Orientador: Maria Luiza Silveira Mello / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-07-22T19:22:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Garcia_SimoneLopes_M.pdf: 3905156 bytes, checksum: a41eb69b400c0c1984d156c63e481ef6 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Ninfas de 30., 40. e 50. estádios e adultos de ambos os sexos de Panstrongylus megistus de hábito domiciliar e silvestre, bem e pouco alimentados, foram submetidos a choques de temperatura de O°C e 40° C por 1h e 12 h. Após o choque, os insetos retomavam a temperatura e umidade controle (28°C e 80% UR), e foram acompanhados diariamente durante um período de 30 a 35 dias para se determinar os níveis de sobrevivência. Para a análise de fenótipos nucleares foram utilizadas ninfas de 50. estádio de hábito domiciliar e pouco alimentadas as quais foram submetidas a choques de 40°C por 1h e 12h e a O°C por 1h. A dissecação dos insetos para a retirada dos túbulos de Malpighi foi efetuada imediatamente após o choque, 10 e 30 dias após. O objetivo foi determinar alterações decorrentes do choque de temperatura, visando promover manutenção mais adequada em insetário e interpretar alterações em insetos provenientes do meio ambiente em esquemas experimentais. Os resultados indicaram variabilidade de resposta aos choques térmicos com relação aos parâmetros estudados. A variabilidade foi dependente da temperatura a que os insetos foram mantidos, duração do tratamento, fase do desenvolvimento e sexo. Choques hipertérmicos de curta duração pouco afetaram a sobrevivência dos insetos, principalmente das ninfas, enquanto os de longa duração foram letais na maioria dos casos. Quanto à ocorrência de mudas, pouca alteração se verificou após choques hipertérmicos, ao contrário do verificado após choques hipotérmicos, os quais se mostraram mais eficazes em promover uma diminuição nessa frequência Choques hipotérmicos, especialmente os de longa duração, promoveram uma queda drástica na taxa de sobrevivência dos espécimes. Os fenótipos nucleares mais frequentes tanto nos insetos do grupo controle quanto nos submetidos a choques, foram os núcleos considerados normais, ou seja, com um pequeno e conspícuo corpo heterocromático (cromossomo Y). Os fenótipos alterados, presentes inclusive nos grupos controle, foram núcleos em degeneração, apoptóticos, com suspeita de apoptose, com heterocromatina aparentemente descompactada, gigantes, gigantes em degeneração, com suspeita de apoptose e gigantes com a heterocromatina aparentemente descompactada. Dentre os fenótipos alterados em maior frequência foram encontrados núcleos suspeitos de apoptose seguidos por núcleos em degeneração e núcleos com a heterocromatina aparentemente descompactada. Um aumento estatisticamente significante nos núcleos em degeneração foi constatado com o decorrer dos dias para dissecação dos espécimes. Núcleos apoptóticos foram observados principalmente após choques hipertérmicos, independente da duração do choque e do tempo pós-choque, enquanto núcleos suspeitos de apoptose foram mais frequentes em insetos dissecados 30 dias após o choque. A maior frequência de núcleos com aparente descompactação da heterocromatina ocorreu em insetos submetidos a choques hipertérmicos, independente da duração do tratamento. Houve uma elevação na frequência de núcleos gigantes após choques hipertérmicos, embora esta não tenha se intensificado com o aumento da duração do tratamento. Os poucos insetos sobreviventes aos choques de 40°C por 12 h, apresentaram uma diminuição significante, quando dissecados 30 dias após o choque, constatando-se também uma interação entre os fatores dias pós-choque e temperatura de choque. Núcleos gigantes em degeneração foram observados com maior frequência após choques hipertérmicos, enquanto um aumento na frequência de núcleos gigantes com suspeita de apoptose foi observado após aumento na duração do tratamento. Com a elevação da temperatura, verificou-se um aumento na frequência de núcleos apoptóticos, gigantes com suspeita de apoptose e núcleos com aparente descompactação da heterocromatina. Os dados levantados para Panstrongylus megistus mostraram-se diferentes dos previamente relatados para Triatoma infestans, salientando a importância de estudos para diferentes espécies, dado o seu comportamento particular / Abstract: Domestic and silvatic third, fourth and fifth instar nymphs and male and female adults of Panstrongylus megistus Burmeister with different feeding conditions were submitted to thermal shocks at ooe and 40oe for 1 and 12 hours. After the shock the insects were retumed to normal temperature and humidity conditions and followed for 30 to 35 days in order to determine survival rates, molting and nuclear phenotypes ofMalpighian tubules. Since feeding and living conditions were not significant factors in the survival rates of specimens submitted to the thermal shock, fasting domestic fifth instars mal e nymphs were used in order to investigate nuclear phenotypes. The insects were submitted to thermal shocks at ooe (1 hour) and 40oe (1 hour and 12 hours) being retumed to control conditions (28°e). The insects were dissected right after shock, 10 and 3 O days after shock for cytological analysis of their Malpighian tubule. The objective was to investigate the changes promoted by the shocks with views to provi de adequate laboratory conditions and to understand changes caused by experimental schemes. The results indicate that the response varies according to temperature, duration of treatment, development stage and sexo Short hyper thermic shocks had little effect, mainly for the nymphs, while long shocks were lethal in the majority of studied cases. About molting, few alterations were observed after hyper thermic