<p>Polyunsaturated fatty acids can be bioactivated by two families of dioxygenases, which either contain non-heme iron (lipoxygenases) or heme (cyclooxygenases, linoleate diol synthases and α-dioxygenases).</p><p>Lipoxygenases and their products play important roles in the pathophysiology of plants and fungi. The only known lipoxygenase with catalytic manganese (Mn-lipoxygenase) is secreted by a devastating root pathogen of wheat, the Take-all fungus <i>Gaeumannomyces graminis</i>. Its mycelia also contains linoleate diol synthase (LDS), which can oxidize linoleic acid to sporulation hormones.</p><p>Mn-lipoxygenase belongs to the lipoxygenase gene family. Recombinant Mn-lipoxygenase was successfully expressed in the yeast <i>Pichia pastoris</i> with an expression level of 30 mg/L in fermentor culture. The tentative metal ligands of Mn-lipoxygenase were studied by site-directed mutagenesis. The results show that four residues His-274, His-278, His-462 and the C-terminal Val-602 likely coordinate manganese, as predicted by sequence alignments with Fe lipoxygenases.</p><p>Mn-lipoxygenase (~100 kDa) contains an Asp-Pro peptide bond in the N-terminal region, which appears to hydrolyze during storage and in the acidic media during Pichia expression to an active enzyme of smaller size, mini-Mn-lipoxygenase (~70 kDa). The active form of Mn-lipoxygenase can oxygenate fatty acids of variable chain length, suggesting that the fatty acids enter the catalytic site with the ω-end (“tail first”).</p><p>Mn-lipoxygenase is an <i>R</i>-lipoxygenase with a conserved Gly316 residue known as a determinant of stereospecificity in other <i>R/S</i> lipoxygenases. The Gly316Ala mutant showed an increased hydroperoxide isomerase activity and transformed 18:3n-3 and 17:3n-3 to epoxyalcohols.</p><p>The genome of the rice blast fungus, <i>Magnaporthe grisea</i>, contains putative genes of lipoxygenases and LDS. Mycelia of <i>M. grisea</i> were found to express LDS activity. This enzyme was cloned and sequenced and showed 65% amino acid identity with LDS from <i>G.graminis</i>. </p><p>Take-all and the rice blast fungi represent a constant threat to staple foods worldwide. Mn-lipoxygenase and LDS might provide new means to combat these pathogens.</p>

Polyunsaturated fatty acids can be bioactivated by two families of dioxygenases, which either contain non-heme iron (lipoxygenases) or heme (cyclooxygenases, linoleate diol synthases and α-dioxygenases). Lipoxygenases and their products play important roles in the pathophysiology of plants and fungi. The only known lipoxygenase with catalytic manganese (Mn-lipoxygenase) is secreted by a devastating root pathogen of wheat, the Take-all fungus Gaeumannomyces graminis. Its mycelia also contains linoleate diol synthase (LDS), which can oxidize linoleic acid to sporulation hormones. Mn-lipoxygenase belongs to the lipoxygenase gene family. Recombinant Mn-lipoxygenase was successfully expressed in the yeast Pichia pastoris with an expression level of 30 mg/L in fermentor culture. The tentative metal ligands of Mn-lipoxygenase were studied by site-directed mutagenesis. The results show that four residues His-274, His-278, His-462 and the C-terminal Val-602 likely coordinate manganese, as predicted by sequence alignments with Fe lipoxygenases. Mn-lipoxygenase (~100 kDa) contains an Asp-Pro peptide bond in the N-terminal region, which appears to hydrolyze during storage and in the acidic media during Pichia expression to an active enzyme of smaller size, mini-Mn-lipoxygenase (~70 kDa). The active form of Mn-lipoxygenase can oxygenate fatty acids of variable chain length, suggesting that the fatty acids enter the catalytic site with the ω-end (“tail first”). Mn-lipoxygenase is an R-lipoxygenase with a conserved Gly316 residue known as a determinant of stereospecificity in other R/S lipoxygenases. The Gly316Ala mutant showed an increased hydroperoxide isomerase activity and transformed 18:3n-3 and 17:3n-3 to epoxyalcohols. The genome of the rice blast fungus, Magnaporthe grisea, contains putative genes of lipoxygenases and LDS. Mycelia of M. grisea were found to express LDS activity. This enzyme was cloned and sequenced and showed 65% amino acid identity with LDS from G.graminis. Take-all and the rice blast fungi represent a constant threat to staple foods worldwide. Mn-lipoxygenase and LDS might provide new means to combat these pathogens.

