O trabalho descreve o estudo do metabolismo secundário de Piper regnellii. Os principais metabólitos de Piper regnellii são 3 fenilpropanóides, 4 neolignanas di-hidrobenzofurânicas, entre as quais conocarpano, epi-conocarpano e regnellina; 3 neolignanas benzofurânicas: eupomatenóide-6, eupomatenóide-5 e eupomatenóide-3, e 3 dinor-neolignanas: decurrenal, epi-decurrenal e um éster metílico. Com base nas substâncias isoladas, foi proposta uma rota biossintética, onde o fenilpropanóide p-hidróxi-propenil-benzeno é sugerido como o precursor da neolignana conocarpano. Esta rota biossintética foi avaliada, utilizando-se preparações enzimáticas de folhas de P. regnellii, onde foi observada a conversão do p-hidróxi-propenil-benzeno em conocarpano com rendimento de 21 %. O conocarpano enzimaticamente produzido foi analisado por cromatografia quiral, que mostrou a conversão enantiosseletiva (85% ee) para a formação do (+)conocarpano e 100% ee para a formação do (-)-epi-conocarpano. A fração enzimática responsável pela conversão foi também avaliada quanto à especificidade ao substrato, utilizando-se o ácido p-cumárico, álcool p-cumárico e E-isoeugenol. Somente no caso deste último foi observada sua conversão não específica em licarina-A, que pode ser considerada artefato biossintético. Observou-se que a fração enzimática é específica para propenil-fenóis, não convertendo fenilpropanóides com C-9 oxidado. Esta é a primeira demonstração de uma enzima específica envolvida na biossíntese de uma neolignana como dímero de propenilfenol. / This present work describes the biosynthetic study of secondary metabolism in Piper regnellii (Piperaceae). The isolation and structural determination of major secondary compounds carried out in roots of P. regnellii yielded three phenylpropanoids (apiol, dillapiol and myristicin), four dihydrobenzofuran neolignans, including conocarpan and epi-conocarpan, three benzofuran neolignans: eupomatenoid-6, eupomatenoid-5 and eupomatenoid-3, and three dinor-neolignans: decurrenal, epi-decurrenal and a methyl ester. Since p-hydroxypropenylbenzene was considered to be the precursor of the dihydrobenzofuran neolignan conocarpan, such conversion was evaluated by an enzyme preparation obtained from leaves. A membrane fraction was capable to convert unlabelled p-hydroxypropenylbenzene to conocarpan (21 %), in a enantiosseletive manner since the (+)-conocarpan produced showed 85% ee and (-)-epiconocarpan 100% ee. The substrate specificity of this enzyme was evaluated against E-isoeugenol, p-coumaric acid and p-coumaric alcohol, but no conversion could be observed. The soluble fraction was able to catalyse the dimerization of E-isoeugenol to the racemic licarin-A, which can be considered an artefact since this neolignan is not a natural product of P. regnellii. The occurrence of benzofuran neolignans in P. regnellii is determined by the presence of a highly enantioselective and substrate specific enzyme which is capable to dimerize p-hydroxypropenyl-benzene to (+)-conocarpan. To date, this is the first demonstration of a specific enzyme involved in biosynthesis of neolignan as a dimer of propenylbenzene.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-08-18T11:18:15Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 483031 bytes, checksum: fdee08ea45b1d6006db79159f59bcb16 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-18T11:18:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 483031 bytes, checksum: fdee08ea45b1d6006db79159f59bcb16 (MD5) Previous issue date: 2015-07-13 / Existe um crescente interesse na utilização de microalgas para a produção de biocombustíveis, alimentos e outros produtos de valor comercial. As microalgas possuem grande capacidade de fixar CO2 atmosférico e acumular carbono, sobretudo na forma de amido e lipídeos. Entretanto, ainda pouco é conhecida a regulação da biossíntese de amido e lipídeos ao longo do curso diário da fotossíntese e as relações das variações desses metabólitos com o crescimento e a produção final de biomassa. Assim, faz-se necessário uma maior compreensão das vias metabólicas e sua regulação para compreender a fisiologia e os mecanismos envolvidos na biossíntese de amido e lipídeos. Dessa forma o presente trabalho objetivou estudar a biossíntese e degradação do amido, de açúcares e lipídeos ao longo do dia. Foram selecionadas duas espécies de microalgas verdes com diferentes taxas de crescimento e contrastantes quanto a produção de amido e lipídeos totais. Com base nestes critérios foram utilizadas Chlamydomonas reinhardtii CC125, que possui um elevado acúmulo de amido e baixo teor lipídico, e Monoraphidium irregulare BR023, que possui menor conteúdo de amido e maior conteúdo de lipídeo. A cepa de M. irregulare apresentou ao final do cultivo 2,5x106 células/mL, sendo inferior ao verificado para o cultivo de C. reinhardtii (3,5x106 células/mL). Para proteínas foram encontrados valores médios inferiores em M. irregulare aos observadoss em C. reinhardtii. Comportamento similar entre as cepas foi observado para os teores de aminoácidos totais. Verificou-se menores taxas de síntese e degradação de amido para M. irregulare em ambas as fases quando comparado com as respectivas taxas para C. reinhardtii. Foram observadas maiores intensidades de fluorescência para lipídeos em M. irregulare, o que indica que esta espécie apresenta maior teor de lipídeo durante o cultivo em relação a C. reinhardtii. Conclui-se que: (i) os teores de proteínas e aminoácidos estão relacionados diretamente com a taxa de crescimento celular; (ii) lipídeo apresenta variação constante ao longo do dia; (iii) amido apresenta comportamento em ritmo circadiano; (iv) a taxa de degradação mais rápida do amido acompanha o aumento do crescimento, como em C. reinhardtii. / There is a growing interest in using microalgae as a resource for biofuel production, food and other value products. Microalgae have great ability to fix atmospheric CO2 and accumulate carbon, mostly in the form of starch and lipids. However, it is still little known regulation of starch biosynthesis and lipid along the daily course of photosynthesis and the relationship of variations of these metabolites to the growth and final biomass production. Thus, a greater understanding of metabolic pathways it is necessary and its regulation to understand the physiology and the mechanisms involved in the biosynthesis of starch and lipids. Thus the present study investigated the biosynthesis and degradation of starch, sugars and lipids throughout the day. Two species of green microalgae with different growth rates and contrasting as the production of starch and total lipids selected. Based on these criteria were used Chlamydomonas reinhardtii CC125, which has a high accumulation of starch and low- fat, and Monoraphidium irregulare BR023, which has a lower starch content and higher content of lipid. The strain of M. irregulare showed at the end of cultivation 2.5x106 cells/ml, being lower than that for the cultivation of C. reinhardtii (3,5x106 cells/ml). For proteins found average in M. irregulare average values lower to observed for the C. reinhardtii. Similar behavior was observed among strains for total amino acid content. It was found lower rates of starch synthesis and degradation M. irregulare in both phases compared to the respective rates for C. reinhardtii. There was higher fluorescence intensities for lipids in M. irregulare, indicating that this species has a higher lipid content during cultivation. It concludes that: (i) the levels of proteins and amino acids are directly related to the rate of cell growth; (ii) lipid presents constant change throughout the day; (iii) starch shows behavior circadian rhythm; (iv) the faster degradation rate of the starch accompanies increased growth, as in C. reinhardtii.