shocks in contrast to hypothermic shocks which promoted a falI in the observed frequency. Hypothermic shocks, specially long ones, promoted a drastic fall in the survival rate of the specimens. The most frequent phenotype observed was the one considered normal, not only for the control group but also for the insect submitted to the shocks. Altered phenotypes, found also in nuclear group, included degenerated, apoptotic, suspected of apoptosis, heterocromatin partially or completely unraveled, giant nuclei, this last phenotype being classified also as usual, degenerated, suspected of apoptosis and with heterocromatin partially unraveled. Among the altered phenotypes the predominant one was the suspected of apoptosis nuclei, followed by degenerated and heterocromatin partially unraveled nuclei. There were a rising statistically significant in the frequency of degenerated nuclei when analyzed 30 days after shock. Apoptotic nuclei were observed specially after hyper thermic shocks independently of duration of shock and time after shock. However, suspect of apoptosis nuclei were more frequently observed 30 days after shock. The most frequency of apparently unraveled heterocromatin nuclei occurred after hyper thermic shocks no matter the duration of the shock. A rising in the frequency of giant nuclei was observed after hyper thermic shocks although it did not increase for insects submitted to long duration shocks. The few remain from long hyper thermic shocks presented a significant fall when analyzed 30 days after shock. An interaction between the factors days and temperature was verified for this experimental condition. Degenerated giant nuclei were observed mostly after hyper thermic shocks, while it was observed a rising in the fTequency of suspected of apoptosis giant nuclei after long shocks. The rising in the temperature of the shock caused a rising in the frequency of apoptotic, suspects of apoptosis giant and apparently unraveled heterocromatin nuclei. The data collected for Panstrongylus megistus behaved differently from the data collected previously for Triatoma infestans. Therefore, it shows the importance of studies conceming different species taking into account their peculiar behavior / Mestrado / Parasitologia / Mestre em Ciências Biológicas

Made available in DSpace on 2015-12-06T23:07:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Paracoccidioides brasiliensis é o fungo dimórfico responsável pela paracoccidioidomicose (PCM). A diferenciação celular do P. brasiliensis de micélio para levedura nos pulmões é essencial para a ocorrência da PCM e é dependente de temperatura. Parte das alterações sofridas pelo fungo está provavelmente relacionada com a expressão de proteínas de estresse (Hsp), pouco conhecidas no P. brasiliensis. Em nosso laboratório foram clonados os genes de P. brasiliensis homólogos aos de duas proteínas mitocondriais de choque térmico: o PbLON, da proteinase Lon, e a porção 5’ do PbMDJ1, da chaperone Hsp40/Mdj1. Estes genes estão ligados por uma região 5’ intergênica comum (ML), o que pode ser relevante em relação à regulação transcricional não apenas porque ambos respondem ao estresse, mas também pela relação funcional. Mdj1p é o membro da família DnaJ localizado na matriz mitocondrial, o qual é essencial na digestão de proteínas desnaturadas pela Lon. Neste trabalho o gene PbMDJ1 de P. brasiliensis foi totalmente caracterizado. Sua sequência apresenta uma ORF de 1659pb, organizada em três exons interrompidos por dois introns. PbMdj1 apresenta 551 aminoácidos com alta similaridade com as homólogas de Blastomyces dermatitidis, Histoplasma capsulatum e Coccidioides immitis. O alinhamento destas sequências permitiu mapear todos os domínios que caracterizam a família da DnaJ, a saber, um domínio J, um domínio rico em G/F e um domínio ligante de zinco organizado em quatro repetições de CXXCXGXG. Para a expressão de PbMdj1 recombinante em bactéria, um fragmento de cDNA de 757pb da região 5´ foi subclonado no vetor pHIS3. A proteína PbMdj1r foi purificada e utilizada na obtenção de anticorpos policlonais de coelho. Em microscopia eletrônica e confocal, os anticorpos anti-PbMdj1r localizaram a molécula na mitocôndria de leveduras de P. brasiliensis Pb18, mas também abundantemente na parede celular e região de brotamento. Em ensaios de “imunoblotting”, os anticorpos revelaram uma proteína nativa de 55 kDa tanto em extratos mitocondriais, com significativo aumento da expressão em condições de estresse térmico, como em uma fração de parede. Sua localização extramitocondrial foi confirmada ainda por citometria de fluxo (FACS). Alguns soros de pacientes com PCM reagiram com a PbMdj1r em “immunoblotting”, sugerindo que os pacientes reconhecem essa proteína durante a infecção. Obervamos que locus cromossômico dos genes MDJ1/LON é comum entre fungos dimórficos e Aspergillus. Na região intergênica 5’ compartilhada pelos genes MDJ1/LON de P. brasiliensis Pb18 e Pb3 foram mapeados e validados 4 elementos de transcrição usando o ensaio de proteção contra DNase I “footprinting” e em experimentos de retardo da mobilidade eletroforética (EMSA). Essas regiões abrigam um elemento de choque térmico convencional, dois não-convencionais e outro ligante de AP-1 (ARE), associado ao estresse oxidativo. Foram encontrados motivos similares nos locus correspondente de B. dermatitidis e H. capsulatum. O Pb3, que pertence a uma espécie críptica filogeneticamente distinta, apresentou polimorfismo na região ML. As análises comparativas entre Pb18 e Pb3 mostraram diferenças no número de elementos de transcrição no padrão da regulação transcripcional de PbLON e PbMDJ1 durante a transição de fase. Em Pb18, PbMDJ1 parece ser preferencialmente expresso na fase