Dsk1 is the Schizosaccharomyces pombe functional homolog of human SRPK1, an SR protein kinase that regulates localization and function of SR protein splicing factors involved in transcription, alternative splicing, and mRNA export. It has been shown that a Dsk1 deletion strain of S. pombe is sensitive to exposure to butylated hydroxyanisole (BHA), a phenol derivative commonly used as a food preservative. Little is known about how BHA interacts with cells on a functional level, although it has been shown to be cytotoxic and tumorigenic. The aims of this thesis are to study the effect of BHA on eukaryotic cells and the possible involvement of Dsk1 protein kinase in the cellular response network to BHA through the use of fluorescence microscopy. The results showed that in BHA-treated cells, Dsk1 exhibits reduced nuclear localization and increased incidence of cytoplasmic clusters as well as a series of changes in cellular morphology. These observations imply that the function of Dsk1 is altered in response to BHA, consistent with genomic data collected by the Tang Lab. Thus, this study provides a basis for a series of future studies that will reveal in more detail how BHA affects fission yeast cells, and potentially gene or protein functional homologs in human cells.

G-protein pathway suppressor 2 (GPS2) is a 36kD protein involved in a number of regulatory functions in key metabolic organs. First discovered as a suppressor of the RAS- and MAPK- signaling pathways, GPS2 is subsequently identified as part of the NCoR/SMRT corepressor complex that play an important regulatory role in gene transcription, and GPS2 is also involved in meiotic recombination in the nucleus. Recently, we identified a non-transcriptional role of GPS2 as an inhibitor of the pro-inflammatory JNK pathway activation in response to tumor necrosis factor alpha (TNF-a;) in the cytosol. This suggests that GPS2 function may be dependent on its cellular localization. However, an understanding of how GPS2 differentially target cellular compartments is still lacking. In this study, we show that a tightly controlled balance between GPS2 protein stabilization and degradation regulates the function of nuclear GPS2. Our results reveal that methylation by arginine methyltransferase PRMT6 and interaction with exchange factor TBL1 cooperate to protect GPS2 from Siah2-dependent proteasomal degradation, thus promoting GPS2 nuclear localization. In addition, our results link GPS2 protein instability to decreased nuclear-encoded mitochondrial gene expression, suggesting that GPS2 may play an important role in regulating mitochondrial oxidative capacity, whose imbalance has been linked to chronic inflammation and insulin resistance. In conclusion, our findings illustrate post-transcriptional modification is important in the regulation of GPS2 cellular function. Understanding such molecular regulation of GPS2 is critical in furthering future efforts to investigate its roles in cellular homeostasis and inflammatory responses.

On a montré que les PTM jouaient un rôle significatif de P. falciparum dans l'année de contrôle de la régulation transcriptionnelle, de l'expression monoaléique et de la différenciation sexuelle. Dix SET contenant des HKMTs contenant du domaine-ont été prédits; Six d'entre eux être essentiels pour le développement de stages de sang asexués. Le projet de thèse est centré sur la caractérisation biologique de PfSET7 et PfSET6. Nous avons observé l'échange de localisation cellulaire dynamique Pendant le cycle de vie: PfSET7 se trouvent dans de multiples foyers cytoplasmiques dans les stades érythrocytaires asexués et le stage de foie, et plus frappante, dans la membrane du parasite enrichie en gamétocytes. PfSET6 EXPOSÉ une localisation nucléaire dans les anneaux et un modèle ponctué dans le cytoplasme des trophozoites matures et schizontes, et est enrichi dans les structures de foyers dans le cytoplasme des gamétocytes. Pris ensemble, notre étude suggère que la méthylation non histone est beaucoup plus significative chez P. falciparum que précédemment attendu. La méthylation à médiation par PfSET7 Peut être une extension du code histone à - d'autres protéines cytosoliques; Partiellement PfSET6 s'associe à des voies de répression transcriptionnelle dans le noyau et des régulateurs post-transcriptionnels dans le cytoplasme. Une étude plus approfondie