não com flavina. Ensaios enzimáticos mostraram que a SsuD liga NADP(Pbp) com alta afinidade (0,21 µM) e é capaz de oxidá-lo conforme os parâmetros cinéticos de Km: 0.1877 µM -1; Kcat: 7,192 s-1; Vmáx: 0.7911 µM/min; Kcat/Km: 3,8 x 107 m-1S-1. Ainda, foram obtidos cristais da SsuD em diferentes condições as quais estão em fase de refinamento. As análises de bioinformática da SsuE sugerem que ela seja a óxido-redutase do sistema. O trabalho ainda mostra a caracterização da proteína Pbp de X. axonopodis, do suposto sistema de transporte de fosfonatos. A Pbp foi expressa com massa molecular de 33 kDa, e as análises espectroscópicas revelaram alterações conformacionais na estrutura secundária na presença de fosfonatos e fosfato, bem como aumentada estabilidade térmica na presença de espermidina, usada nos ensaios de cristalização. Cristais foram obtidos em diferentes condições e devem ser usados para os testes de difração. Os resultados apresentados neste trabalho revelam dados de proteínas e sistemas de X. axonopodis ainda não estudados e serão importantes para direcionar futuros estudos sobre a função destas na bactéria, tanto em condições laboratoriais, como em testes in vivo, durante infecção na planta / Abstract: Sulfur uptake in Escherichia coli is dependent of the ABC transporter SbpCysAWD (ATP Binding Cassete), which belongs to a regulon with 26 genes. In the sulfate absence, the bacteria induces the expression of two other ABC transporters, for alkanesulfonates (SsuABCDE) and aliphatic sulfonates (TauABCDE), which are responsible for the uptake and oxidation of these compounds to sulfite and aldehyde. Although its functionality has been not showed, Xanthomonas axonopodis pv. citri has all the genes involved in this regulon, including the alkanesulfonate transporter and enzymes. In order to continue the characterization of this transport, this work shows for the first time, the structural and functional characterization of the proteins SsuD and SsuE. Biochemical analyses associated to the bioinformatics and molecular modeling tools revealed that the SsuD and SsuE form a two-components system, where SsuD is the oxidoreductase responsible for the NAD(P)H oxidation followed by the FMN reduction. The protein was expressed and purified from E. coli cells with a molecular mass of the 39 kDa and it is organized in a octamer, such was demonstrated by the small angle scattering X-ray and ultracentrifugation assays. The tri-dimensional model of SsuD reveals a TIM barrel folding and conservation of residues that allow the oligomerization and NADP interaction. Enzymatic assays showed a high affinity binding of SsuD and NADP (0,21 µM) and that the protein was able to obtain the cinetic parameters, such as Km: 0.1877µM -1; Kcat: 7,192 s-1; Vmáx: 0.7911 µM/min; Kcat/Km: 3,8x 10-7 m 1S-1. Indeed, SsuD crystals were obtained in different conditions. The work still shows the charactrization of the Pbp protein, from X. axonopodis, believed to be the fosfonate/fosfate binding protein. Pbp was expressed with a molecular mass of 33 kDa, and spectroscopic analyses revealed conformational changes at the secondary structure content in presence of fosfonates, as well as an increased thermal stability in presence of spermidine, which was used for the crystallization trials. Crystals were obtained but still not tested. All results presented in this work can bring some light to the strategies that X. axonopodis uses for growth and infection and they will direct our studies for laboratorial and in vivo analyses / Mestrado / Genetica de Microorganismos / Mestre em Genética e Biologia Molecular

A hipertensão arterial (HA) é um dos fatores de risco mais importantes para a ocorrência de eventos cardíacos e cerebrovasculares, além de estar associada ao desenvolvimento de doenças renais e metabólicas. Recentemente, novas abordagens têm sido utilizadas no tratamento da HA, especialmente em pacientes hipertensos resistentes ao tratamento farmacológico. Dentre tais abordagens, destaca-se a terapia de ativação barorreflexa (TAB), a qual, por meio de um dispositivo eletrônico cirurgicamente implantável, estimulam-se os barroceptores carotídeos, causando inibição da atividade simpática e resultando em redução da pressão arterial (PA). Embora os resultados de estudos clínicos utilizando a TAB em pacientes hipertensos resistentes ao tratamento farmacológico sejam promissores, é necessário um melhor entendimento dos mecanismos envolvidos nesta abordagem. Pela proximidade anatômica dos barorreceptores e dos quimiorreceptores carotídeos, bem como de suas respectivas aferências, a TAB poderia estar ativando não somente o barorreflexo, mas, também o quimiorreflexo carotídeo. Nesse sentido, um dos objetivos do presente estudo foi o de avaliar o papel dos quimiorreceptores carotídeos nas respostas hemodinâmicas e respiratórias provocadas pela estimulação elétrica do seio carotídeo/nervo do seio carotídeo (ESC) em ratos acordados. Ratos Wistar adultos jovens foram divididos em 4 grupos experimentais: Controle (CONT); Ratos com inativação dos quimiorreceptores carotídeos (QUIMIO-X); Ratos com inativação dos barorreceptores carotídeos (BARO-X) e ratos com inativação simultânea de baro- e quimiorreceptores carotídeos (TOTAL-X). As inativações seletivas foram realizadas cirurgicamente. Os ratos pertencentes aos 4 grupos foram instrumentados com um eletrodo bipolar no seio carotídeo/nervo do seio carotídeo esquerdo, e cateteres na artéria e veia femorais para registro da PA e administração de drogas, respectivamente. Os animais foram