leveduriforme. Ambos os genes apresentaram aumento nos níveis de transcrição após choque térmico a 42 ºC, porém em Pb3 esse efeito foi mais lento. Este é o primeiro trabalho que detecta elementos de trancrição em P. brasiliensis e pode contribuir significativamente para entendimento da regulação de genes de estresse em fungos dimórficos. As diferenças detectadas em Pb18 e Pb3 quanto à regulação transcricional dos genes aqui estudados e eventualmente outros poderá explicar a distinta relação parasitahospedeiro que os isolados apresentam em camundongos B10.A. / Paracoccidioides brasiliensis is the dimorphic fungus responsible for paracoccidioidomycosis in man, who is infected by inhalation of conidia. The cellular differentiation of P. brasiliensis from mycelium (M) to yeast (Y) in the lungs is essential for infection to occur. J-domain (DnaJ) proteins, of the Hsp40 family, are essential cofactors of their cognate Hsp70 chaperones, besides acting as independent chaperones. In the present study, we have cloned and sequenced the heat shock gene PbMDJ1, which encodes an Mdj1 homologue that is a mitocondrial DnaJ in yeasts. The gene sequence consists of an ORF of 1719bp interrupted by three introns and translates 551 amino acid residues. PbMdj1 is organized in modules consisting of a J domain, followed by a glycine/phenylalanine-rich segment and four CXXCXGXG (zinc finger) domains. The C-terminal is not conserved. We expressed a His-tagged N-terminal region of PbMdj1 and used the recombinant protein to immunize rabbits to obtain anti-PbMdj1r serum. Immune-localization was performed using confocal and electron microscopy, and also flow cytometry. We demonstrated the presence of PbMdj1 not only in the mitochondria, where it is apparently sorted, but also in the cell wall of P. brasiliensis. Labeling was abundant throughout the cell wall and especially in the budding regions; however, anti-PbMdj1r did not affect fungal growth in the concentrations tested in vitro, possibly due to the poor access of the antibodies to their target in growing cells. Labeled mitochondria stood preferentially close to the plasma membrane and gold particles were detected in the thin space between them, towards the cell surface. The anti-rPbMdj1 antibodies used in the reactions specifically recognized a single 55 kDa mitochondrial and cell wall (alkaline β-mercaptoethanol extract) component, compatible with the predicted size of the protein devoid of its matrix peptidetargeting signal. This is the first time a DnaJ member has been observed on the cell surface, where its function is speculative. In the present work we show that Mdj1 and the mitochondrial proteinase Lon homologues are heat shock proteins in the P. brasiliensis and that their gene organization is conserved among thermodimorphic fungi and Aspergillus, where the genes are adjacent and have a common 5´region. We mapped and validaded transcription elements in the 5´-shared intergenic (ML) region of MDJ1/LON from P. brasiliensis using both DNAse I protection footprinting and mobility shift assays. Three of them were similar to canonical and nonconventional heat shock elements and one is a putative AP-1 binding domain (ARE), related to oxidative stress. Similar motifs were detected in the correspondent locus of B. dermatitidis and H. capsulatum. Our studies compared P. brasiliensis Pb18 with genetically distinct Pb3, where the ML region is polymorphic outside mapped motifs. In these isolates, different numbers of elements were detected and the pattern of mRNA accumulation of the genes was distinct during phase transition. In Pb18, PbMDJ1 was preferentially expressed in the yeast phase. This is the first study of transcription elements in P. brasiliensis that might help to understand regulation of stress-related genes involved in fungal adaptation to the host. / BV UNIFESP: Teses e dissertações

A indução de proteínas de choque térmico (HSP) é fundamental nos processos de reparo que seguem diferentes tipos de dano celular. O exercício físico é capaz de induzir a síntese de HSP, o que parece estar relacionado com a prevenção de desnaturação protéica por radicais livres, provável causa dos efeitos duradouros da fadiga de baixa freqüência. Por sua vez, a formação de óxido nítrico (NO) também aumenta nas células musculares em contração, podendo determinar estresse oxidativo, ativação do fator nuclear κB (NF-κB) e injúria tecidual. No entanto, o NO também induz a síntese de HSP, o que deve causar citoproteção pela inibição da ativação do NF-κB. Portanto, a geração de NO durante o exercício pode desempenhar um duplo papel, a saber: induzir injúria tecidual ligada à ativação do NF-κB e; proteger contra a mesma pela indução de HSP que bloqueiam a ativação do primeiro. Neste trabalho investigamos o papel do NO na indução de HSP70 em resposta ao exercício agudo. Com base nos nossos resultados e nas informações disponíveis a partir de outros estudos, podemos concluir que o exercício de natação com uma sobrecarga de 5 % do peso corporal preso ao animal é capaz de aumentar o conteúdo de HSP70 (em até 33%, p < 0,05) no músculo esquelético e que este aumento está associado a estresse oxidativo (aumento de 2,4 vezes no índice de estado redox), depleção de reservas energéticas (redução de 47% no conteúdo de glicogênio, p <0,05) e maior produção de NO pelos músculos (em até 1,7 vezes, p<0,05). A administração de L-NAME foi capaz de impedir o aumento no conteúdo de HSP70 induzido pelo exercício, sugerindo que o NO seja um importante mecanismo de indução destas proteínas em resposta ao exercício. No entanto, estudos adicionais são necessários para validar a hipótese de que o NO seja responsável pela indução da síntese de HSP70 em resposta ao exercício de resistência.