vise à identifier des cibles de domaine SET contenant des protéines dans le gène inducible knockout mutant parasite lignes. Le fait que PfSET7 et PfSET6 sont exprimés à différents stades du cycle de vie, les fait comme de nouvelles cibles pour le développement de médicaments contre cette maladie grave et de bloquer la transmission. / In P. falciparum, PTMs have been shown to play an important role in the control of transcriptional regulation, monoallelic expression, and sexual differentiation. Ten SET domain-containing HKMTs have been predicted; six of them appear to be essential for asexual blood stage development. My lab has expressed and purified two enzymatically active recombinant methyltransferase PfSET7 and PfSET6. In vitro enzyme kinetics assays shows they can methylate histones. The dissertation project is centered around the biological characterization of PfSET7 and PfSET6. We observed the dynamic changes of cellular localization during life cycle: PfSET7 are found in multiple cytoplasmic foci in asexual erythrocytic stages and liver stage, and more strikingly, enriched in parasite membrane in gametocytes. PfSET6 exhibited a nuclear localization in rings and a punctuated pattern in the cytoplasm of mature trophozoites and schizonts, and is enriched within foci-like structures in the cytoplasm of gametocytes. Taken together, our study suggests that non-histone methylation is much more important in P. falciparum than previously anticipated. PfSET7-mediated methylation may be an extension of the histone code to other cytosol proteins; PfSET6 partially associates with transcriptional repression pathways in the nucleus and post-transcriptional regulators in the cytoplasm. Further study aims to identify targets of SET domain containing proteins within the inducible gene knock out mutant parasite lines. The fact that PfSET7 and PfSET6 are expressed in different life cycle stages, makes them as novel targets for drug development that could against severe disease and to block pathogen transmission.

Trichomonas vaginalis é o protozoário flagelado que parasita o trato urogenital humano causando a tricomonose, doença sexualmente transmissível (DST) de origem não viral mais comum no mundo. Durante a infecção a aquisição de nutrientes, como nucleotídeos púricos, pirimidínicos e ferro é essencial à sobrevivência do parasito. T. vaginalis não sintetiza de novo purinas e pirimidinas, dependendo de vias de salvação para aquisição destas moléculas. O ferro desempenha um papel crucial na patogenicidade da tricomonose, influenciando a expressão de múltiplos genes envolvidos na virulência. Nucleotídeos extracelulares, especialmente o ATP, são liberados em situações de estresse, anoxia ou injúria, atuando como sinalizadores pró-inflamatórios ao sistema imune. As enzimas NTPDase e ecto-5'-nucleotidase degradam ATP à adenosina, esta com ação anti-inflamatória. A enzima adenosina deaminase (ADA) degrada adenosina à inosina. A presença desta cadeia enzimática em T. vaginalis sugere a modulação das concentrações nucleotídeos/nucleosídeos durante a inflamação. A atividade da ADA foi caracterizada em T. vaginalis, porém há poucos relatos sobre a participação desta enzima na sobrevivência do parasito, bem como, a localização celular e o efeito de nutrientes essenciais na atividade enzimática e na expressão gênica. O estudo da localização da ADA em T. vaginalis foi realizado, indicando a presença da enzima na membrana celular e no citoplasma do trofozoíto. Avaliando-se o perfil da ADA de diferentes isolados de T. vaginalis em uma condição de limitação de soro bovino, o qual representa a fonte de adenosina aos trofozoítos, não se observou diferenças significativas na deaminação da adenosina à inosina. Na avaliação do efeito de diferentes fontes de ferro ou a privação deste cátion na atividade e na expressão gênica da ADA foi possível verificar uma diminuição da atividade e um aumento na expressão gênica após a privação do ferro, reforçando a hipótese que este elemento pode modular a atividade das enzimas envolvidas na sinalização purinérgica. Os resultados obtidos nesta dissertação permitem a avaliação de importantes aspectos da ADA, contribuindo para o melhor entendimento do sistema purinérgico em T. vaginalis e seu papel no estabelecimento e manutenção da infecção e consequente sobrevivência do parasito. / Trichomonas vaginalis is