submetidos à ESC (Intensidade: 5 V; Largura de pulso: 1 ms; Frequências: 15, 30, 60 e 90 Hz; Duração do estímulo: 20 s). Os resultados mostraram que a ESC causou significativa resposta hipotensora nos ratos do grupoCONT. O efeito hipotensor da ESC foi maior em animais do grupo QUIMIO-X, indicando que os quimiorreceptores carotídeos foram ativados no grupo CONT, atenuando a resposta hipotensora. O grupo BARO-X apresentou respostas hipertensoras, denotando ativação exclusiva dos quimiorreceptores carotídeos. Em relação às respostas da frequência cardíaca (FC) à ESC, o grupo CONT não apresentou alterações da mesma, enquanto que os grupos QUIMIO-X e BARO-X apresentaram significativa bradicardia. O grupo TOTAL-X não apresentou nenhuma alteração hemodinâmica (PA e FC) durante a ESC. Adicionalmente, as respostas respiratórias (frequência respiratória, fR; volume corrente, VT; e ventilação minuto, VE) à ESC (Intensidade: 3 V; Largura de pulso: 1 ms; Frequências: 15, 30, 60 e 90 Hz; Duração do estímulo: 20 s), foram avaliadas em animais dos grupos CONT e QUIMIO-X. A ESC causou aumento da ventilação no grupo CONT, evidenciado por aumentos significativos da fR, VT e VE. O aumento da ventilação observado durante a ESC foi substancialmente atenuado pela inativação dos quimiorreceptores carotídeos (QUIMIO-X). No sentido de se investigar formas para modulação da atividade dos quimiorreceptores carotídeos, no presente estudo foram avaliados, também, os efeitos do antagonismo de receptores P2X3 sobre a respiração, sensibilidade do quimiorreflexo periférico e ocorrência de apneias em ratos recémnascidos. Os resultados mostraram que o antagonismo agudo de receptores P2X3 não afetou a respiração basal, mas reduziu a sensibilidade do quimiorreflexo periférico e a ocorrência de apneia. Em conjunto, os resultados do presente estudo mostram que os quimiorreceptores carotídeos influenciam as respostas hemodinâmicas e respiratórias à ESC em ratos acordados. Adicionalmente, o antagonismo de receptores P2X3 pode modular a atividade dos quimiorreceptores carotídeos, reduzindo a sua sensibilidade sem afetar a respiração basal, além de reduzir a ocorrência de apneia em ratos recém-nascidos. / Hypertension is one of the main risk factors for heart and cerebrovascular diseases, and also, is related to renal and metabolic disorders. Recently, new approaches have been used to treat hypertension, especially in hypertensive patients resistant to pharmacological treatment. Among these approaches, the baroreflex activation therapy (BAT) can be highlighted. BAT consists in the electrical stimulation of the carotid baroreceptors, inhibiting the sympathetic activity and resulting in blood pressure reduction. Although results from clinical trials have been promising, studies of the mechanisms involved in BAT are still needed. Because of the anatomic proximity between carotid baroreceptors and chemoreceptors, BAT could activate not only the baroreflex but also the carotid chemoreflex. Thus, part of this study was designed to evaluate the role of carotid chemoreceptors in the hemodynamic and respiratory responses to electrical stimulation of the carotid sinus/carotid sinus nerve (ESC) in conscious rats. Male adult Wistar rats were divided into 4 experimental groups: Control (CONT), Rats with deactivation of carotid chemoreceptors (CHEMOX); Rats with removal of carotid baroreceptors (BARO-X); and Rats with simultaneous carotid baro- and chemoreceptors deactivation (TOTAL-X). Selective deactivations were surgically performed. In addition, all rats were instrumented with a bipolar electrode in the left carotid sinus/carotid sinus nerve and femoral artery and vein catheterization to blood pressure (BP) recordings and drug administration, respectively. Animals were subjected to ESC (Intensity: 5V; Pulse width: 1 ms; Frequencies: 15, 30, 60 e 90 Hz, stimulus duration: 20 s). Results showed that ESC caused significant hypotensive response in CONT. The hypotensive effect of ESC was greater in CHEMO-X group, indicating that carotid chemoreceptors were activated in CONT, attenuating the hypotensive response. BARO-X group presented hypertensive responses to ESC, indicating full activation of the carotid chemoreceptors. Regarding heart rate (HR), CONT showed no response, whereas CHEMO-X and BARO-X presented a marked bradycardia. TOTAL-X group did not showed any hemodynamic (BP and HR) response to ESC. Moreover, the respiratoryresponses (Respiratory rate, fR; tidal volume, VT; and minute ventilation VE) to ESC (Intensity: 3V; Pulse width: 1 ms; Frequencies: 15, 30, 60 e 90 Hz, stimulus duration: 20 s), were analysed in CONT and CHEMO-X animals. ESC significantly increased ventilation in CONT, increasing fR, VT e VE. These respiratory responses elicited by ESC were blunted by carotid chemoreceptors deactivation (CHEMO-X). In order to investigate methods for carotid chemoreceptors modulation, the present study also examined the P2X3 antagonism effects on the respiration, peripheral chemoreflex sensitivity and apnoea occurrence in newborn rats. The results showed that acute P2X3 antagonism did not affected basal respiration but reduced peripheral chemoreflex sensitivity and apnoea occurrence. Taken together, results from the present study show that the carotid chemoreceptors impact hemodynamic and respiratory responses to ESC in conscious rats. Moreover, P2X3 antagonism may be used to modulate carotid chemoreceptors activity, inhibiting its sensitivity without effects over baseline respiration, and also to reduce apnoea occurrence in newborn rats.