A indução de proteínas de choque térmico (HSP) é fundamental nos processos de reparo que seguem diferentes tipos de dano celular. O exercício físico é capaz de induzir a síntese de HSP, o que parece estar relacionado com a prevenção de desnaturação protéica por radicais livres, provável causa dos efeitos duradouros da fadiga de baixa freqüência. Por sua vez, a formação de óxido nítrico (NO) também aumenta nas células musculares em contração, podendo determinar estresse oxidativo, ativação do fator nuclear κB (NF-κB) e injúria tecidual. No entanto, o NO também induz a síntese de HSP, o que deve causar citoproteção pela inibição da ativação do NF-κB. Portanto, a geração de NO durante o exercício pode desempenhar um duplo papel, a saber: induzir injúria tecidual ligada à ativação do NF-κB e; proteger contra a mesma pela indução de HSP que bloqueiam a ativação do primeiro. Neste trabalho investigamos o papel do NO na indução de HSP70 em resposta ao exercício agudo. Com base nos nossos resultados e nas informações disponíveis a partir de outros estudos, podemos concluir que o exercício de natação com uma sobrecarga de 5 % do peso corporal preso ao animal é capaz de aumentar o conteúdo de HSP70 (em até 33%, p < 0,05) no músculo esquelético e que este aumento está associado a estresse oxidativo (aumento de 2,4 vezes no índice de estado redox), depleção de reservas energéticas (redução de 47% no conteúdo de glicogênio, p <0,05) e maior produção de NO pelos músculos (em até 1,7 vezes, p<0,05). A administração de L-NAME foi capaz de impedir o aumento no conteúdo de HSP70 induzido pelo exercício, sugerindo que o NO seja um importante mecanismo de indução destas proteínas em resposta ao exercício. No entanto, estudos adicionais são necessários para validar a hipótese de que o NO seja responsável pela indução da síntese de HSP70 em resposta ao exercício de resistência.

A indução de proteínas de choque térmico (HSP) é fundamental nos processos de reparo que seguem diferentes tipos de dano celular. O exercício físico é capaz de induzir a síntese de HSP, o que parece estar relacionado com a prevenção de desnaturação protéica por radicais livres, provável causa dos efeitos duradouros da fadiga de baixa freqüência. Por sua vez, a formação de óxido nítrico (NO) também aumenta nas células musculares em contração, podendo determinar estresse oxidativo, ativação do fator nuclear κB (NF-κB) e injúria tecidual. No entanto, o NO também induz a síntese de HSP, o que deve causar citoproteção pela inibição da ativação do NF-κB. Portanto, a geração de NO durante o exercício pode desempenhar um duplo papel, a saber: induzir injúria tecidual ligada à ativação do NF-κB e; proteger contra a mesma pela indução de HSP que bloqueiam a ativação do primeiro. Neste trabalho investigamos o papel do NO na indução de HSP70 em resposta ao exercício agudo. Com base nos nossos resultados e nas informações disponíveis a partir de outros estudos, podemos concluir que o exercício de natação com uma sobrecarga de 5 % do peso corporal preso ao animal é capaz de aumentar o conteúdo de HSP70 (em até 33%, p < 0,05) no músculo esquelético e que este aumento está associado a estresse oxidativo (aumento de 2,4 vezes no índice de estado redox), depleção de reservas energéticas (redução de 47% no conteúdo de glicogênio, p <0,05) e maior produção de NO pelos músculos (em até 1,7 vezes, p<0,05). A administração de L-NAME foi capaz de impedir o aumento no conteúdo de HSP70 induzido pelo exercício, sugerindo que o NO seja um importante mecanismo de indução destas proteínas em resposta ao exercício. No entanto, estudos adicionais são necessários para validar a hipótese de que o NO seja responsável pela indução da síntese de HSP70 em resposta ao exercício de resistência.