Electron transfer, ET, and proton-coupled electron transfer, PCET, reactions are central to biological reactions involving catalysis, energy conversion and energy storage. The movement of electrons and protons in either a sequential or concerted manner are coupled in a series of elementary reaction steps in respiration and photosynthesis to harvest and convert energy consumed in foodstuffs or by absorption of light into high energy chemi-cal bonds in the form of ATP. These electron transfer processes may be modulated by conformational dynamics within the protein matrix or at the protein-protein interface, the energetics of which are still not well understood. Photoacoustic calorimetry is an estab-lished method of obtaining time-resolved reaction enthalpy and volume changes on the nanosecond to microsecond timescale. Photoacoustic calorimetry is used here to probe 1) the energetics and volume changes for ET between the self-assembled anionic uroporphy-rin:cytochrome c complex and the role of the observed volume changes in modulating ET within the complex, 2) the enthalpy and volume change for the excited state PCET reac-tion of a tyramine functionalized ruthenium(II) bis-(2,2'-bipyridine)(4-carboxy-4'-methyl-2,2'-bipyrine) meant to be a model for the tyrosine PCET chemistry carried out by cyto-chrome c oxidase and photosystem II, 3) the enthalpy and volume changes related to car-bon monoxide and tryptophan migration in heme tryptophan catabolic enzyme indoleam-ine 2,3-dioxygenase.

Frequent use of phenylurea herbicide isoproturon (IPU) in agricultural fields has resulted not only in the contamination of the natural resources including soil and water but also in the adaptation of the soil microflora to its rapid degradation. However, up to now, the mechanisms underlying this microbial adaptation are not well elucidated. The aim of this study was to explore the processes and factors implicated in IPU degradation from the agricultural field to the genes coding for catabolic genes. The study carried out at the experimental field of Epoisses cropped with a winter wheat / barley / rape seed crop rotation indicated that as a result of its periodically repeated use, the soil microflora adapted to IPU mineralization activity. Further analysis using exploratory and geostatistical tools demonstrated the existence of spatial variability in IPU mineralization activity at the field scale which was correlated not only with several soil physico-chemical parameters like organic matter content, CEC and C/N ratio but also with the pesticide application plan over a three year crop rotation. In order to get further insight into underlying mechanisms, an IPU mineralizing bacterial culture and strain Sphingomonas sp. SH were isolated through enrichment cultures performed from two different adapted soils. Both had the catabolic activities highly specific for the mineralization of IPU and its metabolites but none of other structurally related phenylurea herbicides. IPU metabolic activity of both the mixed culture and the strain SH was found to be affected by pH with optimal activity taking place at pH 7.5. Based on the accumulation of different known metabolites during mineralization kinetics, IPU metabolic pathway was proposed to be initiated by two successive demethylations, followed by cleavage of the urea side chain resulting in the accumulation of 4-isopropylaniline, and ultimately the mineralization of the phenyl ring. In order to identify the genes involved in IPU degradation, BAC clone library was established from the genomic DNA of the bacterial culture. Although, the functional screening did not yield in identifying any BAC clone able to degrade IPU or its known metabolites, the PCR based screening led us to identify a cat gene cluster involved in ortho-cleavage of the phenyl ring of catechol through beta-ketoadipate pathway. Based on this finding, it was hypothesized that phenyl ring of 4-isopropylaniline formed during IPU transformation might be mineralized through ortho-cleavage of catechol. This finding allowed us to propose the lower IPU metabolic pathway which was not yet described.