O diabete melito é um grupo de doenças metabólicas caracterizadas por hiperglicemia, resultado de deficiências na secreção de insulina, em sua acção ou ambos. A pioglitazona é um hipoglicemiante oral, da classe da tiazolidinedionas, que atuam pela ligação aos receptores nucleares PPARY melhorando o estado de resistência a insulina. Acredita-se que a pioglitazona também restauram a capacidade da célula beta pancreática de secretar insulina, cuja atividade é regulada pelos canais de potássio dependente de ATP (KATP) e suas subunidades SUR1 e KIR6.2. Este estudo teve como objetivo iniciar um estudo farmacogenômico da pioglitazona em indivíduos diabéticos tipo 2 e na expressão dos genes PPARY PPARY2, SUR1 e KIR6.2 no sangue periférico e no tecido adiposo e associá-los com os polimorfismo Pro12Ala e C161T do gene PPARY. Foram selecionados 36 pacientes diabéticos do tipo 2 e 16 pacientes normoglicêmicos, no Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia. Os indivíduos diabéticos foram tratados com pioglitazona (15, 30 e 45 mg/ dia/ via oral) por 16 semanas. Foram colhidas amostras de tecido adiposo por biopsia e de sangue, antes e após o tratamento para determinação de exames laboratoriais, extração de DNA genômico e de RNA total. Os polimorfismos foram detectados pela técnica de PCR-RFLP e a expressão de mRNA foi quantificada e avaliada por RT-PCR em tempo real. Após tratamento com pioglitazona, observou-se no sangue periférico aumento de expressão de mRNA do PPARY, PPARY2 e KIR6.2, e diminuição da expressão de SUR1. Dados de analises no sangue periférico, demostraram que variação da expressão de mRNA do PPARY foi inversamente correlacionada com as variações de insulina, Homa-IR, Homa-Beta e positivamente com Colesterol Total. Em relação ao gene PPARY2, foi inversamente correlacionada com colesterol total. Variação da expressão de SUR1 foi inversamente correlacionada com Hb1Ac, Homa-IR, Homa-Beta e positivamente com insulina. Não foram detectadas diferenças entre a expressão de mRNA de KIR6.2 e parâmetros bioquímicos em resposta às variações pioglItazona. Não houve diferença da resposta terapêutica e presença dos polimorfismos Pro12Ala e C161T. Após o tratamento, no tecido adiposo, a expressão de mRNA de PPARY aumentou. Não foram observadas diferenças na expressão dos genes PPARY2, SUR1 e KIR6.2. Em leucócitos totais de sangue periférico, pioglitazona demonstrou regular a expressão dos genes PPARY e PPARY2, e também atuando sobre as subunidades SUR1 e KIR6.2, possivelmente restaurando a função secretora das células beta. No tecido adiposo, o tratamento confirma a atuação da pioglitazona sobre PPARY, melhorando o estado de resistência a insulina. / The diabetes mellitus is a group of metabolic diseases characterized by hyperglycemia, the result from insulin secretion or action deficiency, or both. Pioglitazone is an oral hypoglycemic drug, included in the class of thiazolidinediones, which work by binding to nuclear receptors PPARY nuclear what improve the state of resistance to insulin. Pioglitazone may also restore the ability of the pancreatic beta cell to secrete insulin, process which is regulated thought ATP dependent potassium channels (KATP) and its subunits SUR1 and KIR6.2. The aim of our study was to begin a pharmacogenomic study of pioglitazone in type 2 diabetes patients by the expression of PPARY, PPARY2, SUR1 and KIR6.2 genes in peripheral blood leukocytes and fatty tissue and its association with the PPARY Pro12Ala and C161T polimorphisms. 