Thesis (M.S.)--West Virginia University, 2006. / Title from document title page. Document formatted into pages; contains viii, 59 p. : ill. Vita. Includes abstract. Includes bibliographical references.

This thesis work consisted of the development of a virtual instrument that automates enzyme activity measurements and spectrum measurements with the spectrophotometer UVmini-1240. The purpose was to expand the functionality of the instrument, to eliminate the human error and to decrease the amount of time spent on measurements. A PC was connected to the UVmini-1240 via a RS-232C interface and the cell position and temperature was regulated with a CPS-240A controller. The new interface allows all the parameters to be set in the same place. It allows a visualization of the continuous monitoring of the sample absorbance and the option to save the data for post-processing. Also a module for measuring the spectrum of a sample in the wavelength range of 190 nm to 1100 nm is included. The graphical programming language LabView was used to develop the virtual instrument. This thesis work also contained measurement series of the catalase enzyme activity. These were carried out to determine the best storage temperature for the catalase solution and to determine the optimal surrounding temperature for the highest activity in the catalase solution. The conclusions were that the activity does not change considerably the first week of storage, not matter the temperature, and that the activity goes down when the surrounding temperature reaches above 30° C. These measurements were part of a bigger project to develop an ultrasonic method for measuring enzyme activity at the Institute of Acoustics at C.S.I.C in Madrid.

Thesis (Ph. D.)--University of Washington, 2000. / Vita. Includes bibliographical references (leaves 106-115).

Adenine deaminase (ADE) catalyzes the conversion of adenine to hypoxanthine. Mechanistic characterization of ADE from Escherichia coli was performed along with biophysical studies. The structure of ADE was solved from A. tumefaciens. The structure, along with the biochemical and biophysical characterization, enabled the elucidation of the mechanism of the deaminase reaction of ADE. Elucidation of the origin of the oxygenation reactions within ADE led to the discovery of a promiscuous catalase reaction. The diiron ADE from all tested bacterial species exhibited this unusual reaction, along with the generation of superoxide and hydroxyl radicals, the latter being responsible for the oxygenation of the protein. The residues that were identified to be oxygenated were primarily the metal binding residues implying the origin of this reaction was the binuclear iron center. A group of bacterial enzymes that are co-localized in the same genomic operon as ADE but of unknown function were identified. The enzyme Bh0637 from Bacillus halodurans, a representative member of this group of enzymes was characterized. This enzyme was shown to preferentially catalyze the deamination of epigenetic base, N-6-methyadenine. Lastly, gram-negative bacteria have a highly conserved phn operon composed of 14 genes to break the C-P bond of inert alkylphosphonates. The genes phnGHIJKLM are absolutely critical for this activity. We discovered that methylphosphonate reacts first with MgATP to form alpha-D-ribose-1-methylphosphonate-5-triphosphate (RPnTP) and adenine by the action of PhnI, PhnG, PhnH and PhnL. PhnI by itself was shown to perform a novel nucleosidase reaction converting MgATP to ribose-5-triphosphate and adenine. The triphosphate moiety of RPnTP is then hydrolyzed to pyrophosphate and alpha-D-ribose-1-methylphosphonate-5-phosphate (PRPn) by PhnM. The carbon-phosphorus bond of PRPn is subsequently cleaved via a radical-based reaction to alpha-D-ribose-1,2-cyclic-phosphate-5-phosphate (PRcP) and methane in the presence of S-adenosyl-L-methionine by PhnJ.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Neurociências, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T11:11:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 280528.pdf: 1611312 bytes, checksum: 3081e685dfded754bef4e6834dd39471 (MD5) / Estudo comparativo das atividades das enzimas antioxidantes catalase, glutationa peroxidase e peroxirredoxina em fatias de hipocampo de ratos, células de glioma de ratos (C6) e células de neuroblastoma de camundongos (N2a) expostas aos peróxidos de hidrogênio (H2O2) e cumeno (CuOOH).