A erva-mate (Ilex paraguariensis A.St.-Hil.) é uma espécie nativa da América do Sul, muito utilizada no preparo de bebidas estimulantes. As folhas e ramos utilizados no preparo destas bebidas não são consumidos na sua forma in natura ou bruta, ao contrário, eles passam por uma série de processamentos industriais como o sapeco, secagem, moagem e envelhecimento. As condições de processamento podem modificar as características sensoriais assim como podem influenciar diretamente a quantidade final de substâncias bioativas presentes na ervamate. As principais classes de compostos bioativos encontrados na erva-mate são as metilxantinas, os polifenóis e as saponinas. Essas substâncias são responsáveis por uma série de efeitos benéficos, como a atividade antioxidante, hipocolesterolemiante, anti-obesidade, anti-inflamatória e cardioprotetora. Porém, não foram encontrados na literatura, estudos que correlacionem a atividade da erva-mate sobre o metabolismo de proteínas. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar o metabolismo de aminoácidos e de lipídios em ratos tratados com extrato aquoso de erva-mate comercial e bruta. Foram utilizados 30 ratos Wistar machos divididos em três grupos: grupo controle (CTR): animais tratados com ração padrão e água ad libitum, grupo da erva-mate comercial (COM) e grupo da erva-mate bruta (BRU): animais tratados com ração padrão e extrato de erva-mate comercial ou bruta ad libitum, respectivamente. Além da captação do ácido aminoisobutírico (AIB-14C), da oxidação de Lalanina- 14C e da síntese de proteínas a partir de Leucina-14C, também foram avaliados o peso corporal, os níveis séricos de insulina, glicose, colesterol total, triglicerídeos, ureia, proteínas totais e os índices das gorduras retroperitoneal e epididimal e a respectiva atividade lipolítica desses tecidos. O tratamento com o extrato de erva-mate comercial aumentou significativamente a captação de AIB-14C no fígado. Ambos os tratamentos com extrato aquoso de erva-mate comercial e bruta reduziram drasticamente a síntese de proteínas no fígado e o peso das gorduras retroperitoneais e aumentaram os níveis de lipólise do tecido adiposo epididimal. Apenas o grupo COM reduziu significativamente o ganho de peso dos animais enquanto que apenas o grupo BRU reduziu os níveis séricos de triglicerídeos. Ambos os extratos COM ou BRU não modificaram o metabolismo de proteínas no músculo sóleo. Este trabalho demonstrou pela primeira vez que a erva-mate é capaz de interferir no metabolismo hepático de aminoácidos e no metabolismo de lipídeos, sem interferir no metabolismo de proteínas do músculo esquelético. Além disso, foi observado que alguns efeitos estão diretamente relacionados a proporção entre os compostos bioativos presentes nos extratos, visto que os extratos de erva-mate comercial e bruta diferiram em vários resultados. / Yerba mate (Ilex paraguariensis A.St.-Hil.) is a native specie from South America, widely used in the preparation of stimulant drinks. The leaves and branches used in these drinks are not consumed in the natural or gross form, rather, they undergo a series of industrial processes such as singeing, drying, milling and aging. The processing conditions can modify the sensory characteristics and can directly influence the final amount of bioactive substances present in yerba mate. The major classes of bioactive compounds found in yerba mate are methylxanthines, polyphenols and saponins. These substances are responsible for a number of beneficial effects such as antioxidant activity, cholesterol lowering activity, anti-obesity, antiinflammatory and cardioprotective effects. However, weren’t found in the literature, studies that correlate the activity of yerba mate on proteins metabolism. The aim of this study was to evaluate the amino acids and lipids metabolism on rats treated with aqueous extract of commercial or gross yerba mate. We used 30 male Wistar rats divided into three groups: control water group (CW): animals treated with standard chow and water ad libitum, commercial mate group (CM) and gross mate group (GM): animals treated with standard chow and aqueous extract of commercial or gross yerba mate ad libitum, respectively. Beyond the uptake of aminoisobutiric acid (AIB-14C), the oxidation of L-alanine-14C and protein synthesis from Leucine-14C, were also evaluated body weight, seric levels of insulin, glucose, total cholesterol, triglycerides, urea, total protein and fat contents of retroperitoneal and epididymal and the lipolytic activity of these tissues. The treatment with the commercial yerba mate extract significantly increased uptake of AIB-14C in the liver. Both treatments with aqueous extract of commercial and gross yerba mate drastically reduced protein synthesis in the liver and retroperitoneal fat weight and increased levels of epididymal adipose tissue lipolysis. Only the CM group significantly reduced the weight gain of the animals while only the GM group reduced levels of seric triglycerides. Both extracts CM or GM did not change the protein metabolism in the soleus muscle. This study first demonstrated that yerba mate is able to interfere with the hepatic metabolism of amino acid and lipid metabolism, without interfering with protein metabolism in skeletal muscle. Moreover, it was observed that some effects are directly related to the ratio of bioactive compounds present in the extracts, whereas extracts of commercial yerba mate and gross yerba mate differed in several outcomes.