Neste trabalho foi utilizado um esquema multi-técnicas para estudar as interações moleculares no mecanismo de ação de clorocatecol 1,2-dioxigenase e da tirosina quinase FGFR2. Na primeira parte desta tese, descrevemos uma série de experimentos envolvendo a interação da enzima clorocatecol 1,2- dioxigenase (1,2-CCD) com seus ligantes naturais e também com miméticos de membranas biológicas (micelas de surfactantes, monacamadas lipídicas e lipossomos). Utilizamos a técnica de calorimetria de titulação isotérmica (ITC) para mostrar que tanto o substrato, quanto o produto da reação inibem a cinética enzimática mediada por 1,2-CCD. Resultados obtidos com as técnicas de calorimetria de varredura diferencial (DSC) e ressonância paramagnética eletrônica (RPE) confirmaram que a inibição se dá devido à ligação direta do produto da reação no sítio catalítico da enzima. Sendo assim, nossos dados indicam que o produto da reação exerce um papel relevante na catálise mediada por 1,2-CCD, devendo ser levado em consideração para estudos futuros que versem sobre a regulação da atividade desta enzima. Em outra vertente, investigamos a capacidade de 1,2-CCD de se ligar a modelos de membranas. Para isso, utilizamos as técnicas de RPE, DSC e de monocamadas de Langmuir no monitoramento das alterações nos miméticos de membranas (micelas dos surfactantes SDS e CTABr, monocamdas de DPPC e lipossomos de DPPC e DMPC) quando da adição de 1,2-CCD. Este conjunto de dados aponta claramente para a existência da referida interação, o que pode representar, junto com a inibição por produto, outro mecanismo de regulação do metabolismo desta enzima dentro da célula. Na segunda parte de nosso estudo, utilizamos a técnica de ITC para acessar as cinéticas de autofosforilação de FGFR2 quinase e de fosforilação, catalisada por FGFR2 quinase, da isoforma p52 da proteína Shc. A fosforilação reversível da cadeia lateral de aminoácidos é um princípio de regulação da atividade de enzimas e sinalização de proteínas largamente utilizado pelas células. Para tornarem-se ativas, proteínas tirosina quinase (PTK) autofosforilam-se hidrolisando moléculas de ATP em ADP em uma reação sequencial e precisamente ordenada. Uma vez ativas, interagem com proteínas adaptadoras, como Shc, que são fosforiladas pelo intermédio de PTK. Assim que é fosforilada, Shc torna-se apta a interagir com outras proteínas importantes no processo de sinalização celular para formar os complexos de sinalização primários (ESC). Nossos resultados mostram que o processo de autofosforilação da FGFR2 é governado por uma cinética cooperativa e com a ordem de fosforilação dos resíduos de tirosina provavelmente idêntica àquela previamente determinada para FGFR1. Já para a fosforilação de Shc, a cinética tende a mudar com a temperatura, sendo que a 10oC ocorre segundo um mecanismo de Michaelis- Menten, enquanto que a 15oC podemos identificar uma indefinição de comportamento deste sistema, uma vez que os dados podem ser ajustados pelos modelos de Michaelis-Menten e Hill. Já para 20oC, vemos uma mudança no perfil catalítico, mostrando um certo grau de cooperatividade. Estes resultados, além de estabelecerem características da cinética de fosforilação de FGFR2 e Shc ainda não reportadas, também validam o método calorimétrico utilizado para determinar os parâmetros cinéticos associados àquele processo. / In this thesis we have used a muti-technique approach to study the molecular interactions relevant in the reaction mechanism of two enzymes: chlorocatechol 1,2 dioxygenase (1,2-CCD) and tyrosine kinase FGFR2. In the first part, we have described a series of experiments involving the interaction of 1,2-CCD with its natural ligands and also with models of biological membranes (micelles, lipid monolayer, and liposomes). Isothermal titration calorimetry (ITC) has shown that both substrate and product of the reactions inhibit 1,2-CCD kinetics. The results from differential scanning calorimetry (DSC) and electron paramagnetic resonance (EPR) have confirmed that inhibition is due to the direct binding of product to the enzyme catalytic site. Thus, our data has indicated that the product of reaction plays a relevant role in the 1,2-CCD catalysis, and should be taken into account in studies related to activity regulation of this class of enzymes. In other study, we have investigated the 1,2-CCD capability of binding to model membranes. For that, EPR, DSC and Langmuir monolayer have been used to monitor changes in the mimetic systems (SDS and CTABr micelles, DPPC monolayer and DMPC liposomes) upon addition of 1,2-CCD to the system. Taken together our data points to existence of the such interaction, which means that this behaviour, along with the product inhibition, could be another mechanism for regulating this enzyme metabolism inside the cell. In the second part of our work, we have used ITC to assess the kinetics of phosphorylation of both FGFR2 kinase and the p52 isoform of Shc. The reversible phosphorilation of tyrosine residues is a widely used mechanism for regulating enzyme activity and protein signalling into the cell. To become active, Tyrosine kinase (PTK) phosphorylates itself by hydrolysing ATP into ADP molecules in a sequential and precisely ordered reaction. When active, PTK interacts with protein partners, like Shc, thus phosphorylating them. After its phosphorylation, Shc interacts with other important proteins in signalling events in order to form the so-called early signalling complexes (ESC). Our results have shown that the FGFR2 kinetics of autophosphorilation happened in a cooperative manner and probably following a phosphorilation order of the Tyr residues similar to that previously reported for FGFR1 kinase. As for the Shc phosphorilation mediated by FGFR2 kinase, it changes with temperature from a regular Michaelis-Menten kinetics at 10oC to an unclear behaviour, adjustable to both Michaelis-Menten and to Hill model, at 15oC. At 20oC, we can see that the kinetics shows some degree of cooperativity. These results provide the kinetic parameters for the FGFR2 authophosphorilation as well as p52Shc phosphorilation that have not been reported before, and also validate the calorimetric methods as a very useful tool to perform kinetics studies related to kinase signalling processes.