36 type 2 diabetes and 16 normoglycemic patients were selected at the Dante Pazzanese Institute of Cardiology. The diabetic ones were treated with pioglitazone (15, 30 and 45 mg/ daily /orally) for 16 weeks. Samples of adipose - obtained through biopsy - and blood were collected before and after treatment to aim to laboratory experiments, DNA extraction and total RNA extraction. The polymorphisms were detected by the PCR-RFLP technique while the mRNA expression was quantified and evaluated by Real Time RT-PCR. After pioglitazone treatment, the expression of the PPARY, PPARY2 and KIR6.2 genes increased, while SUR1 decreased, all of them quantified in peripheral blood. Peripheral blood data has demonstrated that the variation of expression of PPARYmRNA is inversely correlated with insulin concentrations, Homa-IR, Homa-Beta and positively correlated with total cholesterol concentrations. Differently, PPARY2 gene expression was inversely correlated with total cholesterol blood concentrations. Variations in SUR1 mRNA expression were inversely correlated with Hb1Ac, Homa-IR, Homa-Beta and positively correlated with insulin. No differences were found between the KIR6.2 expression and biochemical parameters due to pioglItazone treatment. There was no difference in response to the treatment response and no Pro12Ala and C161T polymorphisms were noticed. After the treatment, the expression of PPARY gene increased in fatty tissue. No data showed differences in the expression of genes PPARY2, SUR1 and KIR6.2. Pioglitazone regulates the expression of genes PPARY and PPARY2, and also acts on the SUR1 and KIR6.2 subunits in total peripheral blood leukocyte likely restoring the function of secreting beta pancreatic cells. In adipose, the treatment reassures the functions of pioglitazone on PPARY, improving the state of insulin resistance.

A tuberculose (TB) é uma doença infecciosa causada por bactérias do gênero Mycobacterium que acomete principalmente o sistema respiratório. A cepa Beijing 1471 (M. tuberculosis) induz uma resposta altamente pró-inflamatória, enquanto que a cepa MP287/03 (M. bovis) induz uma fraca resposta inflamatória. O receptor P2X7 (P2X7R) é um sensor de ATP extracelular, uma molécula associada ao dano que é liberada a partir de células necróticas. A TB induzida por ambas as cepas hipervirulentas Beijing 1471 e MP287/03 é atenuada em camundongos deficientes do P2X7R. Portanto o objetivo do nosso trabalho foi avaliar o papel do P2X7R na resposta imune da TB induzida por essas cepas hipervirulentas. Nós percebemos que apesar das diferenças na capacidade imunomodulatória induzida pelas cepas Beijing 1471 e MP287/03, o P2X7R exerce um papel importante na severidade da doença induzida por ambas as cepas, e que a ausência desse receptor foi capaz de restabelecer a resposta imune pulmonar a perfis semelhantes ao induzido pela cepa de menor virulência H37Rv de M. tuberculosis. / Tuberculosis (TB) is infectious diseases caused by Mycobacterium tuberculosis (Mtb) that mainly affect the respiratory system. Beijing 1471 strain (Mtb) induce a strong pro-inflammatory response, while MP287/03 strain (M. bovis) induce a weak pro-inflammatory response. The P2X7 receptor (P2X7R) is a sensor of extracellular ATP, a damage-associated molecule that is released from necrotic cells and that induces pro-inflammatory cytokine. TB caused by both hypervirulent strains Beijing 1471 and MP287/03 is attenuated in P2X7R deficient mice (P2X7RKO). Therefore, our aim was to investigate the role of P2X7R in imune response of TB induced by MP287/03 and Beijing 1471 strains. We has note that despite Beijing 1471 and MP287/03 strains have opposite immunomodulatory properties, the P2X7R have an important role in modulating the immune response induced by both strains. Thus, the lung immune responses induced by both hypervirulent infections in the absence of this receptor were similar to that induced by less virulent H37Rv Mtb mycobacteria.