Magister Scientiae - MSc (Biotechnology) / The mining industry in South Africa is of immense importance as this sector contributes largely to the countries income. In the Limpopo province, a large production of antimony (Sb) is generated per year. Antimony (Sb) is a trace element, which accumulates in the environment through anthropogenic activities, such as mining and smelting industries. Antimony is toxic to all living organisms and plants, and it is found to increase the peroxidation of membrane lipids and encourage an antioxidant response. Sb contamination in plants also accounts for DNA damage. The reduction in yield is due to the disruption of plant metabolism by reactive oxygen species (ROS). To combat abiotic stresses, plants have generated a signalling network that utilises multiple growth regulators that would offer protection against the stress. An increase in ROS is one of the responses to abiotic stresses. ROS is generated in response to the pants interaction with heavy metals, through the Harber-Weiss reaction. ROS compounds include: superoxide, hydrogen peroxide and hydroxyl radicals. Under normal conditions ROS molecules are produced as by-products, however, under stressful conditions the production of ROS molecules are increased to levels where they are detrimental to the plants. Therefore, the accumulation of ROS results in damage to proteins, lipids, carbohydrates and DNA which would lead to cellular death. ROS accumulation is thought to be a result of the disruption in the balance of ROS production and the anti-oxidation systems. The antioxidative system is thus introduced to restore the balance of ROS molecule production and to combat oxidative damage caused by the ROS molecules. The anti-oxidative system consists of various enzymes: superoxide dismutase, catalase, and ascorbate peroxidase and glutathione reductase. Each antioxidant scavenges one or two ROS molecules. / 2020-08-31

O monossialogangliosídeo (GM1) é um glicoesfingolipídio presente na maioria das membranas celulares que possui propriedades antioxidantes e neuroprotetoras. O GM1 protege o sistema nervoso central de vários agentes ou condições neurotóxicas, como exposição ao ácido aspártico, MPTP, ácido glutâmico, metilmalônico e glutárico, anóxia e isquemia, doença de Parkinson e Alzheimer. Os mecanismos neuroquímicos envolvidos na neuroproteção induzida pelo GM1 não são completamente conhecidos, mas a variedade de situações em que ele tem efeito neuroprotetor sugere que o GM1 interage com uma via comum, envolvida no desenvolvimento de dano celular, como o estresse oxidativo. A catalase (EC 1.11.1.6) é uma enzima antioxidante intracelular que catalisa a reação do peróxido de hidrogênio à água e oxigênio molecular, e é particularmente abundante nos eritrócitos, onde metaboliza cerca de 90% do peróxido de hidrogênio. Devido à sua baixa expressão no cérebro, ela tem sido considerada uma enzima secundária no controle dos radicais livres neste órgão. Contudo, alguns autores argumentam que, devido à sua baixa atividade ela seria um ponto de vulnerabilidade no metabolismo das espécies reativas no sistema nervoso central. Neste estudo, investigamos o efeito do GM1 sobre a atividade da catalase ex vivo e in vitro. Além disso, avaliamos o efeito da remoção dos eritrócitos dos vasos sanguíneos cerebrais, sobre a atividade da catalase, com a finalidade de estimar a contribuição da catalase eritrocitária para o aumento da catalase cerebral induzida por GM1. Nós também avaliamos se o GM1 altera o conteúdo de hemoglobina nas amostras cerebrais e a espessura dos vasos sanguíneos cerebrais. Os animais receberam duas injeções de GM1 (50 mg/kg, i.p.) ou salina (0.9 % NaCl, 1 ml/kg, i.p.), em 24 h. Trinta minutos após a segunda injeção, eles foram sacrificados por decapitação e seus cérebros foram removidos e usados nos ensaios bioquímicos. A atividade da catalase e o conteúdo de hemoglobina foram analisados no hipocampo, córtex e estriado de ratos. A administração de GM1 aumentou a atividade da catalase e o conteúdo de hemoglobina nas amostras cerebrais, mas não teve efeito sobre a catalase sanguínea. Esses efeitos foram abolidos pela perfusão transcardíaca com solução salina heparinizada. Calculamos a atividade da catalase cerebral na ausência de eritrócitos