Os nossos resultados demonstraram a atividade enzimática prolina desidrogenase (PRODH) do produto do gene anotado como codificante de uma prolina oxidase na base dados do genoma de Trypanosoma cruzi. A atividade da proteína codificada por esse gene foi avaliada inicialmente por complementação de uma linhagem de S. cerevisiae deficiente na expressão funcional da PRODH endógena, e posteriormente mediante a obtenção da enzima recombinante ativa expressa em um sistema bacteriano. Nos estudos feitos tanto com leveduras complementadas com o gene PRODH, quanto com as formas epimastigotas de T. cruzi, observamos que nesses organismos há uma correlação positiva entre o nível intracelular de prolina livre e a resistência ao estresse oxidativo. Através dos ensaios de RT-PCR quantitativo observamos que o RNAm do gene da PRODH é regulado ao longo do ciclo de vida do T. cruzi, com maior nível de expressão no estágio epimastigota intracelular, perfil apresentado também em experimentos de Western Blotting, o que é concordante com o papel fundamental desse aminoácido na diferenciação dessa forma para as forma tripomastigota. Nos diferentes ensaios de localização subcelular observou-se que a proteína PRODH está presente na mitocôndria. A seqüência da PRODH apresenta um sítio EF-hand de ligação a Ca2+. Mostramos experimentalmente a funcionalidade desse sítio e a sua função na regulação da atividade por Ca2+. Em ensaios de respiração mitocondrial, utilizando prolina como substrato, foi mostrado que a prolina fornece elétrons à cadeia respiratória através da PRODH, transferindo elétrons e gerando FADH2 no mesmo nível e com a mesma eficiência que o complexo II (succinato desidrogenase). O análogo de prolina T4C, inibidor do transporte de prolina, causa uma diminuição do conteúdo de prolina livre intracelular, o que foi relacionado com uma diminuição significativa da sobrevivência do parasito em combinação com o estresse nutricional e oxidativo, mostrando a participação do metabolismo de prolina na resistência a esses estresses. Todos esses dados sugerem ademais que o transportador de prolina do parasita pode ser um alvo para drogas terapêuticas de interesse quando combinada com outras drogas que agem via geração de espécies reativas de oxigênio. / In the present work, we demonstrated the proline dehydrogenase enzymatic activity (PRODH) for the protein encoded by a gene annotated as a proline oxidase in the T. cruzi genome data base. This activity was shown firstly through complementation of a S. cerevisiae lineage lacking its endogenous PRODH gene. The PRODH gene was also expressed in a bacterial system and the active recombinant protein was obtained. Experiments performed with both, complemented yeasts and T. cruzi epimastigotes, showed a correlation between the intracellular free proline levels and the oxidative stress resistance. Quantitative RT-PCR assay revealed that the PRODH gene is differentially expressed across T. cruzi life cycle, being the highest expression level shown by the intracellular epimastigote form, this result was confirmed by Western blotting. Both results are in accordance with the fact that proline is essential for the differentiation of the intracellular epimastigote into trypomastigote. Subcellular localization assays showed that PRODH is present preferentially in the mitochondria. In silico analyses of the PRODH peptidic sequence indicated the presence of an EF-hand domain, wich is, usually, involved in Ca2+ binding. In fact, our results confirm not only the ability of such domain of binding Ca2+ but also its function in the activity regulation. Mitochondrial respiration assays using proline as substrate showed that PRODH transfers electrons and generates FADH2, with an eficience comparable to that of the complex II (Succinate dehydrogenase). Experiments using the T4C, an analogue of proline that inhibits the proline uptake, caused the depletion of the intracellular free proline, which was followed by the significantly decrement of the cellular viability of the parasites under nutritional and oxidative stresses. Taken together, this data suggest that proline transporters are promising drug targets when combined with other drugs that act by generating reactive oxygen species.

O presente estudo objetivou avaliar os efeitos de um microciclo de treinamento intensivo (8 dias), associado ou não à suplementação com carboidratos (CHO), sobre parâmetros metabólicos, hormonais, marcadores de lesão tecidual e estoques de lipídios intramiocelulares em corredores de longa distância. Os efeitos cumulativos desse período de treinamento intensivo e da suplementação com CHO também foram analisados sobre uma sessão de exercício intermitente de alta intensidade e performance atlética (9º dia). Participaram do estudo 24 corredores de longa distância do sexo masculino com 28,0±1,3 anos de idade. Os corredores foram distribuídos em dois grupos (grupo CHO ou grupo controle - CON). No grupo CHO, após treinamento intensivo, foram aumentadas as concentrações dos lipídios intramiocelulares (+0,0061±0,0022 e +0,0008±0,0043 vs. CON: -0,0091±0,0053 e -0,0224±0,0151; dos músculos tibial anterior e sóleo, respectivamente), da testosterona total (694,0±54,6 ng/dL vs. CON: 610,8±47,9 ng/dL) e de sua fração livre (552,7±49,2 pmol/L vs. CON: 395,7±36,6 pmol/L). No 9º dia o protocolo consistiu em uma sessão de 10 séries de 800m (100%Vm3km), com pausa de 1min 30s entre as séries. Antes e após a sessão os atletas realizaram teste máximo de 1.000m. A queda no desempenho do 2º teste de 1.000m foi menor no grupo CHO (5,3±1,0%) vs. 10,7±1,3% no CON. As concentrações de glicose, lactato, epinefrina, cortisol e GH aumentaram após as 10x800m em ambos os grupos. No entanto, essa resposta foi atenuada no grupo CHO para cortisol (22,4±0,9 pmol/L vs. CON: 27,6±1,4 pmol/L) e GH (21,8±5,6 ng/mL vs. CON: 36,7±5,0 ng/mL). Ainda após as 10x800m, as concentrações de LDH e DNA livre foram menores no grupo CHO (509,2±23,1 U/L e 48.240,3±5.431,8 alelos/mL) quando comparadas às do grupo CON (643,3±32,9 U/L e 73.751,8±11.546,6 alelos/ mL, respectivamente). Durante o período de recuperação, a diminuição do cortisol, associada às maiores glicemias e insulinemias no grupo CHO, pode