a flagellate protozoan that parasitizes the urogenital human tract causing trichomonosis, the non-viral sexually transmitted disease (STD) most common in the world. During infection the acquisition of nutrients such as purine and pyrimidine nucleotides, and iron is essential to the parasite survival. T. vaginalis lacks de novo purines and pyrimidines synthesis depending on the salvation pathway for the acquisition of these molecules. Iron plays a crucial role in trichomonosis pathogenesis, influencing the expression of multiple genes involved in virulence. Extracellular nucleotides, especially ATP, are released during stress, injury or anoxia, acting as a pro-inflammatory signaling to the immune system. The enzymes NTPDase and ecto-5'-nucleotidase degrade ATP to adenosine with anti-inflammatory action. The adenosine deaminase (ADA) enzyme degrades adenosine to inosine. The presence of this enzymatic chain in T. vaginalis suggests the modulation of nucleotides/nucleosides concentrations during inflammation. The ADA activity was characterized in T. vaginalis, but there are few reports on the participation of this enzyme in the parasite survival, as well as the cellular localization and the effect of essential nutrients on enzyme activity and gene expression. The study of ADA localization in T. vaginalis was performed, indicating the presence of the enzyme on trophozoite cell membrane and cytoplasm. Evaluating the ADA profile in different T. vaginalis isolates in bovine serum limitation condition, which is the source of adenosine for the trophozoites, no significant differences were observed in the deamination of adenosine to inosine. Regarding the effect of different iron sources or iron deprivation in activity and gene expression of ADA, it was observed a decrease in activity and an increase in gene expression after iron deprivation, reinforcing the hypothesis that this element can modulate the activity of enzymes involved in the purinergic signaling. The results obtained in this study allow the assessment of important aspects of ADA, contributing to a better understanding of the purinergic system in T. vaginalis and its role in the establishment and maintenance of infection and consequent survival of the parasite.

Trichomonas vaginalis é o protozoário flagelado que parasita o trato urogenital humano causando a tricomonose, doença sexualmente transmissível (DST) de origem não viral mais comum no mundo. Durante a infecção a aquisição de nutrientes, como nucleotídeos púricos, pirimidínicos e ferro é essencial à sobrevivência do parasito. T. vaginalis não sintetiza de novo purinas e pirimidinas, dependendo de vias de salvação para aquisição destas moléculas. O ferro desempenha um papel crucial na patogenicidade da tricomonose, influenciando a expressão de múltiplos genes envolvidos na virulência. Nucleotídeos extracelulares, especialmente o ATP, são liberados em situações de estresse, anoxia ou injúria, atuando como sinalizadores pró-inflamatórios ao sistema imune. As enzimas NTPDase e ecto-5'-nucleotidase degradam ATP à adenosina, esta com ação anti-inflamatória. A enzima adenosina deaminase (ADA) degrada adenosina à inosina. A presença desta cadeia enzimática em T. vaginalis sugere a modulação das concentrações nucleotídeos/nucleosídeos durante a inflamação. A atividade da ADA foi caracterizada em T. vaginalis, porém há poucos relatos sobre a participação desta enzima na sobrevivência do parasito, bem como, a localização celular e o efeito de nutrientes essenciais na atividade enzimática e na expressão gênica. O estudo da localização da ADA em T. vaginalis foi realizado, indicando a presença da enzima na membrana celular e no citoplasma do trofozoíto. Avaliando-se o perfil da ADA de diferentes isolados de T. vaginalis em uma condição de limitação de soro bovino, o qual representa a fonte de adenosina aos trofozoítos, não se observou diferenças significativas na deaminação da adenosina à inosina. Na avaliação do efeito de diferentes fontes de ferro ou a privação deste cátion na atividade e na expressão gênica da ADA foi possível verificar uma diminuição da atividade e um aumento na expressão gênica após a privação do ferro, reforçando a hipótese que este elemento pode modular a atividade das enzimas envolvidas na sinalização purinérgica. Os resultados obtidos nesta dissertação permitem a avaliação de importantes