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:49:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-07-27. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-11T03:26:11Z : No. of bitstreams: 1 Publico-12806.pdf: 1520174 bytes, checksum: ef3fc7f7d5723098ec8ce9d05fe62187 (MD5) / Heparam sulfato (HS) é um glicosaminoglicano altamente modificados (GAGs) ligados a um core proteíco, formando os proteoglicanos de heparam sulfato (HSPGs). A estrutura do HS é caracterizada por padrões de modificações específicas, dependendo do tipo celular, da idade e do organismo. A estrutura das cadeias de açúcar do HS são importantes na modulação da atividade dos HSPGs. A biossíntese do HS é conservada a partir de nematóides até o homem, iniciando no sistema retículo endoplasmático / cis-Golgi, onde uma ligação de tetrassacarídeo é adicionado a um resíduo de serina do core proteíco do proteoglicano. Após a adição covalente de um resíduo de xilose pela xilosil transferase, três diferentes enzimas adicionam os resíduos de galactose-galactose-ácido glucurônico, constituindo assim a região de ligação, sendo este último passo essencial para o complexo de polimerases EXT1 e EXT2 acrescentarem unidades alternadas de ácido glucurônico (GlcA) e glucosamina N-acetilada (GlcNAc) na região não-reduzida da cadeia. Após esta etapa de polimerização, um conjunto de modificações ocorrem: Ndesacetilação / N-sulfatação da GlcNAc pela enzima bifuncional, glucosaminil N-desacetilase / N-sulfotransferase, epimerização do ácido glucurônico adjacente ao recente domínio N-sulfatado pela glucuronosil C5 epimerase, e por fim, 2, 3 e 6-O sulfatação por diferentes sulfotransferases com distribuição tecido e isoformas específicas. A regulação dessas reações, bem como o mecanismo de sulfatação, são mal compreendidos. Além da evidência fragmentada, existe uma interrogação sobre a sistemática das interações bioquímicas da maquinaria biossintética do HS. N-Desacetilase-Nsulfotransferase 1 (Ndst1) promove a catálise inicial das modificações do HS e Heparina (Hep), removendo os grupos acetil das unidades de Nacetiglucosamina com subseqüente sulfatação dos amino grupos livres. Utilizando uma biblioteca de Phage Display, selecionamos com sucesso dois peptídeos que interagem especificamente com a Ndst1, inibindo sua atividade de sulfatação. Inibidores da maquinaria biossintética dos GAGs são importantes ferramentas para o estudo deste evento, bem como, na alteração da composição das cadeias de açúcar do HS em modelos in vitro. Ainda, utilizando as ferramentas de molecular docking e dinâmica molecular, fomos capazes de estudar com detalhe o sítio catalítico da NDST de origem humana e decifrar a relevância da precisão catalítica dos resíduos limitantes através da fenda hidrofóbica, bem como, a sua significância para o reconhecimento e sulfatação do glicano. Além disso, nós determinamos o resíduo de aminoácido essencial para a ligação ao hNDST, Finalmente, utilizando ambas tecnologias de identificação multidimensional da proteína e imunohistoquímica, fomos capazes de demonstrar inicialmente a presença e a localização tecidual dos diferentes proteoglicanos em diferentes órgãos do gastrópode Achatina fulica. A. Fulica é um modelo vital para a caracterização da especificidade e o modo de ação das enzimas envolvidas na biossíntese dos GAGs, pois a estrutura do GAG acaram sulfato, encontrado somente neste organismo, contradiz a atual teoria biossintética. Além disso, pela análise proteômica das proteínas isoladas do Golgi da A. fulica, bem como, a imunohistoquímica das secções dos tecidos, detectamos a presença da maquinaria de biossíntese dos glicosaminoglicanos. Portanto, este estudo busca elucidar a atividade da NDST, além de, fornecer novas técnicas e abordagens originais para o estudo da biossíntese dos GAGs. / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações

Made available in DSpace on 2014-12-05T18:40:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) luana_ferreira_ioc_mest_2009.pdf: 2254702 bytes, checksum: 40f4b71b46737ba469bce20ef19d9181 (MD5) Previous issue date: 2014-11-18 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Várias populações de Aedes aegypti, vetor da dengue e da febre amarela urbana, apresentaram resistência aos inseticidas clássicos utilizados em seu controle. Sendo assim, torna-se imperativo o estabelecimento de estratégias alternativas. Nesse sentido, a biossíntese de quitina é um alvo potencial. Em artrópodes, a quitina é considerada o principal constituinte da cutícula (ou exoesqueleto). A quitina Sintase (do inglês Chitin Synthase, CHS) é uma enzima-chave na biossíntese desta molécula, e os compostos benzoil-fenil-uréias (BPUs) possuem atividade inibidora da síntese de quitina, interferindo na formação da cutícula em diversas espécies de insetos. Novaluron é um BPU recentemente recomendado pela WHO para uso em água potável, o que o qualifica como uma alternativa viável para o controle de larvas do vetor da dengue. Neste trabalho investigamos, durante o desenvolvimento larvar de Ae. aegypti, a influência de novaluron sobre: 1) o conteúdo de quitina; 2) a expressão do gene AaCHS1, evidenciada por seus transcritos alternativos AaCHS1a e AaCHS1b e, 3) a estrutura do exoesqueleto e da membrana peritrófica. Para tanto, inicialmente foi necessário observar os momentos das ecdises larvais. Os pontos definidos para a coleta das amostras levaram em conta o processo de síntese de cutícula a cada instar larvar. Foram escolhidos pontos tentativamente representativos do início (i), meio (int) e fim (f) do terceiro (L3) e do quarto (L4) instares. Os pontos de L3i, L3int, L3f, L4i, L4int e L4f foram definidos como 53, 59,5, 68, 75, 92,5 e 98 horas após a eclosão (HAE), respectivamente. Novaluron foi então administrado continuamente a larvas L3, a partir de 51 HAE, em concentrações definidas em relação ao seu percentual de inibição de emergência do adulto (IE): IE20, IE50 e IE99. Foi observado um aumento significativo no conteúdo de quitina de larvas controle, desde L3i até L4f. Novaluron afetou significativamente a produção de quitina de forma dose-dependente, ao longo do desenvolvimento larvar. A abundância relativa de mRNA dos transcritos AaCHS1a e AaCHS1b foi avaliada por PRC quantitativo em tempo real, de L3i e L4f, em larvas controle e tratadas com dose de IE99. O perfil de expressão dos transcritos AaCHS1a e AaCHS1b é similar em larvas controle, ainda que a variação temporal de AaCHS1b seja maior. O BPU parece ter um efeito mais proeminente sobre o perfil de expressão de AaCHS1b, que