por regressão linear, utilizando os dados dos animais perfundidos e não-perfundidos, e não foi observada alteração pelo tratamento com GM1. Além disso, a adição de GM1 (100 – 1000 μM) não aumentou a atividade da catalase em fatias de córtex cerebral in vitro, sugerindo que a integridade do sistema vascular é requerida para o efeito facilitatório sobre a atividade da catalase pelo GM1. O efeito vasodilatador do GM1 foi confirmado in vivo, pois a injeção sistêmica de GM1 (50 mg/kg, i.p.) aumentou (1.5-2.5 vezes) a espessura dos vasos sanguíneos cerebrais de pequeno diâmetro. Neste estudo, nós mostramos que a vasodilatação está envolvida no aumento da atividade da catalase cerebral induzida pelo GM1. Nós sugerimos que a atividade da catalase eritrocitária tem papel antioxidante no sistema nervoso central, e que uma terapia adjunta com GM1 é válida em condições clínicas onde o aumento do fluxo sanguíneo é associado a um melhor prognóstico, como doenças vasculares obstrutivas e doenças neurodegenerativas. / Monosialoganglioside (GM1) is a glycosphingolipid present in most cell membranes that has antioxidant and neuroprotective properties. GM1 protects the central nervous system against various neurotoxic agents or conditions, such as aspartic acid, MPTP, glutamic acid, methylmalonic acid and glutaric acid exposure, anoxia and ischemia, Parkinson’s and Alzheimer’s diseases. The neurochemical mechanisms underlying GM1-induced neuroprotection are not completely known, but the wide range of situations in which GM1 is neuroprotective suggests that it may interact with common pathways involved in the development of cell injury, such as oxidative stress. Catalase (EC 1.11.1.6) is an intracellular antioxidant enzyme that catalyzes the reaction of hydrogen peroxide to water and molecular oxygen, and is particularly enriched in erythrocytes, where it metabolizes 90% of the hydrogen peroxide. Due to its poor expression in the brain, catalase has been considered a secondary enzyme in controlling free radical-induced damage in this organ. In the present study we evaluated the effect of GM1 on cerebral catalase activity ex vivo and in vitro. Moreover, the effect of erythrocyte removal on cerebral catalase activity of control and GM1-treated animals was also evaluated, in order to estimate the contribution of erythrocyte-derived catalase for the increase of catalase activity in the brain induced by the systemic injection of GM1. In addition, we investigated whether GM1 alters the content of hemoglobin in cerebral samples and the width of pial vessels of rats. Animals received two injections of GM1 (50 mg/kg, i.p.) or saline (0.9 % NaCl, 1 ml/kg, i.p.), spaced 24 h apart. Thirty minutes after the second GM1 or saline injection, they were sacrificed by decapitation and their brains were rapidly removed and used for biochemical assays. Catalase activity and content of hemoglobin were analyzed in hippocampus, cortex and striatum and blood of rats. GM1 administration increased catalase activity and hemoglobin content in brain samples, but had no effect on blood catalase activity. GM1-induced increase of catalase activity and the content of hemoglobin were abolished by transcardiac perfusion with heparinized ice-cold saline. Brain catalase activity in the absence of erythrocytes, estimated by regression analysis of data from perfused and non-perfused animals, was not altered by the systemic injection of GM1. Moreover, the addition of GM1 (100 – 1000 μM) did not increase catalase activity in slices of cerebral cortex in vitro, further suggesting that an intact vascular system is required for the facilitatory effect of GM1 on brain catalase activity. The vasodilatory effect of GM1 was confirmed in vivo, since the systemic injection of GM1 (50 mg/kg, i.p.) increased (1.5-2.5 times) the width of pial vessels. In summary, in this study we showed that vasodilation underlies the GM1- induced increase of catalase activity in brain homogenates. We suggest that erythrocyte catalase activity may play an important antioxidant role in the central nervous system, and that the adjunct therapy with GM1 may be of value in clinical conditions in which increased blood flow is associated to a better prognosis, such as obstructive vascular and neurodegenerative diseases.