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Hidrólise de nucleosídeos di- e trifosfatados sob estímulo de íons bivalentes, associada à inibição por azida sódica, sugeriram que atividade ATP difosfohidrolásica está presente em promastigotas. Western blots desenvolvidos com anticorpos anti-apirase de batata produzidos em coelho revelaram bandas de 48 e 43 kDa, possivelmente sub-unidades da mesma proteína. Estes anticorpos imobilizados em Proteína A-Sepharose depletaram aproximadamente 85% da atividade ATPásica ou ADPásica da ATP difosfohidrolase solubilizada em C12E9. O complexo imunoprecipitado (resina-anticorpo-antígeno) foi separado por SDS-PAGE. Através de western blots desenvolvidos com anticorpos anti-apirase de batata produzidos em camundongos, a mesma banda de 48 kDa foi identificada nas duas cepas, confirmando que as proteínas do parasito e da batata compartilham epítopos. Além disso, o peso molecular coincidente sugeriu que esta ATP difosfohidrolase corresponde a um nucleosídeo difosfatase identificada no genoma de L. braziliensis como pertencente à família das NTPDases. Estreita relação estrutural e evolucionária foram então demonstradas entre a apirase de batata e a NDPase de L. braziliensis por cladograma, alinhamento de seqüências de aminoácidos, predição de epítopos e modelagem molecular. Domínios específicos parecem estar potencialmente envolvidos na resposta imune do hospedeiro, conservados entre estes diferentes organismos. Devido a esta imunoreatividade cruzada observada entre a apirase de batata e a ATP difosfohidrolase de L. braziliensis, também sugerido por análises in silico, western blots foram desenvolvidos com soros de pacientes com LTA, e os resultados sugeriram que estes epítopos compartilhados são antigênicos para o humano. Os níveis de anticorpos contra a proteína vegetal ou contra o homogeneizado de L. braziliensis foram então analisados em 21 amostras de soros de pacientes com LTA. Aproximadamente 84% deles têm soropositividade de IgG para Lb ou apirase de batata. Correlação positiva foi observada entre os níveis de IgG e os níveis elevados dos subtipos IgG1 e IgG3 contra Lb, ambos com 76% de soropositividade em pacientes com LTA. Interessantemente, aumentos significativos dos níveis de IgG1 (71% de soropositividade) e IgG3 (43% soropositividade) contra a apirase de batata foram também observados. Elevada soropositividade de IgG4 para Lb (62%) e apirase de batata (48%), mas não de IgG2 (<24%), evidenciaram que a ATP difosfohidrolase do parasito é também capaz de estimular este subtipo de IgG. Soropositividade de IgA para Lb ou apirase de batata foi de 62% e 14%, respectivamente, enquanto para IgM ou IgE foi baixa em ambas preparações (<14%). Estes resultados sugerem que os domínios compartilhados entre a apirase de batata e a ATP difosfohidrolase de L. braziliensis contribuem com a elevação de IgG contra antígenos de promastigota, associada a maior produção de IgG1, IgG3 e IgG4. Esta é a primeira demonstração de uma ATP difosfohidrolase ativa em promastigotas de L. braziliensis, de sua imunoreatividade cruzada com anticorpos anti-apirase de batata, e de propriedades antigênicas dos domínios conservados entre elas em pacientes com LTA. Estudos destes domínios compartilhados poderão levar ao desenvolvimento de novas drogas, marcadores moleculares ou vacinas. / ATP diphosphohydrolase was identified in Leishmania braziliensis promastigote, and similar result was found in other Leishmania strain, typified as belonging to the Leishmania braziliensis Complex. The significant hydrolysis of di- or triphosphate nucleosides upon bivalent metal ion stimulus, associated to the inhibition promoted by sodium azide, suggested strongly that ATP diphosphohydrolase activity is present in promastigote preparations. Western blots developed with rabbit polyclonal anti-potato apyrase revealed bands of 48 and 43 kDa, possibly subunits of the same protein. These antibodies immobilized on Protein A-Sepharose depleted about 85% of the ATPase or ADPase activity from C12E9-solubilized ATP diphosphohydrolase. The immunoprecipitated resin-rabbit antibody-antigen complex was separated by SDS-PAGE, and Western blots developed with mouse polyclonal anti-potato apyrase antibodies identify the same 48 kDa band in the two promastigote strains, confirming that parasite and vegetable proteins share epitopes. Furthermore, the coincident molecular weigh suggested that this active ATP diphosphohydrolase corresponds to the putative nucleoside diphosphatase identified in L. braziliensis genome as belonging to NTPDase family, whose amino acid sequence was recently deposited in GeneBank database from NCBI. Evolutionary and closer structural relationships were then demonstrated between potato apyrase and Leishmania braziliensis NDPase by phylogenetic analysis, alignment of amino acid sequences, peptides prediction and molecular modeling. Specific protein domains are suggested to be potentially involved in the immune response. They also seem to be conserved during host and parasites co-evolution. Due to this cross-immunoreactivity between potato apyrase and ATP diphosphohydrolase from Leishmania (V.) braziliensis promastigotes, also suggested by in silico analyses, Western blots were developed with antibody present in sera from patients with American cutaneous leishmaniasis (ACL), and the results suggested that these shared epitopes are antigenic for host human. The antibody levels against the vegetable protein or against Leishmania braziliensis promastigote antigens preparation were then analyzed in 21 serum samples from patients with ACL. About 84% of them have IgG seropositivity for L. braziliensis promastigote antigens (Lb) or potato apyrase. Positive correlation was observed between IgG and the elevated IgG1 or IgG3 subtypes levels against Lb, both subtypes com 76% seropositivity in ACL patients. Interestingly, significant elevations of the IgG1 (71% seropositivity) and IgG3 (43% seropositivity) levels against potato apyrase were also observed. High IgG4 seropositivity for both Lb (62%) and potato apyrase (48%), but not of IgG2 (<24%), evidenced that parasite ATP diphosphohydrolase is also capable to stimulate this IgG subtype. IgA seropositivity for Lb or potato apyrase was 62% and 14%, respectively, while IgM or IgE antibody seropositivity was low for both preparations (<14%). These results suggest that the domains shared between potato apyrase and Leishmania braziliensis ATP diphosphohydrolase contribute with IgG antibody level elevation against promastigote antigens, associated to higher IgG1, IgG3 and IgG4 subtype production. It is the first demonstration of an active ATP diphosphohydrolase in Leishmania braziliensis promastigote form, of its cross-immunoreactivity with anti-potato apyrase antibody, and antigenic properties of conserved domains in ACL patients. Further studies of these shared domains could lead to the development of new drugs targets, molecular markers or implementation of vaccines.