ter resultado em efeito anabólico e atenuação da resposta inflamatória. Conclui-se que a suplementação com CHO atenuou a supressão do eixo hipotalâmico-pituitáriogonadal, além de promover melhora do desempenho atlético, aumento dos estoques de lipídios intramiocelulares e menores respostas catabólicas e dos marcadores de dano tecidual / This study aimed to evaluate the effects of intensive microcycle training (8days), with and without CHO supplementation, on the metabolic and hormonal responses of long distance runners. Markers for tissue damage and intramyocellular lipid stores were also investigated, along with the cumulative effects of this kind of CHO supplementation on a further session of high intensity intermittent running and athletic performance (day9). The study included 24 male long distance runners with a mean age of 28.0±1.3 years. The runners were divided into two groups (CHO (supplementation) and CON (control)). In the CHO group, the intramyocellular lipids (+0.0061 ± 0.0022 + 0.0008 ± 0.0043 and vs. CON: -0.0091 ± 0.0053 and -0.0224 ± 0.0151; for the tibialis anterior and soleus muscles, respectively) total testosterone (694.0± 54.6 ng/dL vs CON: 610.8±47.9 ng/dL) and its free fraction (552.7±49.2 pmol/L vs CON: 395.7±36.6 pmol/L) were increased after intensive training. On the 9th day all participants ran 10X800m at 100% Vm3km intensity. An all-out 1000m run was performed before and after the 10X800m session and it was noted that the performance decrease for the second 1000m was lower for the CHO-group (5.3±1.0% vs. CON: 10.6±1.3%). Glucose, lactate, epinephrine, cortisol and GH concentrations increased after 10x800m in both groups, but an attenuated response was noted for the CHO group for cortisol (22.4±0.9 pmol/L vs. CON: 27.6±1.4 pmol/L) and GH (21.8±5.6 ng/mL vs. CON: 36.7± 5.0 ng/mL). Moreover, the LDH and free plasma DNA concentrations were lower in the CHO group (509,2±23,1 U/L e 48.240,3±5.431,8 Allels/mL) compared to the CON group ((643,3±32,9 U/L e 73.751,8±11.546,6 Allels / mL, respectively) after the 10X800m run. During the recovery period, the observed lower cortisol response in the CHO group as well as to the higher glucose and insulin concentrations may have resulted in better anabolic effects and attenuation of inflammantion response. This may be linked to. In conclusion CHO supplementation attenuates the suppression of the hypothalamic-pituitary-gonodal axis, and result in better physical performance, higher levels of intramyocellular lipid stores, and lower catabolic responses and levels of markers for tissue damage

Objetivos: A deficiência de glicose-6-fosfato desidrogenase (G6PD) está associada a um maior risco de encefalopatia bilirrubínica e de crise hemolítica aguda grave desencadeada por drogas como a primaquina e a dapsona. Conhecer a prevalência dessa deficiência enzimática em área onde a malária e a hanseníase ainda estão presentes e conhecer a prevalência das principais mutações traz subsídios para planejamento de estratégias com vistas à redução de riscos associados a esta deficiência enzimática. Métodos: Estudo descritivo transversal conduzido em uma região do centro-oeste do Brasil. Exame de triagem para deficiência de G6PD foi realizado em 3573 recémnascidos. Exame confirmatório foi necessário em 188 crianças triadas como possíveis portadores de deficiência. Nas crianças em que foi confirmada a deficiência de G6PD foi feita pesquisa das mutações G202A (G6PD A-) e C563T (G6PD Mediterrâneo) por PCR. Resultados: A deficiência de G6PD foi confirmada em 63 crianças, sendo 60 meninos (95,2%) e três meninas (4,8%). O percentual de exames falso-positivos na fase de triagem foi de 66,5%, estando o percentual de falso-positivos associado à temperatura e tempo de transporte das amostras. Entre as crianças que confirmaram deficiência de G6PD, foi mais frequente a história de anemia em familiares e de icterícia neonatal. Houve associação entre hematócrito baixo e deficiência enzimática, mas não com hemoglobina, contagem de reticulócitos ou neutrófilos. A prevalência da deficiência de G6PD (IC95%) foi de 1,76% (1,37; 2,24) entre os recém-nascidos triados e de 3,34% entre os meninos (2,58; 4,25). A mutação C563T não foi identificada em nenhuma criança, mas a mutação G202A estava presente em 58 crianças - 92,06% (IC95%: 83,29 - 97,03): 56/60 meninos e em 2/3 meninas homozigotas. Foi identificado um menino com Kernicterus portador da mutação G202A em hemizigose. Conclusão: O elevado percentual de falso-positivos na etapa de triagem, o tempo necessário entre coleta e confirmação da presença de deficiência enzimática, associado ao alto custo da triagem universal, não apoiam a inclusão da triagem de deficiência de G6PD no programa de triagem neonatal brasileiro. Na região avaliada, a prevalência observada em meninos indica que a triagem de deficiência de G6PD deva ser realizada antes do uso de drogas como a primaquina e a dapsona somente em meninos. Foi elevada a prevalência da mutação G202A, de classe III, sendo esta mutação associada a uma menor morbidade. A identificação de um menino com Kernicterus com deficiência de G6PD indica que há necessidade de se planejar estratégias para minimizar o risco dessa morbidade associada à deficiência enzimática / Objective: Glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD) deficiency is associated with an increased risk of bilirubin encephalopathy in neonates and acute hemolytic crisis triggered by drugs such as primaquine and dapsone. In an area where malaria and Hansen\'s disease are still present, knowing the prevalence of this enzyme defect and determining the prevalence of major mutations is important for planning strategies for reducing the risks associated with this enzyme deficiency. Methods: Sectional study was conducted in a Midwestern region of Brazil. Screening for G6PD deficiency was performed in 3,573 neonates. Confirmatory tests were necessary for 188 positively screened children. After confirmation, PCR investigation was utilized to identify the mutations. Results: G6PD deficiency was confirmed in 63 children: 60 boys (95.2%) and 3 girls (4.8%). The percentage of false-positive cases in the screening phase, 66.5% and was associated