Neste trabalho foi utilizado um esquema multi-técnicas para estudar a base de interações moleculares protagonizadas por duas proteínas que possuem funções biológicas completamente distintas. A primeira delas, clorocatecol 1,2-dioxigenase (Pp 1,2-CCD), tem um apelo biotecnológico para área ambiental devido a sua capacidade de catalisar a degradação do composto clorocatecol, um intermediário comum no final da decomposição de diversos hidrocarbonetos aromáticos policíclicos. Essa característica pode promover a descontaminação de solos e águas poluídos revelando um grande potencial para aplicações em mecanismos de biorremediação. Além disso, a presença de moléculas anfipáticas junto à interface de ligação dos monômeros da CCD levantou a questão em relação à capacidade dessa família de enzimas de se ligar a membranas biológicas. Esse tipo de informação amplia o conhecimento acerca de mecanismos básicos de ação da enzima, aumentando a possibilidade de parceiros de interação, podendo levar a outras formas de controle da atividade biológica para uso em aplicações biotecnológicas como desenvolvimento de biossensores. O estudo dessa enzima está, portanto, voltado para a compreensão de suas interações com miméticos de membrana e a tentativas de imobilização da proteína nestas estruturas. Para isto, fazemos uso de técnicas biofísicas como dicroísmo circular, caloria diferencial de varredura e espectroscopias ópticas, e biomoleculares como desenvolvimento de oligonucleotídeos, reações de cadeia polimerase e análise de restrição. A outra vertente desta dissertação, tem como foco de estudo a proteína ligante de acil-CoA de Cryptococcus neoformans (CnACBP) clonada pela primeira vez em nosso laboratório. Homólogos de ACBP foram encontrados em todos os organismos distribuídos nos quatro reinos eucariotos, com alta similaridade sequencial (~48%). A sua presença ao longo dos reinos e seu envolvimento em diversos mecanismos metabólicos essenciais relacionados ao éster acil-CoA levaram à conclusão de que se trata de uma housekeeping protein, e não uma proteína específica, confinada a um tipo especializado de célula. Este trabalho traz uma caracterização inicial da CnACBP que busca esclarecer questões ainda em aberto e também aprofundar o conhecimento ainda muito vago de como cargas e a presença do ligante podem influenciar estrutura, estabilidade e função através de técnicas termodinâmicas e espectroscópicas antes de um aprofundamento de seu papel no interior da célula e interações com outras proteínas. / In this study, we used a multi technique approach to understand the basic molecular interactions of two proteins that have quite different biological functions. The first, chlorocatechol 1,2- dioxygenase (Pp 1,2-CCD), has an environmental appeal due to it ability to catalyze the degradation of chlorocatechol, a common intermediate in the end of the decomposition of many polycyclic aromatic hydrocarbons. This characteristic of decontaminating polluted soils and waters suggest a great potential for applications in bioremediation mechanisms. Moreover, the presence of amphipathic molecules at the interface of the CCD monomers raised issues related to the ability of this enzyme family of binding to biological membranes. Such information broadens the knowledge of the basic mechanisms of enzyme action, increasing the possibility of interaction partners and may lead to other forms of control of the biological activity for use in biotechnological applications, such as biosensors development. The study of this enzyme is therefore, aimed at understanding their interactions with mimetic membrane and immobilization attempts of the protein in these structures. For this purpose, we make use of biophysical techniques such as circular dichroism, differential scanning calorimetry and optical spectroscopies and biomolecular techniques, such as development of primers, polymerase chain reaction and restriction analysis. The other aspect of this dissertation is focused on the study of acyl-CoA binding protein of Cryptococcus neoformans (CnACBP) cloned for first time in our laboratory. Homologues of ACBP were found in all organisms distributed in the four kingdoms of eukaryotes, with high sequence similarity (~ 48%). Its widespread presence and their involvement in several key metabolic pathways related to the acyl-CoA ester led to the conclusion that ACBP is a housekeeping protein and not a specific protein contained a specialized cell type. Here we present an initial characterization of CnACBP that seeks to relevant issues regarding the proteins function. Our goal was to increase the still vague knowledge on how electrical charges and the presence of the binding partner may influence the structure, stability and function through thermodynamic and spectroscopic techniques. This is an initial step toward the full understanding of the role of protein in the cell.