O monossialogangliosídeo (GM1) é um glicoesfingolipídio presente na maioria das membranas celulares que possui propriedades antioxidantes e neuroprotetoras. O GM1 protege o sistema nervoso central de vários agentes ou condições neurotóxicas, como exposição ao ácido aspártico, MPTP, ácido glutâmico, metilmalônico e glutárico, anóxia e isquemia, doença de Parkinson e Alzheimer. Os mecanismos neuroquímicos envolvidos na neuroproteção induzida pelo GM1 não são completamente conhecidos, mas a variedade de situações em que ele tem efeito neuroprotetor sugere que o GM1 interage com uma via comum, envolvida no desenvolvimento de dano celular, como o estresse oxidativo. A catalase (EC 1.11.1.6) é uma enzima antioxidante intracelular que catalisa a reação do peróxido de hidrogênio à água e oxigênio molecular, e é particularmente abundante nos eritrócitos, onde metaboliza cerca de 90% do peróxido de hidrogênio. Devido à sua baixa expressão no cérebro, ela tem sido considerada uma enzima secundária no controle dos radicais livres neste órgão. Contudo, alguns autores argumentam que, devido à sua baixa atividade ela seria um ponto de vulnerabilidade no metabolismo das espécies reativas no sistema nervoso central. Neste estudo, investigamos o efeito do GM1 sobre a atividade da catalase ex vivo e in vitro. Além disso, avaliamos o efeito da remoção dos eritrócitos dos vasos sanguíneos cerebrais, sobre a atividade da catalase, com a finalidade de estimar a contribuição da catalase eritrocitária para o aumento da catalase cerebral induzida por GM1. Nós também avaliamos se o GM1 altera o conteúdo de hemoglobina nas amostras cerebrais e a espessura dos vasos sanguíneos cerebrais. Os animais receberam duas injeções de GM1 (50 mg/kg, i.p.) ou salina (0.9 % NaCl, 1 ml/kg, i.p.), em 24 h. Trinta minutos após a segunda injeção, eles foram sacrificados por decapitação e seus cérebros foram removidos e usados nos ensaios bioquímicos. A atividade da catalase e o conteúdo de hemoglobina foram analisados no hipocampo, córtex e estriado de ratos. A administração de GM1 aumentou a atividade da catalase e o conteúdo de hemoglobina nas amostras cerebrais, mas não teve efeito sobre a catalase sanguínea. Esses efeitos foram abolidos pela perfusão transcardíaca com solução salina heparinizada. Calculamos a atividade da catalase cerebral na ausência de eritrócitos por regressão linear, utilizando os dados dos animais perfundidos e não-perfundidos, e não foi observada alteração pelo tratamento com GM1. Além disso, a adição de GM1 (100 – 1000 μM) não aumentou a atividade da catalase em fatias de córtex cerebral in vitro, sugerindo que a integridade do sistema vascular é requerida para o efeito facilitatório sobre a atividade da catalase pelo GM1. O efeito vasodilatador do GM1 foi confirmado in vivo, pois a injeção sistêmica de GM1 (50 mg/kg, i.p.) aumentou (1.5-2.5 vezes) a espessura dos vasos sanguíneos cerebrais de pequeno diâmetro. Neste estudo, nós mostramos que a vasodilatação está envolvida no aumento da atividade da catalase cerebral induzida pelo GM1. Nós sugerimos que a atividade da catalase eritrocitária tem papel antioxidante no sistema nervoso central, e que uma terapia adjunta com GM1 é válida em condições clínicas onde o aumento do fluxo sanguíneo é associado a um melhor prognóstico, como doenças vasculares obstrutivas e doenças neurodegenerativas. / Monosialoganglioside (GM1) is a glycosphingolipid present in most cell membranes that has antioxidant and neuroprotective properties. GM1 protects the central nervous system against various neurotoxic agents or conditions, such as aspartic acid, MPTP, glutamic acid, methylmalonic acid and glutaric acid exposure, anoxia and ischemia, Parkinson’s and Alzheimer’s diseases. The neurochemical mechanisms underlying GM1-induced neuroprotection are not completely known, but the wide range of situations in which GM1 is neuroprotective suggests that it may interact with common pathways involved in the development of cell injury, such as oxidative stress. Catalase (EC 1.11.1.6) is an intracellular antioxidant enzyme that catalyzes the reaction of hydrogen peroxide to water and molecular oxygen, and is particularly enriched in erythrocytes, where it metabolizes 90% of the hydrogen peroxide. Due to its poor expression in the brain, catalase has been considered a secondary enzyme in controlling