aspectos da ADA, contribuindo para o melhor entendimento do sistema purinérgico em T. vaginalis e seu papel no estabelecimento e manutenção da infecção e consequente sobrevivência do parasito. / Trichomonas vaginalis is a flagellate protozoan that parasitizes the urogenital human tract causing trichomonosis, the non-viral sexually transmitted disease (STD) most common in the world. During infection the acquisition of nutrients such as purine and pyrimidine nucleotides, and iron is essential to the parasite survival. T. vaginalis lacks de novo purines and pyrimidines synthesis depending on the salvation pathway for the acquisition of these molecules. Iron plays a crucial role in trichomonosis pathogenesis, influencing the expression of multiple genes involved in virulence. Extracellular nucleotides, especially ATP, are released during stress, injury or anoxia, acting as a pro-inflammatory signaling to the immune system. The enzymes NTPDase and ecto-5'-nucleotidase degrade ATP to adenosine with anti-inflammatory action. The adenosine deaminase (ADA) enzyme degrades adenosine to inosine. The presence of this enzymatic chain in T. vaginalis suggests the modulation of nucleotides/nucleosides concentrations during inflammation. The ADA activity was characterized in T. vaginalis, but there are few reports on the participation of this enzyme in the parasite survival, as well as the cellular localization and the effect of essential nutrients on enzyme activity and gene expression. The study of ADA localization in T. vaginalis was performed, indicating the presence of the enzyme on trophozoite cell membrane and cytoplasm. Evaluating the ADA profile in different T. vaginalis isolates in bovine serum limitation condition, which is the source of adenosine for the trophozoites, no significant differences were observed in the deamination of adenosine to inosine. Regarding the effect of different iron sources or iron deprivation in activity and gene expression of ADA, it was observed a decrease in activity and an increase in gene expression after iron deprivation, reinforcing the hypothesis that this element can modulate the activity of enzymes involved in the purinergic signaling. The results obtained in this study allow the assessment of important aspects of ADA, contributing to a better understanding of the purinergic system in T. vaginalis and its role in the establishment and maintenance of infection and consequent survival of the parasite.

Trichomonas vaginalis é o protozoário flagelado que parasita o trato urogenital humano causando a tricomonose, doença sexualmente transmissível (DST) de origem não viral mais comum no mundo. Durante a infecção a aquisição de nutrientes, como nucleotídeos púricos, pirimidínicos e ferro é essencial à sobrevivência do parasito. T. vaginalis não sintetiza de novo purinas e pirimidinas, dependendo de vias de salvação para aquisição destas moléculas. O ferro desempenha um papel crucial na patogenicidade da tricomonose, influenciando a expressão de múltiplos genes envolvidos na virulência. Nucleotídeos extracelulares, especialmente o ATP, são liberados em situações de estresse, anoxia ou injúria, atuando como sinalizadores pró-inflamatórios ao sistema imune. As enzimas NTPDase e ecto-5'-nucleotidase degradam ATP à adenosina, esta com ação anti-inflamatória. A enzima adenosina deaminase (ADA) degrada adenosina à inosina. A presença desta cadeia enzimática em T. vaginalis sugere a modulação das concentrações nucleotídeos/nucleosídeos durante a inflamação. A atividade da ADA foi caracterizada em T. vaginalis, porém há poucos relatos sobre a participação desta enzima na sobrevivência do parasito, bem como, a localização celular e o efeito de nutrientes essenciais na atividade enzimática e na expressão gênica. O estudo da localização da ADA em T. vaginalis foi realizado, indicando a presença da enzima na membrana celular e no citoplasma do trofozoíto. Avaliando-se o perfil da ADA de diferentes isolados de T. vaginalis em uma condição de limitação de soro bovino, o qual representa a fonte de adenosina aos trofozoítos, não se observou diferenças significativas na deaminação da adenosina à inosina. Na avaliação do efeito de diferentes fontes de ferro ou a privação deste cátion na atividade e na expressão gênica da ADA foi possível verificar uma diminuição da atividade e um aumento na expressão gênica