O câncer de mama é o tipo de câncer mais comum entre as mulheres e a sobrevivência de pacientes por ele acometidos está aumentando graças a diversas novas abordagens relacionadas ao seu diagnóstico precoce e a tratamentos mais eficientes. A enzima indoleamina- 2,3 dioxigenase (IDO) é expressa por diversas células e também por células tumorais. Esta enzima atua inibindo a proliferação de linfócitos T, comprometendo a atividade citotóxica do mesmo. O 1-metil-DL-triptofano (1MT) é um inibidor competitivo da IDO, que bloqueia seu efeito imunossupressor e poderia cooperar com a quimioterapia na regressão de tumores. Por este motivo, além de evidenciar a expressão da IDO em células tumorais mamárias em tecido e em cultivo, este trabalho também teve como objetivo verificar o efeito &ldquo;in vitro&rdquo; da associação do 1-metil-DL-triptofano (1MT) ao quimioterápico paclitaxel (taxol&reg;), como método de atenuação no crescimento tumoral. Acredita-se que isto possibilitaria a restauração da capacidade de proliferação dos linfócitos T e de sua capacidade de resposta citotóxica. Os resultados demonstraram que a IDO é expressa no tecido mamário, com alta concentração no estroma tumoral. Os cultivos suplementados mostraram que as diferenças mais significativas na expressão da IDO foram observadas no grupo tratado com paclitaxel associado ao 1-metil-DL-triptofano após suplementação contínua com os fatores mencionados, onde houve redução de 12,06% para 3,56% na expressão da enzima. Dessa forma pode-se sugerir que esta associação foi mais eficaz na contenção dessa expressão o que poderia levar à uma restauração da capacidade de resposta celular dos linfócitos T contra o tumor mamário. Tal resultado poderia colaborar no desenvolvimento de uma nova estratégia terapêutica no tratamento de pessoas afetadas pelo câncer de mama / Breast cancer is the most common type of cancer among women and the survival of patients affected by it is increasing, mainly dueto several new approaches in early diagnosis and more effective treatments. The enzyme indoleamine- 2,3 - dioxygenase (IDO) is expressed on many cells and also on tumor cells. This enzyme acts by inhibiting the proliferation of T lymphocytes, thus compromising their cytotoxic activity. The 1-methyl-DL-tryptophan (1MT) is a competitive inhibitor of IDO, which blocks its immunosuppressive effect and could collaborate with chemotherapy in tumor regression. Thus, besides highlighting the expression of IDO in tumor cells in mammary tissue and culture, this study also aimed to determine the &quot;in vitro&quot; effect of the association of 1-methyl-DL-tryptophan (1MT) and paclitaxel (Taxol&reg;) chemotherapy, as an attenuation approach to tumor growth. It is believed that it would allow the restoration of T-lymphocytes proliferation capability and their cytotoxic response. Results showed that IDO is expressed in breast tissue with a high concentration in the tumor stroma. The supplemented cultures showed that the most significant differences in the expression of IDO were observed in the group treated with paclitaxel associated with 1-methyl-DL-tryptophan continuous supplementation, reducing the enzyme expression from 12.06% to 3.56%. Therefore, it may be suggested that this association was more effective in reducing IDO expression and such outcome could collaborate in developing a new therapeutic strategy for breast cancer treatment