Introducción: Giardia intestinalis es el protozoario intestinal más común a nivel mundial y su diagnóstico parasitológico está basado en el examen microscópico, sin embargo, debido al carácter intermitente de la excreción del parásito en las heces el método puede revelar baja sensibilidad, esto ha motivado la búsqueda de nuevas alternativas de diagnóstico entre las que destacan aquellas que tiene como base la biología molecular. Objetivos: Evaluar 3 primeros para la detección molecular de G. intestinalis en muestras fecales. Diseño: Se realizó un estudio observacional, de corte transversal. Lugar: Instituto de Medicina Tropical “Daniel A. Carrión”, UNMSM. Procedimiento: Se evaluaron primers que amplifican las regiones de la beta-giardina y de la proteína de choque térmico 70 del ADN de G. intestinalis. Principales medidas de resultados: Se recolectó muestras fecales positivas y negativas a G. intestinales y a otros parásitos, las cuales fueron concentradas por centrifugación, luego almacenadas a -20°C y posteriormente analizadas mediante la técnica de PCR convencional. Resultados: Se estableció una temperatura de hibridación de 60°C para los primers de la beta-giardina y la proteína de choque térmico 70. La mezcla de reacción se estandarizó con las siguientes condiciones: Cl 2 Mg 1.5 mM, primers 0.6 µM, dNTPmix 0.3 mM y taq polimerasa 0.75 U. El límite de detección de los primeros fue de 87.3 ng/µL para beta-giardina, 359.5 ng/µL para GHSP70-1 y 24.1 ng/µL para GHSP70-2. Conclusiones: Se estableció una temperatura de hibridación y concentración de cloruro de magnesio común para los primers. Se observó un mejor límite de detección para el primer GHSP70-1 identificándose bandas en 7 diluciones con una sensibilidad y especificidad mayor que para el primer de la beta-giardina. / Introducción: Giardia intestinalis is the most common intestinal protozoan worldwide and its parasitologic diagnosis is based in microscopic examination; nonetheless, due to the intermittent parasites excretion in the feces, this method could reveal low sensitivity, this has motivated the search of new diagnostic alternatives such as those based on molecular biology. Goals: To assess 3 primers for the molecular detection of G. intestinalis in stool samples. Design: an observational, cross-sectional study was implemented. Settings: Tropical Medicine Institute “Daniel A. Carrión”, UNMSM. Procedures: We assessed primer that amplifies beta-giardin and heat-shock protein 70 of the G. intestinalis. Main measures of: Positives and negatives stool samples for G. intestinalis and for other parasites were collected and then concentrated by centrifugation and stored at -20°C for further analysis using conventional PCR. Results: A 60°C hybridization temperature was established for the primers of beta-giardin and the heat-shock protein 70. The master mix was standardized with the following conditions: 1.5mM Cl2Mg, 0.6 uM primers, 0.3mM dNTPmix and 0.75U Taq polimerasa. Limit detections were 87.3 ng/µL for beta-giardin, 359.5 ng/µL for GHSP70-1 and 24.1 ng/µL for GHSP70-2. Conclusions: We established a common hibridization temperature and a magnesium chloride common for the primers. A better detection limit was established for the primer GHSP70-1, identifying bands in seven dilutions with sensitivity and specificity higher for the beta-giardine primer. keywords: Giardia intestinalis, PCR, beta-giardina, heat-shock protein 70.

Os genes de choque térmico groES e groEL de Caulobacter crescentus foram isolados utilizando-se os genes homólogos de E.coli como sonda e por sequenciamento demonstrou-se que estes genes estão organizados na forma de um operon em um fragmento de DNA de aproximadamente 2,5 kb, contendo também sua região regulatória. \"Northern blots\" de RNA total de células crescidas a 300C ou submetidas a choque térmico mostraram a presença de um único RNA de tamanho aproximado de 2,3kb, altamente induzido por choque térmico, permanecendo em altos níveis mesmo após longos períodos de choque térmico. Amostras de RNA total de células sincronizadas, de diferentes estágios do ciclo celular de Caulobacter, foram também analisadas mostrando que os níveis do mRNA groESL variam durante o ciclo, apresentando um máximo na célula prédivisional. Análises através de \"Western blot\" mostraram uma pequena variação nos níveis da proteína GroEL ao longo do ciclo celular, sendo os tempos 60 e 120 minutos, respectivamente, os pontos de mínimo e máximo acúmulo da proteína concordando com os resultados obtidos em \"N orthern blots\". O mesmo tipo de análise foi feito com extratos totais obtidos a partir uma população mista de células crescidas a 300C e submetidas a choque térmico, observando-se o acúmulo da proteína até 60 minutos depois do choque térmico, com aumento da ordem de 5 vezes nos níveis de GroEL, níveis estes que diminuem lentamente a partir deste ponto. Os inícios de transcrição foram determinados em experimentos de \"primer extension\" utilizando-se RNA total de células incubadas 300C e de células submetidas a diferentes condições de choque térmico. Dois possíveis sítios de início de transcrição foram determinados nas posições -119 e -88 do ATG da metionina iniciadora de groES, sendo as regiões -10 e -35 dos promotores correspondentes (P 1 e P2) identificadas. Somente a transcrição iniciando a partir de P2, que apresenta características de um promotor transcrito pelo &#963;32, aumenta durante o choque térmico. Fusões de transcrição com o vetor repórte placZ/290 e a região 5\' regulatória do operon groESL foram construídas para identificar as sequências responsáveis pelo controle por choque térmico e pelo controle temporal. Fusões de transcrição contendo deleções na região 5\' do operon mostraram que sequências a montante do promotor P2 não são necessárias para a indução por choque térmico ou para o controle temporal. Fusões de transcrição contendo mutações sítio-dirigidas na repetição invertida, encontrada a 3\' do promotor P2, antes do gene groES, revelaram que este elemento, conhecido como CIRCE, regula negativamente a expressão de groESL a 300C e mutações neste elemento levam à perda do controle temporal deste operon. / The heat shock genes groES and groEL of Caulobacter crescentus were isolated using the homologous genes of