se acentua nas primeiras horas após tratamento. Com base nos resultados obtidos, duas hipóteses são discutidas: mecanismo de feedback positivo ou atraso fisiológico do desenvolvimento. Ensaios histológicos preliminares validaram a metodologia utilizada para preparo e observação da morfologia de larvas tratadas e controle. Cortes longitudinais evidenciaram a preservação de estruturas internas, inclusive as quitinosas, o que abre a perspectiva de ensaios futuros de marcação específica para quitina / Several populations of Aedes aegypti , vector of dengue and urban yellow fever, exhibit resistance to insecticides used on their control. T herefore, the establishment of alternative strategi es becomes imperative. In this regard, chitin biosynth esis is a potential target. In arthropods, chitin i s considered the main constituent of the cuticle (or exoskeleton). Chitin Synthase (CHS) is a key enzyme in the biosynthesis of this molecule and, Be nzoyl-phenyl-urea (BPU) compounds inhibit chitin synthesis, interfering with cuticle formation in se veral insect species. Novaluron was recently recommended by WHO for use in potable water, which qualifies this BPU as a viable alternative to the control of the dengue vector larvae. In the present work we investigated the influence of novaluron, during larval development of Ae. aegypti , on the: 1) chitin content, 2) AaCHS1 gene expression, through its alternative spliced forms AaCHS1a and AaCHS1b , and 3) exoskeleton and peritrophic membrane structure. For this purpose, it was first necessary to observe the timing of larval ecdysis. The time points selected for sampling took into acc ount the process of cuticle synthesis at each larva l instar. Tentative initial (i), intermediary (int) a nd final (f) representative time points were chosen for the third (L3) and fourth (L4) larval instars. The poin ts of L3i, L3int, L3f, L4i, L4int and L4f were defi ned as 53, 59.5, 68, 75, 92.5 and 98 hours after hatching (HAH), respectively. Novaluron was continuously administered to L3 larvae, from 51 HAH on at concen trations defined with respect to the percentage of adult emergence inhibition (EI): EI 20 , EI 50 and EI 99 . In control larvae, a significant increase of the chitin content, from L3i until L4f, was observed. Novaluro n significantly affected chitin production in a dos e dependent manner, during larval development. The re lative abundance of AaCHS1a and AaCHS1b transcripts was evaluated by quantitative real time PCR, from L3i to L4f, on both control and novaluro n IE 99 larvae. The expression of AaCHS1a the treated larvae were similar to control. The ex pression profile of both AaCHS1a and AaCHS1b transcripts is similar in control larvae, even if variations in AaCHS1b are higher. BPU treatment effect seems more pronou nced on AaCHS1b expression profile, that is activated in the first hours immediately fo llowing treatment. Two hypotheses are raised: a positive feedback mechanism or a physiological deve lopment delay. Preliminary histological observations validated the methodology employed for preparing and observing control and treated larvae morphology. Longitudinal sections put in evi dence the preservation of internal structures, including chitinized ones, opening the perspective of future assays for specific chitin.

Made available in DSpace on 2015-11-04T13:39:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 tainah_paula_ioc_dout_2013.pdf: 4720016 bytes, checksum: abb2c1119571eec6ea090739b5bbc8a7 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2015-10-29 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / A regulação gênica em tripanossomatídeos é policistrônica e ocorre de maneira pós-transcricional. Nas extremidades 5' e 3' dos RNA mensageiros existem segmentos que podem conter elementos regulatórios chamados UTR (Untranslated Regions), os quais são regiões transcritas, porém não-traduzidas. Para verificar se UTR de tamanhos diferentes possuem impacto na transcrição e, por conseguinte, na tradução de proteínas, selecionou-se genes da família de trans-sialidases, devido à importância destas no processo de invasão celular. A metodologia envolveu a extração de RNA total de T. cruzi CL-Brener, seguido da síntese de cDNA, PCR, clonagem dos produtos amplificados e seqüenciamento por Sanger e pelo uso do 454 Junior (Next Generation Sequencing \2013 NSG). Como as trans-sialidases correspondem a uma família gênica de cópias múltiplas, usou-se a estratégia de sequenciamento de alto-desempenho na tentativa de cobrir o maior número possível de genes desta família. Para isso foram obtidos cDNAs de trans-sialidases de CL-Brener nas formas epimastigota e tripomastigota com o iniciador 5\2019UTRTCNA, os quais apresentaram UTR com tamanhos variados entre 65 \2013 187 pb, além da obtenção de cDNAs para esta família de proteínas, em epimastigotas CL-Brener, com o iniciador 5\2019TcTS, apresentando UTR variando de 171 a 221 pb, com similaridade de sequências entre elas. Com o intuito de avaliar a correspondência entre a transcrição dos RNAs de trans-sialidases e a sua tradução, houve a necessidade de identificação das proteínas. Desenvolvemos uma metodologia de lise celular e produção de extrato proteico (denominado TcS12) a partir de células de T. cruzi no estágio epimastigota. As cepas selecionadas para esse estudo foram CL-Brener (TcVI), Dm28c (TcI), Y (TcII) e 4167 (TcIV) O processo de lise celular foi otimizado para 107 parasitos/mL ressuspensos em 200 \03BCL de tampão de lise hipotônica (por 30 minutos a 40C), associado ao sonicador de banho (por 30 minutos a 40C). A eficiência da metodologia foi validada pela citometria de fluxo mostrando que aproximadamente 72% das células foram marcadas com iodeto de propídeo (PI). A qualidade dos extratos proteicos foi analisada por LCMS/MS usando-se a estratégia MSE label free para quantificação relativa de proteínas. Foram identificadas 1153 proteínas totais, cuja expressão proteica das cepas 4167, Dm28c e Y, quando comparada à CL-Brener (cepa referência), apresentou 32, 51 e 73 proteínas up-expressed, enquanto que 80, 92 e 60 proteínas mostraram-se down\2013expressed, respectivamente. Entre as trans-sialidases identificadas, a única cópia encontrada no extrato TcS12 (número de acesso no UniProt - Q4DGV8) apresentou seu RNAm correspondente no banco de dados de cDNA de CL-Brener, com UTR de 214 pb, estando, portanto, na faixa de tamanhos das outras UTR de trans-sialidases obtidas neste estudo. Esse resultado sugere que outros fatores, não necessariamente o tamanho per se das UTR, podem