with the temperature and transportation time of the samples. Family history of anemia and jaundice was more frequent among the children with confirmed G6PD deficiency. An association between a low hematocrit and enzyme deficiency was observed. However, there was no association with hemoglobin reticulocyte or neutrophils counts. The prevalence of G6PD deficiency (CI95%) was 1.76% (1.37; 2.24) among all screened neonates and 3.34% (2.58; 4.25) among male children. The C563T mutation was not identified in any child. The G202A mutation was present in 58 children - 92.06% (CI95%: 83.29 - 97.03), 56/60 boys and 2/3 homozygous girls. One boy with a hemizygous G202A mutation was identified as having Kernicterus. Conclusion: The high percentage of false-positive results when first screening for G6PD deficiency; the long delay time between the test and result; along with the high cost of the this screening test, are all factors that do not support adding this test to the already established Brazilian neonatal screening programs. The prevalence observed among boys does indicate that screening for G6PD deficiency should be performed in this region before the use of drugs such as primaquine and dapsone only in boys. This study found a high prevalence of the G202A mutation, a Class III variant associated with lower morbidity. The identification of a G6PD deficient boy with Kernicterus reinforces the necessity for strategies to abolish the morbidity associated with this enzyme deficiency

A utilização de resíduos agrícolas visando à produção de insumos por via biotecnológica tem se mostrado importante uma vez que estes resíduos são fontes renováveis de carbono. A fração hemicelulósica destes resíduos apresenta como componente principal a xilose, que pode ser utilizada como substrato em processos de bioconversão para a obtenção de produtos com valor agregado. Um destes produtos é a enzima glicose-6-fosfato desidrogenase (G6PD), primeira enzima da via das pentoses fosfato que pode ser utilizada como reagente analítico em análises quantitativas, sobretudo em estudos bioquímicos e médicos. O presente trabalho visou estudar o processo de purificação dessa enzima empregando a extração em sistemas de duas fases aquosas convencional (sem integração) e integrado ao rompimento celular, em duas escalas, reduzida e ampliada. A enzima foi produzida por Candida guilliermondii FTI 20037 cultivada em meio constituído de hidrolisado hemicelulósico de palha de arroz, sob condições pré-determinadas. Inicialmente, foram realizados ensaios para avaliar o efeito das variáveis volume de suspensão celular, velocidade de agitação do moinho de esferas de vidro e tempo sobre o rompimento das células. Os valores destas variáveis foram, então, estabelecidos em: 100 mL, 400 rpm e 25 minutos, respectivamente. Posteriormente, a influência da massa molar de PEG e comprimento de linha de amarração sobre a extração da G6PD foram investigados no sistema convencional (homogeneizado obtido a partir do rompimento celular, em presença ou ausência de fragmentos) e integrado (rompimento na presença dos componentes da extração), empregando-se a metodologia do planejamento experimental. Nos ensaios realizados em escala reduzida, sob condições otimizadas, alcançou-se um fator de purificação na fase rica em sal (FPf), ou fase fundo, de 2,8 e em maior escala, ou seja, em moinho de rompimento, de 1,3. Com isso, realizou-se o estudo cinético e termodinâmico empregando a enzima presente no homogeneizado antes da purificação e após purificada no processo integrado em escala reduzida, nas seguintes condições: TLL 40% e PEG 1500 mol/L. Os valores determinados para os parâmetros cinéticos foram Km, 0,07 e 0,05 mM, Vm, 34,8 e 19,1 U/L e dos parâmetros termodinâmicos ΔG, -13,71 e -13,64 KJ/mol; ΔH, -2,49 e -2,50 KJ/mol; ΔS, 37,02 e 36,77 J/mol.K; Ea, 24,18 e 15,02 KJ/mol, da enzima presente no homogeneizado celular antes e após purificação, respectivamente. / The employment of agricultural residues aiming the attainment of biotechnological products has been shown its importance since these residues are renewable and low cost sources of carbon. The hemicellulosic fraction of these residues presents xylose as main component, which can be utilized as substrate for different bioconversion processes for the acquisition of high value products. As an example, glucose-6-phosphate dehydrogenase, the first enzyme of pentose phosphate pathway which can be used as analytical reagent in several quantitative analysis, mainly in biochemical and medical studies. The present work contemplated the study of glucose-6-phosphate (G6PD) purification process by a conventional aqueous two phase systems extraction and integrated with cell disruption, in two scales, reduced and increased. The enzyme was obtained from cells of Candida guilliermondii FTI 20037 grown in hemicellulosic rice straw hydrolysate, using conditions established in previous work. Initially, assays in bead mill were performed to determine the effect of cell suspension volume, agitation speed and time on cell disruption. The determined conditions were: 100 mL, 400 rpm and 25 minutes, respectively. After this, the influence of molar mass of PEG and tie line lenght (TLL) on the G6PD recovery were investigated in the conventional system (with previous disrupted cells, with or without cell fragments) and integrated (disruption in the presence of extraction components), using the experimental design methodology. In the reduced scale assays, in optimized conditions, a purification factor in salt rich phase (FPf), or bottom phase, of 2,8 was reached while in the increased scale, this means in bead mill, a FPf of 1,3 was attained. In addition, kinetic and thermodynamic studies were performed, employing the enzyme present in the homogenate before and after purification in reduced scale, in the following conditions: TLL of 40% and PEG 1500 mol/L. The established values for the kinetics parameters were Km, 0,07 and 0,05 mM, Vm, 34,8 and 19,1 U/L and of thermodynamics ΔG, -13,71 and -13,64 KJ/mol; ΔH, -2,49 and -2,50 KJ/mol; ΔS, 37,02 and 36,77 J/mol.K; Ea, 24,18 and 15,02 KJ/mol, of the enzyme present in the homogenate before and after purification respectively.