free radical-induced damage in this organ. In the present study we evaluated the effect of GM1 on cerebral catalase activity ex vivo and in vitro. Moreover, the effect of erythrocyte removal on cerebral catalase activity of control and GM1-treated animals was also evaluated, in order to estimate the contribution of erythrocyte-derived catalase for the increase of catalase activity in the brain induced by the systemic injection of GM1. In addition, we investigated whether GM1 alters the content of hemoglobin in cerebral samples and the width of pial vessels of rats. Animals received two injections of GM1 (50 mg/kg, i.p.) or saline (0.9 % NaCl, 1 ml/kg, i.p.), spaced 24 h apart. Thirty minutes after the second GM1 or saline injection, they were sacrificed by decapitation and their brains were rapidly removed and used for biochemical assays. Catalase activity and content of hemoglobin were analyzed in hippocampus, cortex and striatum and blood of rats. GM1 administration increased catalase activity and hemoglobin content in brain samples, but had no effect on blood catalase activity. GM1-induced increase of catalase activity and the content of hemoglobin were abolished by transcardiac perfusion with heparinized ice-cold saline. Brain catalase activity in the absence of erythrocytes, estimated by regression analysis of data from perfused and non-perfused animals, was not altered by the systemic injection of GM1. Moreover, the addition of GM1 (100 – 1000 μM) did not increase catalase activity in slices of cerebral cortex in vitro, further suggesting that an intact vascular system is required for the facilitatory effect of GM1 on brain catalase activity. The vasodilatory effect of GM1 was confirmed in vivo, since the systemic injection of GM1 (50 mg/kg, i.p.) increased (1.5-2.5 times) the width of pial vessels. In summary, in this study we showed that vasodilation underlies the GM1- induced increase of catalase activity in brain homogenates. We suggest that erythrocyte catalase activity may play an important antioxidant role in the central nervous system, and that the adjunct therapy with GM1 may be of value in clinical conditions in which increased blood flow is associated to a better prognosis, such as obstructive vascular and neurodegenerative diseases.

As alterações cromáticas dos dentes têm etiologia diversa e podem surgir da atuação de fatores intrínsecos e extrínsecos. As alterações decorrentes de fatores intrínsecos, por sua vez, podem ser classificadas como de natureza congênita ou adquiridas. Estas últimas podem manifestar-se antes ou após a erupção do dente e incluem as alterações cromáticas dos dentes portadores de polpa morta e dos dentes endodonticamente tratados. Procedimentos inadequados durante o tratamento endodôntico, como deixar permanecer restos necróticos no interior da câmara coronária após a cirurgia de acesso ou o emprego de substâncias medicamentosas na forma de medicação intracanal ou de cimento obturador, podem promover a pigmentação da coroa. Em 1850, Dwinelle propôs o emprego de uma bolinha de algodão impregnada de peróxido de hidrogênio a 30% que deveria permanecer no interior da câmara coronária entre duas sessões clínicas. Os primeiros efeitos adversos do tratamento clareador foram descritos por Harrington & Natkin em 1979 ao relatarem 4 casos clínicos de reabsorções radiculares cervicais externas. Entre outros efeitos adversos têm-se relatado a diminuição da adesividade do material restaurador à dentina clareada por falhas de ordem tanto adesiva como coesiva. Segundo os pesquisadores tal efeito estaria relacionado às alterações microestruturais e à presença de oxigênio residual na dentina que interfeririam com a polimerização do material restaurador. Em 1993 Rotstein utilizou in vitro a enzima Catalase para impedir sua difusão de oxigênio para a superfície radicular externa. No atual experimento avaliou-se o papel da Catalase na neutralização de peróxido de hidrogênio residual com vistas a devolver ao dente suas características normais de adesividade. Os resultados mostraram haver diferenças estatisticamente significantes entre as soluções de 10mg e 250mg e entre as soluções de 50mg e 250mg, quanto à adesividade do material restaurador, de tal forma que a solução de 250mg promoveu maiores valores de resistência adesiva tanto em relação a de 10mg como em relação a de 50mg. Não