influenciar no fenômeno de tradução nesses tripanossomatídeos. Em relação aos extratos proteicos de epimastigotas gerados a partir das outras cepas, a quantidade de trans-sialidases identificadas foram de 1 (cepa 4167), 2 (cepa Dm28c) e 117 (cepa Y) cópias, indicando assim a tradução satisfatória de pelo menos uma das muitas cópias desta família gênica / Gene regulation in trypanosomatids is polycistronic and occurs in a post - transcriptional way. There are also regulatory elements named UTRs (Untranslated Regions) that are transcribed regions, but not translated. To verify the impact of UTRs presenting different sizes in the transcription machinery and protein translation, genes f rom trans - sialidas e family were selected due to its importance in the cell invasion process. The methodological strategies involved the extraction of total RNA from T. cruzi CL - Brener strain , followed by cDNA synthesis, PCR, cloning and sequencing of amplified products by Sanger and by using the 454 Junior (Next Generation Sequencing – N G S ). Considering that trans - sialidase is a multi - copy gene family, this high - throughput sequencing strategy was employed in an attempt to cover the largest number of trans - sialidase genes. Trans - sialidase cDNAs from CL - Brener epimastigote and tripomastigote were obtained with 5`UTRTCNA primer show ing UT R sizes between 65 - 187 bp. The cDNA from this protein fam ily were also obtained with the 5’TcTS primer from CL - Brener epimastigote s , generating UTRs with 171 - 221 bp . Both 5’UTR presented sequence similarit ies between them. In order to evaluate the correspondence between trans - sialidase gene transcription and t ranslation, it was necessary to accomplish the identification of proteins. Therefore, we developed a methodology for cell disruption, which resulted in a protein extract ( referred as TcS12 ) from epimastigote T. cruzi cells. The strains selected for this st udy were CL - Brener (TcVI), Dm28c (TcI), Y (TcII) and 4167 (TcIV). The process for lysing the cells was optimized to 10 7 parasites/mL resuspended in 200 μL hypotonic lysis buffer (30 minutes at 4 o C) , followed by water bath sonication (30 minut e s a t 4 o C) . The process effic acy was confirmed by FACS , showing that near 72% of the cells were successfully stained with propidium iodide solution (PI). The quality of the protein extracts was analyzed by LCMS/MS using the strategy MS E label free for relative quant ification of proteins. A totality of 1153 proteins were identified and the comparison of the expression profiles between the strains 4167, Dm28c and Y , using the CL - Brener as reference, showed 32, 51 and 73 proteins up - expressed, and 80, 92 and 60 proteins were shown to be down - expressed, respectively. We observed that 117 trans - sialidase s were identified in Y strain, whilst in 4167, Dm28c and CL - Brener were found 1, 2 and 1 trans - sialidases, respectively. Moreover only one copy of trans - sialidase found in the TcS12 extract (UniProt accession number - Q4DGV8), also met its corresponding mRNA in the CL - Brener cDNA database, presenting an UTR of 214 bp, in the size range of the others trans - sialidase UTRs obtained herein. This result suggests th at other facto r s, but not exclusively the UTR sizes per se , could be related to the translation phenomenon in these trypanosomes

Made available in DSpace on 2015-11-11T12:12:01Z (GMT). No. of bitstreams: 2 luis_ponce_ioc_dout_2014.pdf: 1486134 bytes, checksum: 9dd0c29de095c29028394b797fd2d769 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2015-06-10 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / A análise de grandes quantidades de dados aproveitando o poder computacional de ferramentas \2015open source\2016 que estão disponíveis na internet é o que veio a conhecer-se como quarto paradigma da investigação científica. Em muitas áreas do conhecimento como a Astronomia, a Física e Geologia, a experimentação, o desenvolvimento teórico e o poder computacional (os três primeiros paradigmas) têm dado lugar à análise rotineira de grandes quantidades de dados e o desenvolvimento de novos métodos, conceitos e teorias que permitam interpretar a informação gerada por novas tecnologias. No campo da biologia, esta mudança nos paradigmas da investigação científica supõe um desafio na hora de encarar uma questão biológica; mas, em contrapartida, ela oferece a oportunidade de validar teorias clássicas e/ou testar hipóteses novas. Precisamente neste contexto, a presente tese aborda duas questões pertinentes ao campo da biologia evolutiva: Quais são os fatores que determinam a evolução de uma proteína? e Qual é a natureza da seleção cinética traducional?. Estas perguntas são, em principio, relevantes no âmbito teórico; por outro lado, sua compreensão, implicações e perspectivas têm também espaço importante na área experimental A tese está estruturada da seguinte forma: No Capitulo um se descreve uma combinação de análise de texto com outras técnicas de mineração de dados para identificar, classificar, integrar e modelar associações existentes entre caracteres genômicos que favorecem ou impedem a acumulação de substituções nucleotídicas ao nível das regiões codificadoras. Nossa metodologia permitiu identificar características genômicas como a eficiência traduçional, a instabilidade estrutural e as regiões de baixa complexidade que em principio poderiam constituir determinantes da evolução das proteínas. Construtos latentes como esquema de integração de dados biológicos mostraram que, em vez de considerar o nível de mRNA como o maior determinante da evolução das proteínas, outras variáveis relacionadas com a expressão de um gene podem ser igualmente importantes Finalmente, graças a um modelo de fatores Bayesiano, foi possível estimar os componentes de um sistema de tradução de proteínas identificado com a eficiência e adaptação da maquinaria celular. No Capitulo dois, o controle cinético exercido pelos códons raros durante a tradução das proteínas é abordado com a ajuda de uma análise de custo-benefício que tenta identificar a natureza do que veio a denominar-se como seleção cinética traducional. Diferenças entre proteínas estáveis e instáveis apóiam permitiram identificar a ação da regulação cinética traducional sobre determinado grupos de genes. Os padrões de substituções sinônimas encontrados nas proteínas instáveis permitiram estender nossa discussão apontando à existência de combinações de códons num espaço genotípico determinado que assegure a conservação da estrutura terciária de uma