As frutíferas nativas do Brasil são subexploradas comercialmente, sendo que os programas de melhoramento genético são bastante incipientes, devido a muitas limitações associadas à fisiologia e biologia dessas espécies, embora apresentem potencial econômico tanto para o consumo in natura como para o processamento industrial. No Brasil, o maracujá-doce (Passiflora alata) está conquistando novos clientes e mercados, e tem atingido preços até três vezes maiores do que os do maracujá-azedo, amplamente cultivado no país. Os frutos do maracujá-doce são muito apreciados, embora apenas a seleção empírica tenha sido praticada. Evidentemente, seria muito vantajoso obter uma variedade geneticamente superior em termos de qualidade e produção de frutos. Nesse sentido, nosso grupo de pesquisa tem focado esforços visando a caracterizar geneticamente uma população segregante de maracujá-doce. Aqui, foram avaliados 30 genótipos desta população, previamente selecionados como superiores. Estes foram plantados sob três condições experimentais: Anhumas (2014/2015 e 2015/2016) e Piracicaba (2015/2016). Foi utilizado o delineamento em blocos casualizados, sendo que as análises genético-estatísticas tiveram por base a abordagem de modelos mistos para a predição dos valores genéticos (BLUPS). Foram estimados parâmetros genéticos e fenotípicos, herdabilidade, correlações genéticas e resposta esperada à seleção relativamente a peso (PF), comprimento (CF) diâmetro (DF) do fruto, espessura (EC) e peso (PC) da casca, peso (PP) e rendimento de polpa (RP), teor de sólidos solúveis totais (SST) e Produtividade. Os resultados mostraram haver altas correlações genéticas entre os principais atributos do fruto, assim como valores elevados de herdabilidade (desde 0,45 para PF a 0,94 para EC), valores que favorecem a prática de seleção. Em seguida, foi aplicado índice multiplicativo para fins de seleção e seis genótipos foram indicados como superiores, quais sejam: 49, 21, 107, 125, 140 e 122. Nossos resultados devem auxiliar outros estudos e iniciativas de seleção de genótipos mais produtivos, evidenciando a grande utilidade de ferramentas estatísticas modernas para se obter maior resposta à seleção. Em paralelo, foi estudada a resposta do maracujá-doce à infecção causada por Xanthomonas axonopodis. Dois genes, previamente identificados como superexpressos no maracujá-azedo, e que codificam as enzimas lipoxigenase-2 e (+)-neomentol desidrogenase foram aqui analisados via qPCR. No maracujá-doce observou-se maior expressão da (+)-neomentol desidrogenase, enzima associada à resposta de hipersensibilidade. Os sintomas da doença sugerem que a resposta de hipersensibilidade é particular no maracujá-doce, já que ocorre a queda precoce das folhas, evitando a disseminação sistêmica da bactéria. / Brazilian native fruit species are under-exploited commercially, and breeding programs are quite incipient due to many limitations associated with the physiology and biology of these species, although having economic potential both for in natura consumption as well as for industrial processing. In Brazil, the sweet passion fruit (Passiflora alata) is conquering new customers and markets, and has riched up to triple the sour passion fruit prices, widely grown in the country. The fruits of the sweet passion fruit are much appreciated, although only empirical selections have been practiced. Evidently, it would be very beneficial to obtain a genetically superior variety in terms of fruit quality and production. In this scenario, our research group has focused efforts to genetically characterize a segregating population of sweet passion fruit. Here, we evaluated 30 genotypes previously selected from this population by field-cultivating them under three experimental conditions: Anhumas (2014/2015 and 2015/2016) and Piracicaba (2015/2016). A randomized block design was used, and the genetic-statistical analyzes were based on a mixed-effects model approach in order to predict the genetic values (BLUPS). We estimated genetic and phenotypic parameters, as heritability, genetic correlations and expected response to selection for weight (WF), length (LF) diameter (DF) of the fruit, thickness (TS) and weight (WS) of the shell, weight (WP) and pulp yield (PY), total soluble solids (SS) and fruit yield. We found high genetic correlations between the main fruit attributes, as well as high values of heritability (from 0.45 for WF up to 0.94 for TS), values that may favor selection practices. Then, we applied a multiplicative selection index and six superior genotypes were selected, which are: 49, 21, 107, 125, 140 and 122. Our results may assist other studies and initiatives of selection of more productive genotypes, showing the great usefulness of modern statistical tools to obtain greater responses to selection. In parallel, we studied the response of sweet passion fruit to infection caused by Xanthomonas axonopodis. Two genes, previously identified as overexpressed in sour passion fruit, and that encode the enzymes lipoxygenase-2 and (+)-neomentol dehydrogenase were herein analyzed via qPCR. In the sweet passion fruit an increased expression of (+)- neomentol dehydrogenase, an enzyme associated with hypersensitivity response, was observed. The disease symptoms suggest that the response of hypersensitivity is particular in sweet passion fruit, since it provokes the premature fall of the leaves, thereby preventing the systemic bacterial dissemination.