verificou-se diferenças estatisticamente significantes entre os grupos experimentais e seus respectivos grupos controle. Dadas as condições experimentais concluiu-se que a Catalase na concentração de 250mg restaurou a adesividade da estrutura dentinária clareada. / The teeth color changes have diverse etiology and they can come out as consequence of intrinsic as extrinsic factors. Intrinsic factors can be congenital or acquired and these last can disclose so before as after tooth eruption. Crown color changes from acquired factors are related to nonvital as to endodontic treated teeth. This way pulp degradation byprocutcs can infiltrate the dentin tubules and change the crown color in nonvital teeht. Root canal therapy iatrogenic factors regarding crown staining comprise the presence of pulp remmanents in pulp chamber, intracanal medicaments and endodontic cements or sealsers. Even in 1850 Dwinelle have suggested that teeth could be bleached with Hydrogen Peroxide and in 1979 Natking & Harrington have reported cervical external root resorption as an adverse effect in bleaching endodontic treated teeth. Among the undesirerable effects of teeth bleaching researchers have been reporting such a reduction in the adhesive bond strength of the bleached dentin that would be probably related to tissue microstructural changes and the presence of residual Oxigen inside the structures. In 1993 Rotstein et al. have employed the enzyme Catalase for inactvating this residual Oxygen to not allow it to diffuse to the external root surface. The current in vitro experiment have evaluated the role of Catalase in the neutralization of Hydrogen Peroxide looking for reestablishent of the normal dentin bond adhesion characteristics. Seccionated forty teeth provide eighty specimens whose were bleached with a paste made of 30% Hydrogen Peroxide and Sodium Perborate. Subsequentely all specimens were immersed in four differents Catalase solutions during 3min. Kruskal- Wallis tests revealed statistically signifcant reduction in bond strengths for the specimens treated with Catalase 250mg.

O monossialogangliosídeo (GM1) é um glicoesfingolipídio presente na maioria das membranas celulares que possui propriedades antioxidantes e neuroprotetoras. O GM1 protege o sistema nervoso central de vários agentes ou condições neurotóxicas, como exposição ao ácido aspártico, MPTP, ácido glutâmico, metilmalônico e glutárico, anóxia e isquemia, doença de Parkinson e Alzheimer. Os mecanismos neuroquímicos envolvidos na neuroproteção induzida pelo GM1 não são completamente conhecidos, mas a variedade de situações em que ele tem efeito neuroprotetor sugere que o GM1 interage com uma via comum, envolvida no desenvolvimento de dano celular, como o estresse oxidativo. A catalase (EC 1.11.1.6) é uma enzima antioxidante intracelular que catalisa a reação do peróxido de hidrogênio à água e oxigênio molecular, e é particularmente abundante nos eritrócitos, onde metaboliza cerca de 90% do peróxido de hidrogênio. Devido à sua baixa expressão no cérebro, ela tem sido considerada uma enzima secundária no controle dos radicais livres neste órgão. Contudo, alguns autores argumentam que, devido à sua baixa atividade ela seria um ponto de vulnerabilidade no metabolismo das espécies reativas no sistema nervoso central. Neste estudo, investigamos o efeito do GM1 sobre a atividade da catalase ex vivo e in vitro. Além disso, avaliamos o efeito da remoção dos eritrócitos dos vasos sanguíneos cerebrais, sobre a atividade da catalase, com a finalidade de estimar a contribuição da catalase eritrocitária para o aumento da catalase cerebral induzida por GM1. Nós também avaliamos se o GM1 altera o conteúdo de hemoglobina nas amostras cerebrais e a espessura dos vasos sanguíneos cerebrais. Os animais receberam duas injeções de GM1 (50 mg/kg, i.p.) ou salina (0.9 % NaCl, 1 ml/kg, i.p.), em 24 h. Trinta minutos após a segunda injeção, eles foram sacrificados por decapitação e seus cérebros foram removidos e usados nos ensaios bioquímicos. A atividade da catalase e o conteúdo de hemoglobina foram analisados no hipocampo, córtex e estriado de ratos. A administração de GM1 aumentou a atividade da catalase e o conteúdo de hemoglobina nas amostras cerebrais, mas não teve efeito sobre a catalase sanguínea. Esses efeitos foram abolidos pela perfusão transcardíaca com solução salina