E.colí as a probe. DNA sequence analysis has shown that these genes are organized as an operan in a fragment of about 2.5kb, which includes the 5\' regulatory region. Northern blot analysis of total RNA from cells grown at 300C or heat shocked treated has shown the presence of a single mRNA species for groESL, of approximately 2.3kb in size, which presented increased leveis even after long periods of heat shock. Samples of total RNA from synchronized cells, corresponding to different stages of the Caulobaaer cell cycle, were also analysed, showing that the amount of groESL mRNA varies during the cycle, with maximum leveis in predivisional cells. Western blot analysis of GroEL leveis in Caulobaaer has shown that the amount of the protein decreases during the first 60 minutes of C.crescentus cell cycle and then starts to increase again. These results corroborate the data obtained with Northern blot analysis. A similar experiment was performed after exposing a mixed population of C.crescentus cells to different times of heat shock at 400C. Western blot of extracts of these cells showed a fivefold increase in the leveis of GroEL after 60 minutes of heat shock, which then begins to decrease. Primer extension experiments were performed using total RNA from cells incubated at normal growth temperature or after heat shock treatment. Two possible transcription start sites were determined at positions -119 and -88 from the ATG of the groES initiator methionine and the -10 and -35 regions of the corresponding promoters (P 1 and P2) were identified. Only trancription initiating from the P2 promoter, which has caracteristics of a &#963;32 promoter, I ncreases during heat shock .Transcription fusions with the reporter vector placZ/290 and the 5\' regulatory region of the groESL operan were contructed in order to identify the sequences responsible for heat shock and cell cycle contral. Deletion analysis in the 5\' region of the operon showed that no sequences upstream of the P2 promoter are necessary for heat shock induction or for temporal contral. Site-directed mutagenesis in the inverted repeat found 3\' of the P2 promoter, in front of the groES gene, revealed that this element, also known as CIRCE, negatively regulates groESL expression at 300C and mutations in it lead to loss of temporal control of this heat shock operon.

A campanha dos refratários magnesianos aplicados como revestimento de trabalho de panelas de aciaria depende da soma de diversos fatores como resistência à corrosão, resistência à oxidação do carbono, estabilidade termomecânica, entre outros. A concepção microestrutural do refratário pode influenciar de forma benéfica ou deletéria no desempenho do refratário in situ. Nesta tese de doutorado os refratários magnesianos comerciais de panela de aciaria foram estudados sob três diferentes aspectos: redução da oxidação prematura do carbono, formação da fase espinélio de alumina e magnésio e resistência ao choque térmico e ao dano por choque térmico. Para reduzir a oxidação precoce do carbono foi desenvolvido um coating cerâmico que atua como uma eficiente barreira física, reduzindo o contato do oxigênio da atmosfera de aquecimento com o carbono presente no refratário. Como resultado reduz-se a oxidação prematura do carbono e eleva-se a vida útil do revestimento. A formação da fase espinélio de magnésia e alumina também influencia o desempenho termomecânico destes refratários, principalmente devido ao incremento volumétrico decorrente de sua formação. Nesta tese foram estudados os mecanismos de formação desta fase in situ, demonstrando experimentalmente o caminho preferencial que leva à formação desta fase mineralógica. O comportamento termomecânico dos refratários magnesianos foi determinado em função da resistência ao choque térmico (parâmetros R, R\'\'\') e quanto à resistência ao dano por choque térmico (parâmetro R\'\'\'\' e Rst). Estes parâmetros foram correlacionados com as respectivas características microestruturais destes refratários. Os resultados apresentados por esta tese de doutorado compõe uma importante ferramenta técnica para as indústrias produtoras de aço e de refratários por fornecer subsídio técnico e científico para fundamentar alterações em refratários já existentes e colaborar com o desenvolvimento de novos refratários de engenharia com elevado desempenho e maior vida útil. / The campaign of magnesium based refractories of steel ladles depends on the sum of many factors, such as corrosion resistance, carbon oxidation resistance, thermomechanical stability, among others. The microstructural conception of the refractory can influence the performance in situ in a beneficially or deleterious way. In this doctoral thesis, the commercial magnesium refractory of steel ladles were studied under three different aspects: reducing the premature oxidation of carbon present into the refractory matrix, formation of the spinel MgAl2O4 and the resistance to thermal shock and thermal shock damage. To reduce the premature oxidation of carbon, it was developed a ceramic coating that acts as an effective physical barrier, reducing the contact of the atmosphere\'s oxygen with the carbon in the refractory. As a result, the premature oxidation of carbon was reduced and the refractory system\'s lifespan increased. The formation of the MgAl2O4 spinel also influences the thermomechanical performance of these refractories, mainly due to increase of volume due to its formation. In this thesis were studied the mechanisms of formation of this phase in situ, experimentally showing the mechanism that leads to the formation of this mineral phase. The thermomechanical behavior of refractories MgO-C, Al2O3-MgO-C and MgO-Al2O4-C was determined according to the thermal shock resistance (R, R\'\'\' parameters) and the resistance to thermal shock damage (R\'\'\'\' and Rst parameters). Those parameters were correlated with their respective microstructural characteristics of refractories. The results presented in this doctoral thesis make up an important technical tool for steelworks and refractory industries by providing technical and scientific aid to support changes in existing refractories and collaborate with the development of new refractory engineering with higher performance and longer life.