A cardiomiopatia Chagásica Crônica (CCC) é a principal complicação decorrente da infecção pelo protozoário hemoflagelado Trypanosoma cruzi (T. cruzi). Trata-se de uma cardiomiopatia dilatada, caracterizada por um intenso infiltrado inflamatório, fibrose, dilatação das câmaras cardíacas, hipertrofia de cardiomiócitos e anormalidades de condução. Sua fisiopatologia é complexa e ainda não se consegue explicar porque apenas 30% dos pacientes infectados desenvolvem essa complicação. Nesse contexto, nosso laboratório descreveu pela primeira vez uma redução na expressão de microRNAs (miRNAs) enriquecidos em músculo (myomiRs) no miocárdio de pacientes com CCC. Sabendo-se que disfunções na biogênese de miRNAs em modelos animais levam ao desenvolvimento de cardiomiopatia do tipo dilatada com redução da expressão de myomiRs, hipotetizou-se que a CCC em humanos estaria associada a um prejuízo na biogênese de miRNAs no miocárdio. Dessa forma, amostras de ventrículo esquerdo de miocárdio de pacientes com CCC (n=16) e controles não-cardiomiopatas (n=6) foram utilizadas para avaliar: 1) a expressão gênica e proteica da maquinaria da biogênese de miRNAs (Drosha, Exportina-5, RAN, Dicer1, TRBP, PACT e Argonauta2), por qPCR e western blotting, respectivamente; 2) a expressão do transcrito primário (pri-miRNA), precursor (pré-miRNA) e miRNA maduro de myomiRs (miR-1, -133a, -133b, -208a, -208b, e -499); 3) o perfil de miRNAs diferencialmente expressos em CCC utilizando qPCR array; e 4) a interação dos miRNAs diferencialmente expressos com disfunções características da CCC (fibrose, miocardite, arritmia e hipertrofia) por meio de análises de bioinformática. Nossos resultados apontam para uma não-alteração nas etapas nucleares da biogênese de miRNAs (transcrição, edição e transporte), já que não foram encontradas alterações na expressão de pri- e pré-miRNAs de myomiRs, bem como dos componentes protéicos da biogênese, Drosha, Exportina-5 e RAN. Entretanto, observou-se uma disfunção na segunda etapa de edição da biogênese, citoplasmática, caracterizada por uma redução de 2/3 nos níveis protéicos de Dicer1, a qual não foi acompanhada por uma redução na expressão de seu RNA mensageiro. Evidenciou-se ainda, uma redução na expressão de 97,5% dos miRNAs maduros diferencialmente expressos no miocárdio de pacientes com CCC, incluindo myomiRs. As análises in silico revelaram haver participação dos miRNAs diferencialmente expressos em disfunções associadas a CCC, com destaque para a fibrose miocárdica, nodo central da rede. Experimentos adicionais preliminares sugeriram o acúmulo de adutos de 4-hidroxi-2-nonenal, decorrente do estresse oxidativo e de uma menor atividade da enzima aldeído desidrogenase 2, como uma possível causa para as alterações encontradas. Este é o primeiro estudo a caracterizar a biogênese de microRNAs em uma cardiomiopatia. Além disso, demonstrou-se que uma redução global do perfil dos miRNAs maduros diferencialmente expressos, decorrente uma disfunção na enzima Dicer1, está associada a eventos patológicos característicos da CCC. Estes mecanismos apresentam relevância biológica e terapêutica, podendo ser possivelmente compartilhados com cardiomiopatias de outras etiologias / Chronic Chagas disease cardiomyopathy (CCC) is the most severe complication of the infection by the haemoflagellate protozoan Trypanosoma cruzi. This dilated cardiomyopathy is characterized by an intense inflammatory infiltrate, fibrosis, dilation of cardiac chambers, cardiomyocyte hypertrophy and conduction abnormalities. Its pathophysiology is complex and why only 30% of patients experience this complication remains an open question. In this regard, our laboratory described for the first time a reduction in the expression of muscle-enriched microRNAs (myomiRs) in human CCC myocardium. Knowing that biogenesis dysfunction and myomiR reduced expression have been associated to the development of dilated cardiomyopathy in animal models, we hypothesized that an impairment of myocardial microRNA biogenesis would be associated to CCC. Hence, left ventricle tissue samples from CCC patients (16) and non-cardiomyopathy donors (6) were used to analyze: 1) mRNA and protein expression, by qPCR and western blotting, of canonical microRNA biogenesis machinery (Drosha, Exportin-5, RAN, Dicer1, TRBP, PACT, AGO2); 2) primary transcript (pri-miR), precursor (pre-miR) and mature microRNA expression of myomiRs (miR-1, -133a, -133b, -208a, -208b, e -499); 3) mature microRNA profile using qPCR array; and 4) the interaction between differentially expressed mature microRNAs and hallmark CCC dysfunctions (fibrosis, myocarditis, hypertrophy and arrhythmia) using bioinformatics tools. Our results point to a non-dysfunction of biogenesis nuclear steps (transcription, editing and transport), since expression of pri-, pre-microRNAs, Drosha, Exportin-5 and Ran are similar between CCC patients and controls. However, we observed an alteration in the cytoplasmic editing step, characterized by a 2/3 reduction in Dicer1 protein levels. In addition, a major downregulation of differentially expressed mature microRNAs (97,5%) was noticed. In silico analysis revealed an association between differentially expressed microRNAs and CCC hallmarks, particularly fibrosis, a central node in the network. Additional preliminary data suggest 4-hydroxi-2-nonenal myocardial accumulation, resulting from oxidative stress and aldehyde dehydrogenase 2 lower activity, as a possible cause for the alterations here described. This is the first study to conduct a comprehensive analysis of microRNA biogenesis machinery in a cardiomyopathy. Moreover, we have shown a major reduction in the expression of mature microRNAs, due to lower Dicer1 protein levels, to be associated to CCC hallmark dysfunctions. These mechanisms are biologically and therapeutically relevant, and may be shared with cardiomyopathies from different etiologies