após a privação do ferro, reforçando a hipótese que este elemento pode modular a atividade das enzimas envolvidas na sinalização purinérgica. Os resultados obtidos nesta dissertação permitem a avaliação de importantes aspectos da ADA, contribuindo para o melhor entendimento do sistema purinérgico em T. vaginalis e seu papel no estabelecimento e manutenção da infecção e consequente sobrevivência do parasito. / Trichomonas vaginalis is a flagellate protozoan that parasitizes the urogenital human tract causing trichomonosis, the non-viral sexually transmitted disease (STD) most common in the world. During infection the acquisition of nutrients such as purine and pyrimidine nucleotides, and iron is essential to the parasite survival. T. vaginalis lacks de novo purines and pyrimidines synthesis depending on the salvation pathway for the acquisition of these molecules. Iron plays a crucial role in trichomonosis pathogenesis, influencing the expression of multiple genes involved in virulence. Extracellular nucleotides, especially ATP, are released during stress, injury or anoxia, acting as a pro-inflammatory signaling to the immune system. The enzymes NTPDase and ecto-5'-nucleotidase degrade ATP to adenosine with anti-inflammatory action. The adenosine deaminase (ADA) enzyme degrades adenosine to inosine. The presence of this enzymatic chain in T. vaginalis suggests the modulation of nucleotides/nucleosides concentrations during inflammation. The ADA activity was characterized in T. vaginalis, but there are few reports on the participation of this enzyme in the parasite survival, as well as the cellular localization and the effect of essential nutrients on enzyme activity and gene expression. The study of ADA localization in T. vaginalis was performed, indicating the presence of the enzyme on trophozoite cell membrane and cytoplasm. Evaluating the ADA profile in different T. vaginalis isolates in bovine serum limitation condition, which is the source of adenosine for the trophozoites, no significant differences were observed in the deamination of adenosine to inosine. Regarding the effect of different iron sources or iron deprivation in activity and gene expression of ADA, it was observed a decrease in activity and an increase in gene expression after iron deprivation, reinforcing the hypothesis that this element can modulate the activity of enzymes involved in the purinergic signaling. The results obtained in this study allow the assessment of important aspects of ADA, contributing to a better understanding of the purinergic system in T. vaginalis and its role in the establishment and maintenance of infection and consequent survival of the parasite.

O óxido nítrico (NO) é biossintetizado em diferentes células do organismo animal, relacionando-se com inúmeros processos fisiológicos. Existe, aparentemente, uma relação entre os efeitos mediados pelo NO e o microambiente celular. Desta forma, a resposta observada depende da localização da molécula radicalar, da duração da exposição e da sua concentração. Assim, observa-se um efeito antagônico do NO no que tange a biologia de tumores, admitindo-se que baixas concentrações de NO estimulam a proliferação de células tumorais e altas concentrações propiciam a atividade tumoricida. Nesse sentido, o presente trabalho visou ao desenvolvimento de um novo complexo de rutênio doador de óxido nítrico coordenado ao ligante fluorescente Alaranjado de Acridina. A coordenação do rutênio ao ligante heterocíclico de nitrogênio permitiu a obtenção do composto fluorescente [Ru(NO2)(bpy)(AO)2NO](PF6)2, em que bpy = 2,2\'bipiridina e AO = Alaranjado de Acridina. O complexo foi caracterizado por UV-vis, FITR e espectrometria de massas. Experimentos fotoquímicos revelaram que o complexo [Ru(NO2)(bpy)(AO)2NO](PF6)2 apresentou um valor de rendimento quântico de fluorescência em etanol inferior ao do ligante livre. No entanto, o rendimento quântico de produção de oxigênio singleto em água foi maior em relação ao Alaranjado de Acridina. Avaliações de fotoestabilidade por espectroscopia de emissão e absorção no UV-vis demonstraram que [Ru(NO2)(bpy)(AO)2NO](PF6)2 é mais fotoestável nas condições avaliadas e a fluorescência apresenta menor redução, quando irradiado em 470 nm comparado ao Alaranjado de Acridina. Ensaios de avaliação do potencial citotóxico dos compostos com irradiação em 470 nm, na dose