proteína, mas, ao mesmo tempo procure a otimização da cinética da sua tradução / In scientific discovery, three acknowledged paradigms are experimental, theoretical and computational. In the last ten years however, scientists have been over whelmed with large amounts of data coming from high - throughput technologies that are analyzed tak ing advantage of computational power, the internet and open source data - analysis tools. Late researcher of Microsoft, Dr. James Gray (1944 - 2012 in absentia ) ca lled this ―the fourth paradigm of scientific research‖ and urged the need to acknowledge that making sense of data will turn routine in most areas of science. For biologists and others involved in life sciences, this paradigm shift may address daunting cha llenges, however; in return, it offers the oppo rtunity to examine old theories and test new hypothesis. It is within this context that the thesis presented here tackles two fundamental problems of evolutionary biology: What are the constraints of protein e volution? and what is the underlying nature of the kinetic - translational selection?. Although at first glance these questions might appear exclusively relevant for the theoretical field of evolutionary biology, we consider their implications for other area s such as biotechnology and clinical applications. The thesis is organized as following: In Chapter one , we present a combination of text analysis with other data mining techniques to identify, classify, integrate and model existing associations between g enomic c haracters that favor o r hinder the rate at which proteins evolve Our methodology allowed us to identify genomic features such as translational efficiency, structural instability and low - complexity regions that appear to constitute constraints of p rotein evolution. Latent constructs were used as an alternative to integrate biological data and they showed that instead of using mRNA levels as primary determinants of protein evolution, other expression - related factors should be considered. We devised a Bayesian factor model to estimate the components of a protein translation system identified with the efficiency and adaptation of the cellular machinery. In Chapter two , we aboard the fine - tuning kinetic control of rare codons during protein translation i n the context of a cost - benefit analysis devised to identify the action o f recently proposed ki netic translational selective force. The pattern of synonymous substitutions found in proteins classified as structurally unstable led us to extend our discussio n to the existence of a determined genotypic space in which combinations of codons are ―tested‖ in order to optimize the protein synthesis kinetics maintaining the tridimensional structure.

A erva-mate (Ilex paraguariensis A.St.-Hil.) é uma espécie nativa da América do Sul, muito utilizada no preparo de bebidas estimulantes. As folhas e ramos utilizados no preparo destas bebidas não são consumidos na sua forma in natura ou bruta, ao contrário, eles passam por uma série de processamentos industriais como o sapeco, secagem, moagem e envelhecimento. As condições de processamento podem modificar as características sensoriais assim como podem influenciar diretamente a quantidade final de substâncias bioativas presentes na ervamate. As principais classes de compostos bioativos encontrados na erva-mate são as metilxantinas, os polifenóis e as saponinas. Essas substâncias são responsáveis por uma série de efeitos benéficos, como a atividade antioxidante, hipocolesterolemiante, anti-obesidade, anti-inflamatória e cardioprotetora. Porém, não foram encontrados na literatura, estudos que correlacionem a atividade da erva-mate sobre o metabolismo de proteínas. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar o metabolismo de aminoácidos e de lipídios em ratos tratados com extrato aquoso de erva-mate comercial e bruta. Foram utilizados 30 ratos Wistar machos divididos em três grupos: grupo controle (CTR): animais tratados com ração padrão e água ad libitum, grupo da erva-mate comercial (COM) e grupo da erva-mate bruta (BRU): animais tratados com ração padrão e extrato de erva-mate comercial ou bruta ad libitum, respectivamente. Além da captação do ácido aminoisobutírico (AIB-14C), da oxidação de Lalanina- 14C e da síntese de proteínas a partir de Leucina-14C, também foram avaliados o peso corporal, os níveis séricos de insulina, glicose, colesterol total, triglicerídeos, ureia, proteínas totais e os índices das gorduras retroperitoneal e epididimal e a respectiva atividade lipolítica desses tecidos. O tratamento com o extrato de erva-mate comercial aumentou significativamente a captação de AIB-14C no fígado. Ambos os tratamentos com extrato aquoso de erva-mate comercial e bruta reduziram drasticamente a síntese de proteínas no fígado e o peso das gorduras retroperitoneais e aumentaram os níveis de lipólise do tecido adiposo epididimal. Apenas o grupo COM reduziu significativamente o ganho de peso dos animais enquanto que apenas o grupo BRU reduziu os níveis séricos de triglicerídeos. Ambos os extratos COM ou BRU não modificaram o metabolismo de proteínas no músculo sóleo. Este trabalho demonstrou pela primeira vez que a erva-mate é capaz de interferir no metabolismo hepático de aminoácidos e no metabolismo de lipídeos, sem interferir no metabolismo de proteínas do músculo esquelético. Além disso, foi observado que alguns efeitos estão diretamente relacionados a proporção entre os compostos bioativos presentes nos extratos, visto que os extratos de erva-mate comercial e bruta diferiram em vários resultados. / Yerba mate (Ilex paraguariensis A.St.