L’inflammasome NLRP3 est très impliqué dans de nombreuses pathologies inflammatoires comme la fibrose pulmonaire, la polyarthrite rhumatoïde, la goutte ou la maladie de Crohn. Cette voie de signalisation permet la libération de la cytokine pro-inflammatoire IL-1β après activation par des signaux de danger comme l’ATP ou les cristaux d’acide urique (MSU). L’objectif de cette étude est de mieux comprendre le rôle des récepteurs purinergiques dans l’activation de l’inflammasome NLRP3 dans les macrophages humains. Nous montrons ici que le MSU ou les analogues de l’ATP (ATPγS ou BzATP) induisent la libération d’IL-1β dans des macrophages pré-activés par du LPS. Ces macrophages proviennent de la différenciation de monocytes issus de poches de sang périphérique (buffy coat) obtenues à l’EFS (Rennes). Nous observons que des antagonistes du récepteur purinergique P2X7, des inhibiteurs de la cathepsine B ou de la caspase-1 et des siRNA ciblant les récepteurs P2X7 et P2Y2 sont capables de réduire la libération d’IL-1β par les macrophages activés. De plus, dans cette étude nous mettons en évidence le rôle des récepteurs purinergiques dans la sécrétion d’autres cytokines pro-inflammatoires comme l’IL-1α ou l’IL-6. Ce travail suggère que la voie d’activation de l’inflammasome NLRP3 par les récepteurs purinergiques représente une nouvelle cible thérapeutique dans le traitement des pathologies inflammatoires. / NLRP3-inflammasome pathway activation appears as the corner stone of manyinflammatory diseases including pulmonary fibrosis, rheumatoid arthritis, gout and Crohn disease. This pathway is known to be activated by danger signals such as ATP or Monosodium urate (MSU) leading to the pro-inflammatory cytokine IL-1β release. The aim of this study is to investigate the role of purinergic receptors in the activation of NLRP3-inflammasome pathway in human macrophages. We found here that MSU or analogs of ATP (ATPγS or BzATP) induced the release of IL-1β from LPS-primed MDM obtained from buffy coat (EFS, Rennes). We observed that purinergic P2X7 receptor antagonists, cathepsin B or caspase-1 inhibitors, siRNA targeting P2Y2R or P2X7R were able to reduce the release of IL-1β from activated macrophages. Furthermore we studied the role of purinergic receptors in pro-inflammatory cytokines release, such as IL-1α or IL-6. This study suggests that P2 receptors-NLRP3 inflammasome pathway represents a novel potential therapeutic target to control inflammation in inflammatory diseases.

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.