Este trabalho tem como finalidade estudar e estabelecer alguns parâmetros no processo fermentativo descontínuo alimentado de uma levedura recombinante Saccharomyces cerevisiae W303-181, visando aumentar a obtenção da enzima glicose-6-fosfato desidrogenase (G6PDH). Foram feitas a padronização e otimização do preparo de inóculo de S. cerevisiae recombinante. Foram três as condições estudadas. Reduziu-se o tempo de preparo do inóculo de 114 h, da primeira condição, para e 64 e 48 h para a segunda e terceira condições, respectivamente. Essas duas últimas condições mostraram-se adequados para dar continuidade com os processos fermentativos. Foi feito um estudo de otimização da concentração de micronutrientes (adenina, histidina, triptofano e uracila) no meio de cultivo usando a metodologia de superfície de resposta. Concluiu-se que, ao empregar o meio de cultivo cujas concentrações dos micronutrientes tenham sido otimizadas, a atividade específica de G6PDH atingiu 7927 U/L, 3,2 vezes maior que para o meio controle. Estudou-se a influência da constante de tempo (K), na síntese de G6PDH em processo descontínuo alimentado com vazão de alimentação exponencialmente crescente e decrescente, utilizando meio de cultivo otimizado e não otimizado. Os valores estudados de K para vazão de alimentação exponencialmente crescente foram 0,2, 0,3, 0,5, 0,7 e 0,8 h-1 e, para a decrescente, foram 0,2, 0,5 e 0,8 h-1. Dentre os cultivos com vazão exponencialmente crescente e com meio de cultivo não otimizado, encontrou-se para K=0,2 h-1 uma atividade enzimática (558 U/L) 4,1 vezes maior que para a levedura selvagem. Dentre os cultivos nas vazões exponencialmente crescente e decrescente, encontrou-se para a vazão crescente e K=0,2 h-1 os maiores níveis de produção de G6PDH (847 U/L). Foram estudados a influência da concentração inicial de glicose e o tempo de alimentação do processo descontínuo alimentado com vazão de alimentação exponencialmente crescente e K=0,2h-1. Verificou-se que a concentração inicial de glicose não favoreceu a formação de biomassa ou a produção de enzimas. Contudo, determina e as máximas velocidades específicas de crescimento celular e de produção de G6PDH, com as maiores velocidades correspondendo às menores concentrações iniciais. Por fim, foi estudada a influência da concentração de leucina na síntese da G6PDH e verificou-se que teores de leucina entre 0-240 mg/L não influenciaram o crescimento celular ou a produção de enzima nos cultivos estudados. / The purpose of this work is to study and to establish some parameters in the fed-batch process of a recombinant strain of Saccharomyces cerevisiae, aiming to increase the production the enzyme glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PDH). The recombinant S. cerevisiae inoculum preparation was standardized and optimized. Tree methods were studied. The inoculum preparation time was reduced to 114 h, from first method, to 64 and 48 h to second and third methods, respectively. These two last methods were adequate in order to proceed with the fermentation process. It was evaluated the best micronutrients (adenine, histidine, tryptophan and uracil) concentration in the cultivation medium to produce G6PDH, using a response surface methodology. We concluded that using cultivation medium witch optimized micronutrients concentration, the G6PDH activity reach 7927 U/L, 3.2 fold higher than to not optimized medium. The influence of time constant (K) on the G6PDH synthesis was studied at fed-batch bioreactor under exponentially increasing and decreasing feeding rates, using optimized medium cultivation and not optimized medium. The values for K at increasing rates were 0.2, 0.3, 0.5, 0.7 and 0.8 h-1, and for decreasing rates were 0.2, 0.5 and 0.8 h-1. Among K values for exponentially increasing rates with not optimized cultivation medium, K=02 h-1 shows higher G6PDH production (558U/L), 4.1 fold higher than wild yeast. Among cultivations proceeded with exponentially increasing and decreasing feeding rates and using a optimized medium, increasing rate and k=0.2 h-1 shows the higher G6PDH production (847 U/L) too. The initial glucose concentration and feeding time was studied at fed-batch bioreactor under exponentially increasing feeding rate with K=0.2 h-1. It was verified that initial glucose concentration do not favored mass or G6PDH production. Although, it determines the maximum G6PDH production and the maximum growth rates, with higher rates at lowest initial glucose concentration. At the end, the influence of leucin at G6PDH production was evaluated. It was verified that concentrations values between 0-240 mg/L did not showed influence at cell growth or G6PDH production, at the studied cultivations.