-Hil.) is a native specie from South America, widely used in the preparation of stimulant drinks. The leaves and branches used in these drinks are not consumed in the natural or gross form, rather, they undergo a series of industrial processes such as singeing, drying, milling and aging. The processing conditions can modify the sensory characteristics and can directly influence the final amount of bioactive substances present in yerba mate. The major classes of bioactive compounds found in yerba mate are methylxanthines, polyphenols and saponins. These substances are responsible for a number of beneficial effects such as antioxidant activity, cholesterol lowering activity, anti-obesity, antiinflammatory and cardioprotective effects. However, weren’t found in the literature, studies that correlate the activity of yerba mate on proteins metabolism. The aim of this study was to evaluate the amino acids and lipids metabolism on rats treated with aqueous extract of commercial or gross yerba mate. We used 30 male Wistar rats divided into three groups: control water group (CW): animals treated with standard chow and water ad libitum, commercial mate group (CM) and gross mate group (GM): animals treated with standard chow and aqueous extract of commercial or gross yerba mate ad libitum, respectively. Beyond the uptake of aminoisobutiric acid (AIB-14C), the oxidation of L-alanine-14C and protein synthesis from Leucine-14C, were also evaluated body weight, seric levels of insulin, glucose, total cholesterol, triglycerides, urea, total protein and fat contents of retroperitoneal and epididymal and the lipolytic activity of these tissues. The treatment with the commercial yerba mate extract significantly increased uptake of AIB-14C in the liver. Both treatments with aqueous extract of commercial and gross yerba mate drastically reduced protein synthesis in the liver and retroperitoneal fat weight and increased levels of epididymal adipose tissue lipolysis. Only the CM group significantly reduced the weight gain of the animals while only the GM group reduced levels of seric triglycerides. Both extracts CM or GM did not change the protein metabolism in the soleus muscle. This study first demonstrated that yerba mate is able to interfere with the hepatic metabolism of amino acid and lipid metabolism, without interfering with protein metabolism in skeletal muscle. Moreover, it was observed that some effects are directly related to the ratio of bioactive compounds present in the extracts, whereas extracts of commercial yerba mate and gross yerba mate differed in several outcomes.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1953.pdf: 10536278 bytes, checksum: 23778657d89282aa5018cffa7358408e (MD5) Previous issue date: 2006-10-19 / Universidade Federal de Sao Carlos / The Cravo lime species (C. limonia) acts as the grafting host, mostly used in the Brazilian citriculture and because of its precocious productivity, besides its good adaptation to most common soils, permitting for an optimum harvest. With the aim to contribute to the chemical knowledge of these graftings and to better understand its mechanisms, a phytochemical study of the rootstock from C. sinensis onto C. limonia were carried out. Earlier studies indicated the presence of a remarkable amount of prenylated compounds in the lower part of the C. sinensis graft, onto the C. limonia, while at the same time in the upper part these compounds was found in a very small amounts, rising to the assumption that these compounds could have been translocated from the host to the introduced graft species. In this way, biosynthetical studies of prenylated coumarines were also carried out aiming to evaluate the activity of the prenyltransferase enzyme, responsible by the incorporation of the isoprene units in these compounds. With the objective to advance our knowledge and chemical profile of the Rutaceae family, in which the Citrus genus is inserted. This study also describes the phytochemical and phytosystematics of the Nycticalanthus specious species pertaining to the same family. In the study of the rootstock, several different chromatographic methods were applied permitting to identify nine substances one of them being an unpublished flavanone. From the Nycticalanthus speciuous, eleven compounds were isolated as well as an indolopiridoquinazolic alkaloid and also three limonoids previously unheard of. The isolated compounds from the rootstock were assayed against the fungus Guignardia citricarpa, responsible for the black stains in Citrus species , with the objective to find a possible antifungus for this disease. Two coumarines showed premissory inhibitory activities. The biosynthetical study carried out with the prenyltransferase enzyme DMAPP, Umbelliferone and Herniarin showed that the translocation of the pyranocoumarine Xanthylentin should have happened. Seen in the different parts of the grafting of C. sinensis onto the C. limonia the enzyme were active only in the roots and with this observation, it appears that the coumarine is being metabolized in the lower part and translocated to the upper parts of the graft. / O limão Cravo (C. limonia) é o porta-enxerto mais utilizado na citricultura brasileira por sua alta e precoce produtividade, além de sua boa adaptação aos tipos mais comuns de solo e grande resistência à seca, permitindo um maior aproveitamento da safra. Visando complementar o conhecimento químico de enxertos e entender melhor sobre o mecanismo dos mesmos, realizou-se neste trabalho estudo fitoquímico do caule de C. limonia enxertado com C. sinensis. Estudos fitoquímicos iniciais mostraram a presença de uma maior quantidade de compostos prenilados na parte inferior do enxerto de C. sinensis sobre C. limonia enquanto que na parte superior do mesmo apenas dois compostos prenilados foram encontrados em poucas quantidades, levando a supor que esses compostos estejam sendo translocados do porta-enxerto para o enxerto. Dessa forma, realizou-se ainda estudo biossintético de cumarinas preniladas para avaliar a atividade da enzima preniltransferase, responsável pela incorporação de unidades isoprênicas nesses compostos, com o intuído de confirmar se há translocação dos mesmos no enxerto estudado. Com o objetivo de se avançar no conhecimento do perfil químico da família Rutaceae, na qual se insere o gênero Citrus, este trabalho descreve também o estudo fitoquímico e quimiossistemático da espécie Nycticalanthus speciosus pertencente à mesma família. O estudo fitoquímico do porta-enxerto envolveu diferentes métodos cromatográficos e permitiu identificar nove substâncias, sendo uma flavanona inédita, e da espécie Nycticalanthus speciosus, foram identificados onze substâncias sendo um alcalóide indolopiridoquinazolínico e três limonóides inéditos. As substâncias isoladas do porta-enxerto foram ensaiadas frente ao fungo Guignardia citricarpa causador da Mancha preta dos citros com o objetivo de se obter um possível antifúngico contra esta doença, sendo que duas cumarinas mostraram atividades inibitórias promissoras. O estudo biossintético da enzima preniltransferase realizado com DMAPP, Umbeliferona e Herniarina mostrou que deve estar ocorrendo a translocação da piranocumarina xantiletina, visto que nas diferentes partes do enxerto de C. sinensis sobre C. limonia a enzima se mostrou ativa apenas nas raízes e com isso essa cumarina está sendo metabolizadas nas partes inferiores e translocada para as partes superiores do enxerto.