N,N,N\',N \'-tetrametil-p-fenilenodiamina (TMPD) catalisa a autoxidação de coenzimas piridínicos (NADH, NADPH) e modelos (ClBCH ,ClPCH ) ao cátion piridínico com rendimentos de 80-100%. A velocidade destas reações mostrou dependência de primeira ordem com respeito à concentração da 1,4-dihidronicotinamida e de meia ordem em relação às concentrações de O2 e TMPD. Estes dados cinéticos e testes com captadores de ion superóxido e superóxido dismutase indicam que os radicais HO&#8226;2 oriundos da autoxidação lenta do TMPD promovem a oxidação da dihidronicotinamida numa reação em cadeia; no término os radicais HO&#8226;2 se aniquilam por dismutação. O mecanismo proposto também é confirmado (1º) pela razão kC-H/kC-D=2,3 quando se substitui um dos hidrogênios do C4 de ClBCH por deutério, (2º) pelas idênticas velocidades iniciais em H2O e D2O, (3º) pelo valor da Ea = 10 kcal/mol na autoxidação do NADH e (4º) pelo aumento da velocidade de pH = 7,8 a pH 6,5. TMPD também promove a autoxidação do derivado 5, 6-hidratado (PHTN) da dihidronicotinamida ao cátion piridínico (ClPC+) apenas de fosfato ou arsenato estão presentes. O ClPC+ nã o se forma a partir do ClPCH em equilíbrio com o PHTN. Muito provavelmente se forma a partir do intermediário fosforilado no C6 por oxidação no C4 seguida de eliminação de fosfato. Quando PHTN e ClPCH foram oxidados pelo sistema O2/TMPD na presença de fosfato de piridínio ou de tetra-n-butilamônio em meio piridínico houve formação de pirofosfato, isolado por cromatografia de papel e por resina de troca aniônica. Adicionando-se ADP de tetra-n-butilamôneo ao sistema, constatou-se a formação de pirofosfato e de ATP com rendimentos mínimos de 5% e 3% , respectivamente. Por outro lado se a mistura de reação contém AMP de tetra-n-butilamôneo pôde-se verificar a formação de pirofosfato, ADP e ATP com rendimento total de 28% de \"ligações ricas\". A reação estudada foi proposta como modelo para síntese de ATP no sítio I da cadeia respiratória. / N,N,N\',N\'-tetramethyl-p-phenylenediamine (TMPD) catalyses the autoxidation of the pyridine coenzymes and of their models to the pyridinium form (80-100% yields). The first arder dependence of the rate upon the dihidronicotinamide concentration and half order upon both the O2 and TMPD concentrations, indicates that the relatively slow autoxidation of TMPD is the source of free radicals: dihydronicotinamide autoxidizes by the HO&#8226;2 chain mechanism and in the termination step the HO&#8226;2 radicals decay by dismutation. Such a mechanis is also supported by the inhibitory effects of cathecol, a scavenger of the HO&#8226;2 radical, and of superoxide dismutase, an enzyme which accelerates the dismutation of the O-2/ HO&#8226;2 species. The mecanism is further supported by (1) kC-H/kC-D=2,3 for substitution in 1-benzyl-1,4-dihydronicotinamide (ClBCH), (2) identical rates in H2O and D2O buffers, (3) Ea = 10 kcal/mole in the autoxidation of NADH and (4) the increase in rate from pH 7,8 to 6,5. TMPD promotes also the autoxidation of 1-n-propyl-6-hydroxy-1,4,5,6 - tetrahydronicotinamide (PHTN) to the 1-propyl-3-carboxamidopyridinium cation (ClPC+) provided phosphate ar arsenate are present. ClPC+ originates not from 1-n-propyl-1,4-dihydronicotinamide (ClPCH) in equilibrium with PHTN but most certainly from a C6 phosphorylated intermediate by oxidation at C4 and loss of phosphate. When PHTN an ClPCH were oxidated by the system O2/TMPD in the presence of pyridinium phosphate or tetra-n-butylammonium phosphate in pyridineas solvent, formation of pyrophosphate occurred. Pyrophosphate was isolated and identified by paper and ionic exchange resin chromatography. If tetra-n-butylammonium ADP is also present in the system, one can observe the formation of both pyrophosphate and ATP (5% and 3% minimum yields, respectively). In the presence of tetra-n-butylammonium AMP there, formation of pyrofosphate, ADP and ATP occurs. The total yield of energy rich bond is 28%. We suggest that the reaction is a model for the generation of the first ATP in the respiratory chain.

ATPDases ou ATP-difosfohidrolases são enzimas que clivam o ATP e o ADP a AMP e Pi e estão envolvidos em inibição da agregação plaquetária. No parasita Schistosoma mansoni nosso grupo identificou e clonou o gene da ATPDase1, e a proteína foi localizada na superfície do tegumento. Recentemente, clonamos o gene da ATPDase2 usando a informação do banco de dados de ESTs de S. mansoni e imunolocalizamos a sua proteína também no tegumento. ATPDase2 foi encontrada em ambas as membranas do tegumento basal e apical juntamente com a ATPDase1, entretanto ATPDase2 somente foi encontrada no espaço sincicial do tegumento. A presença de ambas as enzimas sobre a superfície externa do tegumento sugere um maior papel sobre a regulação de abundância de nucleotídeos. Análise da expressão de ambos os genes foram realizadas por RT- PCR em tempo real usando RNA de ovos, miracídeo, cercária, esquistossômulo e verme adulto. Os resultados mostraram que o gene da ATPDase1 foi mais expresso em ovos (7 vezes), adulto (6 vezes), cercária (3,5 vezes) e esquistossômulo (1,5 vezes) quando comparado ao miracídio, que foi tomado como referência. O gene da ATPDase2 foi mais expresso em ovos (16 