Made available in DSpace on 2017-07-20T12:40:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Agnes Thiane Machado.pdf: 7176772 bytes, checksum: 01a4049f5c4aed0935803a0cf3a6468d (MD5) Previous issue date: 2017-03-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Study of protein three-dimensional structures allow us to investigate the relations between amino acid sequence, structure and function, what is important chiefly for proteins from pathogenic organisms or ones that belong to the same genus of these, such that they can be used as a structural model. In this context, this work aims at the structural characterization of the enzymes alanine racemase long isoform from Trypanosoma cruzi and glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase from Naegleria gruberi. The long isoform of alanine racemase catalyzes the conversion between L and D-alanine which, in turn, is part of one of the metabolic pathways in Trypanosoma cruzi, the etiologic agent of Chagas disease. The heterologous expression of this enzyme in Escherichia coli BL21 (DE3) GroEL was analyzed by SDS-PAGE, which revealed that the protein is in higher proportion in the insoluble fraction, thus it was necessary to establish a recovery protocol followed by an in vitro refolding. Data from enzymatic assays and circular dichroism revealed the success of the recovery/refolding protocol, which may in the future contribute to the search for specific inhibitors. Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase from Naegleria gruberi catalyzes the sixth step of the organism’s glycolytic pathway. NgGAPDH enzyme was expressed in E. coli (DE3) using the pET-15b vector, and then purified by tree chromatographic steps, two of nickel affinity and one of size exclusion. The enzymatic characterization was investigated with the enzyme without the his-tag; NgGAPDH presented higher activity at pH 8.0, 25 °C and 10 mM of arsenate, and positive cooperativity for substrates G3P and NAD+. His-tag depleted NgGAPDH crystals appeared in 3 days after drop settings, the best crystal diffracted to 1.94 A resolution and belongs to space group P21 with cell parameters a = 83.74 A, b = 94.55 A, c = 90.93 A, = 99.96 °. The final refined structure presents R = 0.1652 and Rfree = 0.2029. The catalytic domain formed by residues 134 to 313 is highly conserved, as expected, with the exception of Asn145, present only in NgGAPDH, while the other GAPDHs present either Ser or Thr on the corresponding position. Molecular dynamics analysis revealed that Asn145 has correlated motion with residues Ala123, Thr125 and Pro126 that belong to what was called "bonded loop". It should be emphasized that this is the first GAPDH from the phylum Percolozoa that has its three dimensional structure determined and kinetic parameters established, such that we expect to have contributed to the understanding of the evolution of this class of proteins. / O estudo da estrutura tridimensional de proteínas nos permite investigar as relações entre sequência de aminoácidos, estrutura e função, o que é importante principalmente para proteínas de organismos patogênicos ou mesmo pertencente ao gênero destes, que podem ser utilizadas como modelo estrutural. Neste contexto, o presente trabalho visa caracterizar estruturalmente as enzimas alanina racemase isoforma longa de Trypanosoma cruzi e gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase de Naegleria gruberi. A alanina racemase isoforma longa catalisa a conversão entre L e D-alanina em uma das vias metabólicas do T. cruzi, que é o agente etiológico da doença de Chagas. A análise por SDS-PAGE de amostras da expressão heteróloga dessa enzima em Escherichia coli BL21(DE3) GroEL revelou que a proteína está em maior proporção na fração insolúvel, por isso, foi necessário estabelecer um protocolo de recuperação seguido de um reenovelamento in vitro. Dados de ensaios enzimáticos e dicroísmo circular revelaram o sucesso do protocolo de recuperação/reenovelamento, o que poderá no futuro contribuir para a busca de inibidores específicos. A gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase de Naegleria gruberi catalisa a sexta etapa da via glicolítica do organismo. A enzima NgGAPDH foi expressa em E. coli (DE3) usando-se o vetor pET-15b e então purificada em três passos de cromatografia, dois por afinidade a níquel e um por exclusão por tamanho. A caracterização enzimática foi realizada com a enzima sem a ―his-tag‖; a NgGAPDH apresentou maior atividade em pH 8,0, 25 °C e 10 mM de arsenato, e cooperatividade positiva frente aos substratos G3P e NAD+. Cristais de NgGAPDH sem a ―his-tag‖ apareceram em 3 dias após montagem das gotas e o melhor difratou a 1,94 A de resolução, pertencendo ao grupo espacial P21 com parâmetros de cela a = 83,74 Å, b = 94,55 A, c = 90,93 A e = 99,96 °. A estrutura final refinada apresenta R = 0,1652 e Rfree = 0,2029. O domínio catalítico formado pelos resíduos 134 a 313 é altamente conservado, como esperado, com exceção da Asn145, presente somente em NgGAPDH, enquanto que as demais GAPDHs apresentam Ser ou Thr na posição correspondente. Análises por dinâmica molecular revelaram que a Asn145 tem correlação de movimento com os resíduos Ala123, Thr125 e Pro126, pertencentes ao que se chamou de ―bonded loop‖. Ressalte-se que esta é a primeira GAPDH do filo Percolozoa que tem sua estrutura tridimensional determinada e parâmetros cinéticos estabelecidos, tal que se espera contribuir para o entendimento da evolução dessa classe de proteínas.