de 5 J cm-², demonstraram que o corante Alaranjado de Acridina apresenta maior citotoxicidade frente à linhagem celular tumoral metastática estudada (B16/F10). Isso se relaciona, possivelmente, ao fato de o Alaranjado de Acridina livre direcionar-se para o núcleo e promover intercalação com os pares de base do DNA. A avaliação por microscopia de fluorescência revelou a predileção do complexo [Ru(NO2)(bpy)(AO)2NO](PF6) pelo núcleo. Os dados obtidos enfatizam a importância do grupo ligante para a localização do complexo, bem como para a atividade antitumoral do mesmo. / Nitric Oxide is biosynthesized in different cells of the animal organism. It is related to numerous physiological processes. There is apparently a relationship between the effects mediated by NO and the microenvironment. Thus, the cellular response observed depends on the location of the radical molecule, the duration of exposure and its concentration. Thus, an antagonistic effect of NO is observed with respect to the biology of tumors, admitting that low concentrations of NO stimulate the proliferation of tumor cells and high concentrations promote the tumoricidal activity. In this sense, the present work aimed the development of a new ruthenium complex donor of nitric oxide coordinated to the fluorescent ligand of Acridine. The coordination of Ruthenium to the nitrogen heterocyclic ligand allowed to obtain the fluorescent compound [Ru(NO2)(bpy)(AO)2NO](PF6)2, where bpy = 2,2\' bipyridine and AO = Acridine Orange, which was characterized by UV-Vis, FITR and mass spectrometry. Photochemical experiments revealed that the [Ru(NO2)(bpy) (AO)2NO](PF6) 2 complex presented a fluorescence quantum yield value, in ethanol, about 20 % lower than the free binder. However, the quantum yield of singlet oxygen in water was approximately 40 % higher compared to Acridine Orange. UV-vis emission spectroscopy and UV-vis absorption spectroscopy have shown that [Ru (NO2)(bpy)(AO)2NO](PF6) 2 is apparently more photostable and suffers less fluorescence suppression when irradiated at 470 nm compared with Acridine Orange. Cell cytotoxicity assays with irradiation using dose of 5 J cm-2 demonstrated that the coordination of Acridine Orange dye to the complex decreases its cytotoxicity against the metastatic tumor cell line studied, possibly by preventing the mechanism of intercalation of the planar ligand to DNA. Monitoring by fluorescence microscopy revealed the preferential localization of the compound [Ru(NO2)(bpy) (AO)2NO] (PF6) by the cell nucleus possibly due to coordinated Acridine Orange, which has a tropism by DNA. These results emphasize the importance of the ligand group for the localization of the complex, as well as for the cytotoxic activity of the same

Leishmania é um protozoário parasito flagelado responsável pela Leishmaniose, doença que afeta 88 países, distribuídos em 4 continentes, e que causa um risco a aproximadamente 350 milhões de pessoas. Estudos recentes em tripanosomatídeos, utilizando Trypanosoma brucei como modelo, sugerem que as enzimas fumarato hidratase, enzimas que catalisam a hidratação reversível da molécula de fumarato em S-malato, são essenciais para sobrevivência de tripanossomatídeos. O presente projeto visou a clonagem, expressão, purificação e caracterização cinética e biofísica da enzima fumarato hidratase codificada pelo gene LmjF24.0320 de Leishmania major. A proteína foi expressa em bactéria e purificada por cromatografia de afinidade. Os ensaios de cinética enzimática mostram que a enzima segue o modelo de cinética de Michaelis-Menten com Km e Vmax de 2,7 ± 0,5 mM e 35,2 ± 5,8 micromol/min/mg para fumarato e 5,2 ± 0,4 mM e 11,8 ± 0,6 micromol/min/mg para S-malato, respectivamente. Para os estudos de localização celular foram produzidos e purificados anticorpos policlonais para as isoformas LmFH-1 e LmFH-2 de Leishmania major através de imunização de coelhos. A combinação de técnicas de imunofluorescência por microscopia confocal, western blotting e controle da atividade enzimática através fracionamento celular com digitonina nos permitiu concluir que a isoforma LmFH-1 se encontra localizada na mitocôndria do parasito, enquanto que a isoforma LmFH-2 possue dupla localização, sendo encontrada tanto no citosol quanto no glicossomo. A presença das isoformas LmFH-1 e LmFH-2 nos três compartimentos celulares: citosol, glicossomo e