Made available in DSpace on 2015-10-02T02:04:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000475353-Texto+Completo-0.pdf: 4655532 bytes, checksum: c5dbc2135d9425bffb99fb72fd2f27dd (MD5) Previous issue date: 2015 / Among the infectious diseases that humans have been dealing with throughout history, tuberculosis (TB) is currently the second responsible for most of the deaths worldwide. The latest estimates of WHO showed that 9 millions of new cases of TB occurred in 2013 and 1. 5 million of deaths. The emergence of new drug resistant M. tuberculosis strains is becoming a serious increasing problem as the treatment of infected patients with multi drug-resistant TB and extensively drug-resistant TB strains is much more difficult and costly. This brings discussions about the drastic situation of virtually untreatable TB cases and shows the urgent need to introduce new and effective anti-TB drugs. The research for the development of new antimycobacterial agents becomes a necessity, as well as the identification of new targets for future drugs. The histidine biosynthetic pathway is comprised of ten enzyme steps catalyzed by eight enzymes. This pathway is present in prokaryotic organisms, lower eukaryotic organisms and plants, but is absent in animals, which is in accordance with the principles of selective toxicity. Mutagenesis studies have shown that the genes of this pathway are essential for the survival of M. tuberculosis. The histidinol dehydrogenase enzyme, encoded by hisD, performs the last two steps in the biosynthesis of histidine, converting L-histidinol to L-histidine. The essentiality of the hisD gene in M. tuberculosis mutants with referred gene knockout is already described in the literature. This work describes kinetic studies using thermodynamic parameters, fluorescence spectroscopy, and pre-stationary states to better understand the enzymatic mechanism of MtHisD. Characterization of the reaction catalyzed by mycobacterial HisD is important to structure-based drug development. The data from enzyme’s kinetic characterization were the starting point for HisD specific inhibitors planning, selection, and testing. A series of eleven hydrazones derived from L-histidine was synthesized, from which four compounds were identified as showing a competitive inhibition profile for L-histidinol substrate. The interactions of these compounds with the enzyme were analyzed by molecular docking to understand the inhibitory mechanism. Results from this work are believed to enhance the understanding of mycobacterial histidine metabolism. Moreover, data from inhibition studies with the synthesized compounds, serve as the starting point for the development of new molecules to enhance the enzyme inhibition and to inhibit the M. tuberculosis growth. / Dentre as doenças infecciosas que acompanham o homem ao longo da história, a tuberculose (TB), atualmente, é a segunda responsável pelo maior número de mortes no mundo. As últimas estimativas da Organização Mundial da Saúde apontam 9 milhões de novos casos de TB em 2013 e 1,5 milhões de mortes. O surgimento de novas linhagens de M. tuberculosis resistentes aos fármacos utilizados no tratamento está se tornando um problema sério e crescente, uma vez que o tratamento de pacientes infectados com cepas de tuberculose resistente à múltiplos fármacos e extensivamente resistente à fármacos é muito mais difícil e oneroso. Isso remete a discussões sobre a drástica situação de casos de TB virtualmente incuráveis e aponta para a urgente necessidade de introduzir novos e eficazes medicamentos anti-TB no mercado. A pesquisa para o desenvolvimento de novos agentes antimicobacterianos torna-se necessária, bem como a identificação de novos alvos para futuros medicamentos. A via de biossíntese de histidina compreende dez etapas enzimáticas catalisadas por oito enzimas. Esta via está presente nos organismos procarióticos, organismos eucarióticos inferiores e em plantas, mas está ausente em animais, corroborando com os princípios de toxicidade seletiva. Estudos de mutagênese demonstraram que os genes desta via são essenciais para a sobrevivência do M. tuberculosis. A enzima histidinol desidrogenase, codificada pelo gene hisD, catalisa a última etapa da biossíntese de histidina, convertendo L-histidinol para L-histidina. A essencialidade do gene hisD em mutantes de M. tuberculosis, com o referido gene nocauteado, já está descrita na literatura. Este trabalho trata sobre o aprofundamento dos estudos cinéticos, utilizando ensaios para determinação de parâmetros termodinâmicos, fluorimetria e ensaios em estado préestacionário. A caracterização da reação catalisada pela enzima HisD micobacteriana é uma etapa importante para o desenvolvimento de novos fármacos de ação específica que permitam o melhor controle da tuberculose. Os dados de caracterização cinética da enzima foram utilizados como ponto de partida para o planejamento, seleção e teste de inibidores seletivos contra a HisD de M. tuberculosis. Uma série de onze hidrazonas derivadas da Lhistidina foi sintetizada, foram identificados quatro compostos com perfil de inibição competitiva pelo substrato L-histidinol. As interações destes compostos com a enzima foram analisadas por docagem molecular para melhor compreensão do mecanismo inibitório. Os resultados deste trabalho colaboram ainda para uma melhor compreensão do metabolismo da biossíntese de histidina em micobactérias. Além disso, os dados dos estudos de inibição com os compostos aqui sintetizados servem como ponto de partida para o desenvolvimento de novas moléculas visando a otimização da inibição da enzima e a da inibição do crescimento do M. tuberculosis.