Objetivos: A deficiência de glicose-6-fosfato desidrogenase (G6PD) está associada a um maior risco de encefalopatia bilirrubínica e de crise hemolítica aguda grave desencadeada por drogas como a primaquina e a dapsona. Conhecer a prevalência dessa deficiência enzimática em área onde a malária e a hanseníase ainda estão presentes e conhecer a prevalência das principais mutações traz subsídios para planejamento de estratégias com vistas à redução de riscos associados a esta deficiência enzimática. Métodos: Estudo descritivo transversal conduzido em uma região do centro-oeste do Brasil. Exame de triagem para deficiência de G6PD foi realizado em 3573 recémnascidos. Exame confirmatório foi necessário em 188 crianças triadas como possíveis portadores de deficiência. Nas crianças em que foi confirmada a deficiência de G6PD foi feita pesquisa das mutações G202A (G6PD A-) e C563T (G6PD Mediterrâneo) por PCR. Resultados: A deficiência de G6PD foi confirmada em 63 crianças, sendo 60 meninos (95,2%) e três meninas (4,8%). O percentual de exames falso-positivos na fase de triagem foi de 66,5%, estando o percentual de falso-positivos associado à temperatura e tempo de transporte das amostras. Entre as crianças que confirmaram deficiência de G6PD, foi mais frequente a história de anemia em familiares e de icterícia neonatal. Houve associação entre hematócrito baixo e deficiência enzimática, mas não com hemoglobina, contagem de reticulócitos ou neutrófilos. A prevalência da deficiência de G6PD (IC95%) foi de 1,76% (1,37; 2,24) entre os recém-nascidos triados e de 3,34% entre os meninos (2,58; 4,25). A mutação C563T não foi identificada em nenhuma criança, mas a mutação G202A estava presente em 58 crianças - 92,06% (IC95%: 83,29 - 97,03): 56/60 meninos e em 2/3 meninas homozigotas. Foi identificado um menino com Kernicterus portador da mutação G202A em hemizigose. Conclusão: O elevado percentual de falso-positivos na etapa de triagem, o tempo necessário entre coleta e confirmação da presença de deficiência enzimática, associado ao alto custo da triagem universal, não apoiam a inclusão da triagem de deficiência de G6PD no programa de triagem neonatal brasileiro. Na região avaliada, a prevalência observada em meninos indica que a triagem de deficiência de G6PD deva ser realizada antes do uso de drogas como a primaquina e a dapsona somente em meninos. Foi elevada a prevalência da mutação G202A, de classe III, sendo esta mutação associada a uma menor morbidade. A identificação de um menino com Kernicterus com deficiência de G6PD indica que há necessidade de se planejar estratégias para minimizar o risco dessa morbidade associada à deficiência enzimática / Objective: Glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD) deficiency is associated with an increased risk of bilirubin encephalopathy in neonates and acute hemolytic crisis triggered by drugs such as primaquine and dapsone. In an area where malaria and Hansen\'s disease are still present, knowing the prevalence of this enzyme defect and determining the prevalence of major mutations is important for planning strategies for reducing the risks associated with this enzyme deficiency. Methods: Sectional study was conducted in a Midwestern region of Brazil. Screening for G6PD deficiency was performed in 3,573 neonates. Confirmatory tests were necessary for 188 positively screened children. After confirmation, PCR investigation was utilized to identify the mutations. Results: G6PD deficiency was confirmed in 63 children: 60 boys (95.2%) and 3 girls (4.8%). The percentage of false-positive cases in the screening phase, 66.5% and was associated with the temperature and transportation time of the samples. Family history of anemia and jaundice was more frequent among the children with confirmed G6PD deficiency. An association between a low hematocrit and enzyme deficiency was observed. However, there was no association with hemoglobin reticulocyte or neutrophils counts. The prevalence of G6PD deficiency (CI95%) was 1.76% (1.37; 2.24) among all screened neonates and 3.34% (2.58; 4.25) among male children. The C563T mutation was not identified in any child. The G202A mutation was present in 58 children - 92.06% (CI95%: 83.29 - 97.03), 56/60 boys and 2/3 homozygous girls. One boy with a hemizygous G202A mutation was identified as having Kernicterus. Conclusion: The high percentage of false-positive results when first screening for G6PD deficiency; the long delay time between the test and result; along with the high cost of the this screening test, are all factors that do not support adding this test to the already established Brazilian neonatal screening programs. The prevalence observed among boys does indicate that screening for G6PD deficiency should be performed in this region before the use of drugs such as primaquine and dapsone only in boys. This study found a high prevalence of the G202A mutation, a Class III variant associated with lower morbidity. The identification of a G6PD deficient boy with Kernicterus reinforces the necessity for strategies to abolish the morbidity associated with this enzyme deficiency

O Estado de São Paulo apresenta uma das mais altas taxas de infecções por vírus dengue no Mundo, mas apesar dessa situação, poucos são os estudos dirigidos às populações do mosquito Aedes aegypti. O objetivo deste trabalho foi caracterizar geneticamente e morfologicamente populações de Ae. aegypti localizadas em seis municípios (Santos, S.P., Campinas, São Carlos, Catanduva, S.J.R.P.) do Estado de São Paulo durante 2011 e 2012. Todos os marcadores biológicos indicaram estruturação populacional. Os oito loci microssatélites apontaram diferenciação genética moderada entre as populações (Fst= 0.04; p < 0,05) e os níveis de diversidade nucleotídica do gene COI (&pi; =0,0062) e do gene ND4 (&pi;=0,017) foram moderadamente altos. Duas linhagens geneticamente distintas foram encontradas no Estado. Ao longo dos meses que compreenderam o estudo, foram encontradas diferenças morfo-genéticas temporais entre as seis populações analisadas, possivelmente indicativas de microevolução. Os resultados obtidos podem ser úteis para compreendermos a dispersão deste mosquito vetor. / The State of São Paulo displays one of the highest rates of dengue infection in the world, but despite this fact, a few populational studies of Ae. aegypti have been undertaken. The aim of this study was to genetically and morphologically characterize Ae. aegypti populations from six locations in the São Paulo State (Santos, S.P., Campinas, São Carlos, Catanduva, S.J.R.P.) during 2011 and 2012. The phenetic and genetic analyses revealed that populations of Ae. aegypti are structured. Eight microsatellites loci were polymorphic and genetic differentiation among samples was moderate (Fst= 0.04; p < 0.05). Nucleotide diversities of COI (&pi; = 0.0062) and ND4 gene (&pi; = 0.017) were moderately high. Two lineages distinct genetically were found in the State. Over the months comprised by the study, we found the temporal genetics and morphologics differences among the six populations, a possibly indicative of microevolution of mosquitoes. The results of this study may be useful for understand the spread of this vector mosquitoes in the State of São Paulo.