mitocôndria reforçam a importância da molécula de fumarato em diferentes processos celulares, e fortalecem a idéia de que a enzima fumarato hidratase pode ser considerada um potencial alvo para planejamento de fármacos anti-leishmaniose. / Leishmania parasites are the casual agent of leishamaniasis, a group of disease that affects 88 countries, distributed in four continents, with 350 million people at risk of infection. Recent studies in trypanosomatids, using Trypanosoma brucei as a model suggest that the fumarate hydratase enzymes, which catalyze the stereospecific hydration of fumatare to malate, are essential for trypanosomatid survival. The present project focused the cloning, expression, purification and both kinetic and biophysical characterization of fumarate hydratase encoded by gene LmjF24.0320 of Leishmania major. The protein has been expressed in bacteria and purified by affinity chromatography. The kinetic experiments reveal that the enzyme follow the Michaelis-Menten classic model with Km and Vmax of 2,7 ± 0,5 mM and 35,2 ± 5,8 micromol/min/mg for fumarate and 5,2 ± 0,4 mM and 11,8 ± 0,6 micromol/min/mg for S-malate, respectively. For the subcellular localization studies, polyclonal antisera against both isoforms LmFH-1 e LmFH-2 of Leishmania major were obtained after immunization of rabbits. The combination of confocal microscopy, western blotting and enzymatic activity through cell fractionation by selective permeabilization of membranes with digitonin suggest that LmFH-1 isoform is localized to mitochondria, while the LmFH-2 isoform is found to both cytosol and glycossome. The presence of LmFH-1 and LmFH-2 isoforms at the three cell compartments: cytosol, glycosome and mitochondria strongly supports the premise that fumarate is important for many cell processes and suggests that fumarate hydratase enzyme can be considered an attractive target for the development of anti-leishmaniasis drugs.

Light microscopes are essential research tools in biology and medicine. Cell and tissue staining methods have improved immensely over the years and microscopes are now equipped with digital image acquisition capabilities. The image data produced require development of specialized analysis methods. This thesis presents digital image analysis methods for cell image data in 2D, 3D and time sequences. Stem cells have the capability to differentiate into specific cell types. The mechanism behind differentiation can be studied by tracking cells over time. This thesis presents a combined segmentation and tracking algorithm for time sequence images of neural stem cells.The method handles splitting and merging of cells and the results are similar to those achieved by manual tracking. Methods for detecting and localizing signals from fluorescence stained biomolecules are essential when studying how they function and interact. A study of Smad proteins, that serve as transcription factors by forming complexes and enter the cell nucleus, is included in the thesis. Confocal microscopy images of cell nuclei are delineated using gradient information, and Smad complexes are localized using a novel method for 3D signal detection. Thus, the localization of Smad complexes in relation to the nuclear membrane can be analyzed. A detailed comparison between the proposed and previous methods for detection of point-source signals is presented, showing that the proposed method has better resolving power and is more robust to noise. In this thesis, it is also shown how cell confluence can be measured by classification of wavelet based texture features. Monitoring cell confluence is valuable for optimization of cell culture parameters and cell harvest. The results obtained agree with visual observations and provide an efficient approach to monitor cell confluence and detect necrosis. Quantitative measurements on cells are important in both cytology and histology. The color provided by Pap (Papanicolaou) staining increases the available image information. The thesis explores different color spaces of Pap smear images from thyroid nodules, with the aim of finding the representation that maximizes detection of malignancies using color information in addition to quantitative morphological parameters. The presented methods provide useful tools for cell image analysis, but they can of course also be used for other image analysis applications.