Situações de estresse metabólico e térmico deflagram a expressão celular e liberação para o plasma, de proteínas de choque térmico da família de 70 kDa (HSP70) para desempenhar função de defesa-chave em um processo conhecido como resposta ao choque térmico ou ao estresse, que as caracterizam como proteína citoprotetora. Estudos indicam a ocorrência de HSP70 extracelular (eHSP70) na circulação por até 24 h após desafios como o exercício físico, cuja liberação dá-se por tecidos do território hepatoesplâncnico, em uma resposta mediada por receptores α-adrenérgicos. Esta liberação de HSP70 para o plasma é atenuada pela ingestão de glicose. Estas evidências levaram-nos a supor que a liberação de eHSP70 em resposta ao estresse possa ter um papel fisiológico na regulação da glicemia, a qual é afetada por estímulo simpático. Neste trabalho, os resultados dos experimentos in silico indicaram a possibilidade de ancoragem e interação estável entre a HSP70 e a molécula de insulina. Ensaios de imunoprecipitação de insulina com amostras de plasma de animais submetidos ao tratamento de insulina Regular e Detemir revelaram HSP70 coimunoprecipitada especialmente em situação de jejum severo. Parte destas amostras foi submetida à quantificação de glicemia, insulinemia e HSP72 circulante, cujos resultados evidenciam elevada concentração desta proteína de choque térmico por ocasião de hipoglicemia induzida por insulina. Parte dos estudos in vivo deste trabalho foram desenvolvidos com ratos submetidos ao choque térmico agudo (uma sessão de 15 minutos) com hipertermia induzida (41,5 °C) ou com injeção de HSP70 (HSPA1A) exógena, com grupos experimentais organizados em grupos Controle (C) e Choque Térmico (HS) e, em tempos experimentais: imediatamente (tempo zero), 6, 12 e 24 h pós-choque. Foi observada a ocorrência das formas constitutiva e induzível de eHSP70 no plasma de animais submetidos ao choque térmico com valor maior nos períodos de 12 e 24 h pós-choque. Nossos estudos mostram que, in vivo, a eHSP70 plasmática produz alteração na tolerância à glicose, com maior hiperglicemia, quando o teste é realizado 12 h após o choque térmico. Este efeito foi bloqueado pela administração (i.p.) de anticorpo anti-HSP70 e se mostrou independente da síntese de novo de HSP70. Ainda, a presença de eHSP70 plasmática (induzida por choque térmico ou administrada via endovenosa) causa menor captação de glicose pelo músculo esquelético. Ensaios com músculo isolado indicam que o efeito inibidor da eHSP70 sobre a captação de glicose é dependente de insulina. Apesar das evidências de que a ligação HSP70-insulina no plasma tenha implicação sobre a oferta de glicose, não se pode descartar também a possibilidade de que as ações da eHSP70 estejam ocorrendo pela sua ligação a receptores específicos, e/ou de que sejam parte de uma resposta ao estresse na qual estejam implicados os hormônios contrarregulatórios. Em suma, os resultados indicam que a eHSP70 plasmática é capaz de se ligar- à insulina, provocar tolerância alterada à glicose e diminuir a captação de glicose pelo músculo esquelético, aumentando a disponibilidade de glicose circulante. / Metabolically stressful situations trigger the expression and release of the 70 kDa (HSP70) as an essential protective response, in a process known as heat shock (HS) response or stress response. HSP70 is characterized as cytoprotector entities. Previous studies indicate the occurrence of extracellular HSP70 (eHSP70) in the circulation up to 24 h after stressful challenges, such as physical exercise, and that such eHSP70 liberation comes from hepatosplancnic tissues, in an 1-adrenergic dependent response, which is attenuated by glucose ingestion. The above findings led us to suppose that stress-elicited eHSP70 release could play a physiological role on glycemic control, which are affected by sympathetic stimuli. In this work, in silico experiments indicated the possibility of docking and stable interaction between HSP70 and the insulin molecule. Immunoprecipitation of plasma samples revealed that HSP70 co-immunoprecipitates with insulin, especially under severe fast. Part of these samples was subjected to quantification of glucose, insulin and circulating HSP72, whose results show high concentration of heat shock protein during severe hypoglycemia induced by insulin. Part of the in vivo studies from this work were also carried out in healthy rats submitted to an acute (15 min) HS (41.5 °C) session or in HSP70 (HSPA1A)-injected rats, assigned into control (C) and HS groups which were observed immediately and after 6, 12 and 24 h post-shock. Both the constitutive (predominantly) and the inducible forms of eHSP70 were observed in the plasma of heat shocked animals, being the times 12 and 24 h those in which the highest concentrations were noted. Our studies