A gestação confere ao organismo materno uma série de mudanças e desafios, envolvendo especialmente seu sistema imunológico. O feto, do ponto de vista imunológico, é comparado a um enxerto semi-alogenêico, pois expressa moléculas do complexo de histocompatibilidade principal (MHC) paterno, considerado não próprio ao organismo materno, capaz de desencadear uma resposta imunológica no ambiente intrauterino. Porém, durante todo o período gestacional, o organismo materno reconhece o embrião sem uma resposta imunológica contra sua permanência no útero, estabelecendo-se uma tolerância materno-fetal. Vários mecanismos contribuem para esse estado tolerogênico, como a atividade da enzima indoleamina 2,3-dioxigenase (IDO). A IDO promove o catabolismo do aminoácido triptofano, levando as células T à apoptose, devido à carência deste aminoácido e pela ação de seus catabólitos no micro ambiente placentário. Diversos tipos celulares estão presentes na interface materno fetal e vários deles podem potencialmente expressar a IDO. Em ratas Wistar, sabe-se que diversas proteínas, principalmente o interferon &gamma; e, recentemente, a progesterona, podem aumentar a expressão desta enzima; contudo, ainda não são conhecidos quais tipos celulares são efetivamente influenciados por estas moléculas. Desta forma, este trabalho buscou suprir esta lacuna, por meio da identificação das células IDO positivas pela imunofenotipagem e citometria de fluxo. De acordo com as analises realizadas, os resultados deste trabalho mostraram que todos os tipos celulares fenotipados foram capazes de expressar a enzima. Contudo somente alguns grupos específicos de células presentes no ambiente uterino placentário sofrem influência das proteínas supracitadas, principalmente as células dendríticas, e os linfócitos CD4 que elevam a expressão de IDO na presença de progesterona e IFN-&gamma;. Tais achados sugerem que a ação da enzima em grupos celulares específicos poderiam constituir meios pelo qual o organismo regula o sistema imunológico no ambiente uterino-placentário, em que é capaz de impedir o desenvolvimento de células imunológicas potencialmente ativas, colaborando com a formação de um ambiente tolerogênico favorável para o desenvolvimento embrionário. / Pregnancy causes several changes and challenges to the maternal body, especially involving the immune system. The fetus, on the immunological point of view, is compared to a semialogeneic graft, expressed as molecules of the paternal major histocompatibility complex (MHC) considered not self to the maternal organism, capable of triggering an immune response in the intrauterine environment. However, throughout the gestational period, maternal organism tolerates the embryo without an immune response against its permanence in the uterus, establishing maternal-fetal tolerance. Several mechanisms contribute to this tolerogenic state, as the activity of the enzyme indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO). The IDO promotes the catabolism of tryptophan, inducing T cells apoptosis due to the deprivation of this amino acid and by the action of its catabolites in the placental microenvironment. Several cell types are present in the maternal-fetal interface and many of them can potentially express IDO. In Wistar rats, it is known that interferon &gamma; and recently, progesterone, may increase the expression of this enzyme; however, which cell types are actually influenced by these molecules is still unknown. Thus, this study intends to fill this gap, by identifying IDO positive cells by immunophenotyping and flow cytometry. According to the analysis carried out, the results of this study showed that all phenotyped cell types were able to express the enzyme, however only some specific groups present in placental uterine environment are influenced by the factors above mentioned, especially dendritic cells and lymphocytes CD4 increase the IDO expression at the presence of progesterone and IFN-&gamma;. These findings suggest that the action of the enzyme in specific cell groups may be one of the means by which the body regulates the immune system uterine-placental environment, which is able to prevent the development of potentially active immune cells, contributing to the formation tolerogenic environment favorable for embryonic development.