vezes), cercária (11 vezes), miracídio (7 vezes) e verme adulto (2 vezes) quando comparado a esquistossômulo, mostrando que ambos os genes são modulados ao longo de seus estágios de ciclo de vida . Para maior caracterização destas enzimas, elas foram expressas heterologamente na levedura Pichia pastoris como proteínas de fusão com cauda de 6 histidinas e as proteínas recombinantes foram purificadas por cromatografia de afinidade com resina de Ni-NTA. As ATPDases recombinantes foram obtidas de forma ativa e medições de atividade enzimática foram realizadas. ATPDase1 - mostrou atividades ATPásica e ADPásica em torno de 650 e 160 nmoles Pi.min -1. mg-1 , respectivamente. ATPDase2 teve atividades ATPásica e ADPásica na faixa de 1050 e 250 nmoles Pi.min-1.mg-1 , respectivamente. Adicionalmente, atividades UTPásica e UDPásica também foram encontradas nestas enzimas. Estudos de dicroísmo circular com estas duas enzimas elucidaram suas estruturas secundárias. Com isto, ATPDase1 (S66 to Q507 ) teve alfa-hélice (7 %), folha-beta (45 %) e estrutura randômica (48 %), e a ATPDase2 (N83 a K564 ) mostrou conter alfa-hélice (14 %), folha-beta (33 %) e estrutura randômica (53 %). Nós mostramos que a ATPDase2 é secretada pelo parasita no meio, de forma similar como descrito para as ATP-difosfohidrolases humanas CD39L2 e CD39L4. Adicionalmente, em ensaios de inibição de penetração (cercária em camundongo) usando anticorpo anti- ATPDase1 foi mostrada uma redução em 20 % da capacidade de penetração através da pele das cercárias previamente incubadas com o anti-soro. Devido a que a expressão do gene da ATPDase2 estava mais alta em miracídio e cercária, estágios que infectam caramujos e humanos, respectivamente, postulamos que ATPDase2 poderia ajudar no processo de invasão do parasita. No estágio ovo ambos os genes estão altamente expressados sugerindo um possível envolvimento das ATPDases na resposta de proteção contra o sistema imune humano. Ensaios de proteção contra S. mansoni em camundongos, usando as ATPDases 1 e 2 como antígenos, resultaram em uma baixa proteção obtendo-se não mais que 20% na redução da carga parasitária. / ATPDases or ATP-diphosphohydrolases are enzymes that cleave ATP and ADP to AMP and Pi and are involved in inhibition of platelet aggregation. In the parasite Schistosoma mansoni our group had identified and cloned the ATPDase1 gene and localized the protein on the tegument surface. Recently, we cloned the ATPDase2 gene using S. mansoni EST databank information and we immunolocalized it also in the tegument. ATPDase 2 was found on both the apical and basal tegument membranes together with ATPDase1, but only ATPDse2 was found in the syncytium space of the tegument. The presence of both enzymes on the tegumental outer surface suggests a major role in regulation of nucleotides abundance. Expression analysis of both genes was performed by Real Time RT- PCR using RNA from eggs, miracidia, cercariae, schistosomula and adult worms. The results showed that ATPDase1 gene was more expressed in eggs (7-fold), adults (6-fold), cercariae (3.5-fold) and schistosomula (1.5-fold) when compared to miracidia, which was taken as the reference. ATPDase2 gene was more expressed in eggs (16-fold), cercariae (11-fold), miracidia (7-fold) and adult worms (2-fold) when compared to schistosomula, showing that both genes are modulated along the life cycle stages. For further characterization of these enzymes, they were expressed heterologously in the yeast Pichia pastoris as fusion proteins with hexa-histidine tags and the recombinant proteins were purified by Ni-NTA affinity chromatography. The recombinant ATPDases were obtained in active form and activity measurements were performed. ATPDase1 did show ATPase and ADPase activities about 650 and 160 nmoles Pi.min-1.mg-1 , respectively. ATPDase2 had ATPase and ADPase activities in the range of 1050 and 250 nmoles Pi.min-1.mg-1 , respectively. These results were obtained in the presence of calcium as cofactor. Additionally, UTPase and UDPase activities were found for both enzymes. Circular dichroism studies with these enzymes elucidated their secondary structures; ATPDase1 (S66 to Q507 ) has alpha helix (7%), beta sheet (45%) and random coil (48%), whereas ATPDase2 (N83 a K564 ) showed alpha helix (14%), beta sheet (33%) and random coil (53%). We found that ATPDase2 was secreted by the parasite to the medium, similar to what has been described for human CD39-L2 and CD39-L4 ATP-diphosphohydrolases. Additionally, a penetration assay (cercaria to mice) using antibody anti-ATPDase1 did show a decrease of 20% in the penetration capacity through mice skin of cercaria previously incubated with this antiserum. Because ATPDase2 gene expression was increased in miracidia and cercariae, the stages that infect snail and human, respectively, we postulate that ATPDase2 may help the parasite\'s invasion process. In the egg stage both genes were highly expressed suggesting a possible involvement of the ATPDases in the protection response of eggs against the human immune system. Assays of protection against S. mansoni in mice, using recombinant ATPDase1 and 2 as antigens, resulted in low protection obtaining no more than 20% of parasite burden reduction.