suggest that in vivo produces eHSP70 change in plasma glucose tolerance, greater hyperglycemia when glucose tolerance test is performed 12 h after heat shock, and this effect was abrogated by anti-HSP70 antibody administration (i.p.) and independent of de novo synthesis of HSP70. Moreover, the presence of eHSP70 (HS-induced or injected) in the plasma or in soleus muscle incubations elicits lower glucose uptake from the skeletal muscle. Isolated muscle studies indicate that eHSP70 inhibiting effect over glucose uptake is insulin-dependent. However, although evidence suggests a role for HSP70 binding to insulin over glucose offering, it cannot be discarded the possibility that eHSP70 actions are due to their binding to specific HSP70 membrane receptors within the muscle cell, and/or that are part of a stress response in which the counter-regulatory hormone are involved. In short, the results indicate that eHSP70 plasma is able to bind to insulin, causing impaired glucose tolerance and decrease glucose uptake by skeletal muscle, increasing blood glucose availability.

A expressão da HSP70 intracelular está associada a efeitos citoprotetores contra uma variada gama de estímulos estressores e situações onde é comum que proteínas sofram ação de agentes oxidantes. A HSP70 foi recentemente detectada no meio extracelular, e sua presença tem sido associada a situações patológicas, nas quais ela exerce efeitos modulatórios sobre células do sistema imunológico. Para investigar a possível associação entre HSP70 oxidada e efeitos citoprotetores ou morte celular, macrófagos da linhagem RAW 264.7 foram incubados com HSP70 e HSP70 oxidada. Observamos que a oxidação da HSP70 alterou a estrutura da proteína; e que os macrófagos tratados com HSP70 oxidada apresentaram menor proliferação, maior produção de espécies reativas de oxigênio, menor atividade fagocítica e menor liberação de TNF-α. Estes resultados indicam que a oxidação da HSP70 extracelular modifica suas propriedades sinalizadoras, causando alterações na modulação das funções e da viabilidade dos macrófagos. Uma vez que estes resultados não concordam com as vias de sinalização ativadas classicamente por HSP70, via receptor TLR4, observamos uma nova interação com o receptor dos produtos finais de glicação avançada em um modelo de cultura de células A549 através de sondas fluorescentes. A quantificação do experimento mostrou um maior número de interações quando as células são tratadas com HSP70 na sua conformação ligada à ATP em comparação com o tratamento com HSP70 na sua conformação ligada à ADP; e, através de sucessivos experimentos de docking molecular propusemos um modelo putativo para a interação. Além disso, mostramos que na conformação ligada à ADP, a HSP70 interage preferencialmente com TLR4, de forma similar ao peptídeo MD-2, necessário para o reconhecimento de LPS, sugerindo que a chaperona atue como uma molécula acessória ou como citocina, dependendo do receptor e da situação patológica ou fisiológica. / Expression of intracellular HSP70 is associated to cytoprotective effects against a wide range extent of stressful stimuli and conditions where is common to proteins to suffer the action of oxidative agents. HSP70 was recently detected in the extracellular medium and its presence in serum is commonly associated with pathological situations, where it exerts modulatory effects on cells of the immune system. To investigate the possible association between oxidized HSP70 and cytoprotection or cell death, we incubated RAW 264.7 macrophages with oxidized HSP70. We observed that the Oxidation of HSP70 altered its protein structure; and that macrophages treated with oxidized HSP70 presented lower proliferation, higher reactive oxygen species production, lower phagocytic activity and TNF-α release. These results indicate that oxidation of extracellular HSP70 modify its signaling properties, causing alterations on its modulatory effects on macrophage function and viability. As these results do not concur with the signaling pathways classically activated by HSP70, via TLR4, we observed a new interaction with the receptor for advanced glycation end products through fluorescent probes in a A549 cell culture model. Quantification of the experiment showed a higher number of interactions when cells are treated with HSP70 bound to ATP when compared to the treatment with HSP70 in the conformation ADP-bound; and, by successive molecular docking experiments, we proposed a putative model for such interaction. Moreover, we showed that on its ADP-bound conformation, HSP70 binds preferentially to TLR4, in a similar way as the peptide MD-2, necessary for the recognizing of LPS, suggesting that the chaperone could act as an accessory molecule or as a cytokine, depending on the receptor and physiological or pathological situation.