heparinizada. Calculamos a atividade da catalase cerebral na ausência de eritrócitos por regressão linear, utilizando os dados dos animais perfundidos e não-perfundidos, e não foi observada alteração pelo tratamento com GM1. Além disso, a adição de GM1 (100 – 1000 μM) não aumentou a atividade da catalase em fatias de córtex cerebral in vitro, sugerindo que a integridade do sistema vascular é requerida para o efeito facilitatório sobre a atividade da catalase pelo GM1. O efeito vasodilatador do GM1 foi confirmado in vivo, pois a injeção sistêmica de GM1 (50 mg/kg, i.p.) aumentou (1.5-2.5 vezes) a espessura dos vasos sanguíneos cerebrais de pequeno diâmetro. Neste estudo, nós mostramos que a vasodilatação está envolvida no aumento da atividade da catalase cerebral induzida pelo GM1. Nós sugerimos que a atividade da catalase eritrocitária tem papel antioxidante no sistema nervoso central, e que uma terapia adjunta com GM1 é válida em condições clínicas onde o aumento do fluxo sanguíneo é associado a um melhor prognóstico, como doenças vasculares obstrutivas e doenças neurodegenerativas. / Monosialoganglioside (GM1) is a glycosphingolipid present in most cell membranes that has antioxidant and neuroprotective properties. GM1 protects the central nervous system against various neurotoxic agents or conditions, such as aspartic acid, MPTP, glutamic acid, methylmalonic acid and glutaric acid exposure, anoxia and ischemia, Parkinson’s and Alzheimer’s diseases. The neurochemical mechanisms underlying GM1-induced neuroprotection are not completely known, but the wide range of situations in which GM1 is neuroprotective suggests that it may interact with common pathways involved in the development of cell injury, such as oxidative stress. Catalase (EC 1.11.1.6) is an intracellular antioxidant enzyme that catalyzes the reaction of hydrogen peroxide to water and molecular oxygen, and is particularly enriched in erythrocytes, where it metabolizes 90% of the hydrogen peroxide. Due to its poor expression in the brain, catalase has been considered a secondary enzyme in controlling free radical-induced damage in this organ. In the present study we evaluated the effect of GM1 on cerebral catalase activity ex vivo and in vitro. Moreover, the effect of erythrocyte removal on cerebral catalase activity of control and GM1-treated animals was also evaluated, in order to estimate the contribution of erythrocyte-derived catalase for the increase of catalase activity in the brain induced by the systemic injection of GM1. In addition, we investigated whether GM1 alters the content of hemoglobin in cerebral samples and the width of pial vessels of rats. Animals received two injections of GM1 (50 mg/kg, i.p.) or saline (0.9 % NaCl, 1 ml/kg, i.p.), spaced 24 h apart. Thirty minutes after the second GM1 or saline injection, they were sacrificed by decapitation and their brains were rapidly removed and used for biochemical assays. Catalase activity and content of hemoglobin were analyzed in hippocampus, cortex and striatum and blood of rats. GM1 administration increased catalase activity and hemoglobin content in brain samples, but had no effect on blood catalase activity. GM1-induced increase of catalase activity and the content of hemoglobin were abolished by transcardiac perfusion with heparinized ice-cold saline. Brain catalase activity in the absence of erythrocytes, estimated by regression analysis of data from perfused and non-perfused animals, was not altered by the systemic injection of GM1. Moreover, the addition of GM1 (100 – 1000 μM) did not increase catalase activity in slices of cerebral cortex in vitro, further suggesting that an intact vascular system is required for the facilitatory effect of GM1 on brain catalase activity. The vasodilatory effect of GM1 was confirmed in vivo, since the systemic injection of GM1 (50 mg/kg, i.p.) increased (1.5-2.5 times) the width of pial vessels. In summary, in this study we showed that vasodilation underlies the GM1- induced increase of catalase activity in brain homogenates. We suggest that erythrocyte catalase activity may play an important antioxidant role in the central nervous system, and that the adjunct therapy with GM1 may be of value in clinical conditions in which increased blood flow is associated to a better prognosis, such as obstructive vascular and neurodegenerative diseases.