Orientador: Jorg Kobarg / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-07T08:03:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Passos_DarioOliveirados_D.pdf: 4831709 bytes, checksum: 0aa3e031d4e82dc447636416b68401e8 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A proteína Ki-1/57 que é encontrada tanto no núcleo quanto no citoplasma está associada com atividade de proteína quinase serina/treonina e é fosforilada nestes resíduos após ativação celular. Neste trabalho verificamos que Ki-1/57 interage com a proteína Chromatin-Helicase-DNA-binding domain 3 (CHD3) e com a proteína adaptadora/sinalizadora RACK1 no núcleo. Pelo sistema do duplo híbrido de levedura (SDHL) a proteína arginina metiltransferase 1 (PRMT1) foi selecionada como outra proteína de interação. A PRMT1 integra uma família representada por nove enzimas humanas que catalisam reações de metilação em resíduos de arginina. Em seguida, usando agora a PRMT1 como isca - no SDHL - identificamos as proteínas Ki-1/57 e hnRNPQ, juntamente com outras 13. A maioria delas contêm motivos ¿RGG-box¿ em suas seqüências de aminoácidos, que são conhecidos alvos para metilação. Posteriormente verificamos que Ki-1/57 e seu provável parálogo CGI-55 conservam dois motivos ¿RGG/RXR-box¿ e que são substratos in vitro para a metilação de argininas pela PRMT1. Estudos de mapeamento mostraram que todos os fragmentos contendo o motivo ¿RGG/RXR-box¿ interagem com a PRMT1 e são alvos à metilação in vitro. Ki-1/57 endógena, imunoprecipitada de células L540, mostrou ser metilada in vivo, além de ser um alvo a metilação pela PRMT1 in vitro, somente quando as células são previamente tratadas com o inibidor da metilação Adox. Tratamento das células Hela com o inibidor da metilação (Adox) causa desaparecimento da imuno-marcação citoplasmática de Ki-1/57 e relativa redistribuição do parálogo CGI-55 para o citosol. Assim, pode ser especulado que a metilação destas proteínas deve ser um evento importante para suas localizações subcelulares e conseqüentemente para suas funções. Em resumo, nossos dados sugerem que o SDHL é um método efetivo na identificação de novos substratos celulares para a PRMT1 e poderia ser estendido para a identificação e caracterização de novos substratos para os outros integrantes da família das PRMTs humanas / Abstract: The protein Ki-1/57 that is found both in the cytoplasm and nucleus is associated with serine/threonine protein kinase activity and gets phosphorylated on serine and threonine residues upon cellular activation. We demonstrated that Ki-1/57 interacts with the Chromatin-Helicase-DNA-binding domain protein 3 (CHD3) and with the adaptor/signaling protein RACK1 in the nucleus. By utilizing the yeast two-hybrid system (YTHS), we were further able to find the protein arginine-methylatranseferase-1 (PRMT1) as another interacting protein. PRMT1 is a member of the family constituted by 9 human enzymes that catalyze methylation reactions on arginine residues. Afterwards, by using PRMT1 as bait in the YTHS we identified both Ki-1/57 and NSAP1 as interacting proteins, along with 13 other proteins. The majority of them present RGG-box clusters in their amino acid sequences, which are known to be targets for arginine methylation. We further found that Ki-1/57 and its putative paralogue CGI-55 have two RGG/RXR-box clusters conserved between them and that they are substrates for arginine-methylation by PRMT1 in vitro. In mapping studies, we observed that all Ki-1/57 protein fragments containing the RGG/RXRbox clusters interact with PRMT1 and are targets for methylation in vitro. Endogenous cellular Ki-1/57 seems to be methylated in vivo and is a target for methylation by PRMT1 in vitro, only when cells have been previously treated with the methylation inhibitor Adox. Treatment of Hela cells with the inhibitor of methylation (Adox) causes the disappearance of the immuno-staining of Ki-1/57 in the cytoplasm and a relative redistribution of the paralogue CGI-55 to the cytosol. It can therefore be speculated that the methylation of these proteins is important for their sub-cellular localization and in consequence for their function. In summary our data suggest that the YTHS is an effective method for the identification of novel cellular PRMT substrates and could be extended for the identification and characterization of novel substrates to the other components of the human PRMT1 family / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Biologia Funcional e Molecular