A indoleamina 2,3-dioxigenase (IDO) é uma enzima que cataboliza o aminoácido triptofano, levando à inibição da proliferação de linfócitos T, seja pela exaustão desse aminoácido no ambiente, ou pela indução via catabólitos induzindo-os a apoptose. Em mamíferos, esta enzima atua em diversas condições do organismo como a gestação, infecções, inflamações crônicas, transplantes e tumores, sendo reconhecida como uma autêntica reguladora imunológica. Estudos recentes identificaram a presença de moléculas homólogas a IDO em espécies filogeneticamente mais antigas que os mamíferos placentados, sendo que o papel da IDO primitiva não está totalmente elucidada. Sabe-se que em fungos e bactérias a IDO limita-se ao metabolismo do triptofano para obtenção de energia e que em vertebrados inferiores sua função ainda não é bem esclarecida. Desta forma, este estudo teve por objetivo averiguar a presença da IDO em células sanguíneas e órgãos hematopoiéticos de trutas arco-íris, colaborando para o estudo filogenético do sistema imune nos vertebrados, particularmente dos peixes. A expressão de IDO foi observada em todos os órgãos hematopoiéticos estudados incluindo os leucócitos e também foi observada marcação positiva para a enzima em pequenos vasos sanguíneos do rim cefálico, baço e fígado. Os resultados obtidos, apresentando marcações positivas da IDO restritas em leucócitos e tecidos hematopoiéticos de trutas arco-íris, poderiam significar a primeira evidência de que a IDO, à semelhança do que ocorre nos mamíferos, possa estar relacionada ao sistema imunológico nesta espécie. / The indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO) is an enzyme that catabolizes the amino acid tryptophan, leading to inhibition of T lymphocyte proliferation by exhaustion of this amino acid in the environment, or by induction via the catabolites inducing apoptosis. In mammals, this enzyme acts on various conditions such as pregnancy, infections, chronic inflammation, transplantation and tumors, being recognized as an authentic immune regulator. Recent studies have identified the presence of homologous IDO in older phylogenetically related species molecules, the placental mammals, and the role of early IDO is not fully elucidated, it is known that in fungi and bacteria the role of IDO is limited to tryptophan metabolism for energy, and is function in lower vertebrates is still not well understood. This study aims to investigate the presence of IDO in peripheral blood cells and hematopoietic organs of rainbow trout, thereby contributing to the phylogenetic study of the immune system in vertebrates, particularly in fish. The expression of IDO was observed in the inner region of small blood vessels in the head kidney, spleen, liver and peripheral blood cells, mainly in monocytes and lymphocytes. The restricted localized expression of IDO in these tissues and cells, as occurred in mammals, may suggest a first evidence for a putative role of this enzyme in the immune system in rainbow trout.

INTRODUÇÃO: Atualmente as células da microglia têm recebido grande atenção dentro da resposta imune, isto devido ao fato de que sua ativação por citocinas inflamatórias é capaz de promover a infiltração e destruição do sistema nervoso central (SNC) durante algumas doenças, principalmente no caso da esclerose múltipla (EM). Além de seu papel pró-inflamatório, já demonstrou-se que estas também são capazes de expressar moléculas supressoras como a indoleamina-2,3-dioxigenase (IDO), capaz de suprimir a proliferação de células T. Contudo, ainda pouco se sabe sobre seu verdadeiro papel na patogenia da EM. Recentemente tem sido descrita uma população de células T chamadas Th17, capaz de secretar grandes quantidades de IL-17, IL-21 e GM-CSF possuindo uma importância fundamental na patogenia da EM e de seu modelo murino, a EAE. Nesse contexto, a relação entre as Th17 e as células da microglia pode nos fornecer dados importantes acerca dos mecanismos envolvidos nas lesões observadas no SNC. OBJETIVO: Este trabalho teve como objetivo melhor elucidar a relação existente entre a expressão das moléculas imunes por células da microglia e a ação que estas promovem sobre as células T. MÉTODOS: Utilizamos culturas de células da microglia de linhagem, chamadas C8-B4, assim como cultura primária de células da microglia obtidas a partir sistema nervoso de camundongos C57BL/6 adultos. Caracterizamos o perfil imune da microglia, avaliando a transcrição de genes para citocinas através de PCR em tempo real assim como a expressão de suas moléculas ativadoras por citometria de fluxo. A avaliação da IDO se deu através da expressão da mesma por células da microglia ativadas ou não por LPS ou IFN-?. Ja sua capacidade funcional foi medida através da atividade proliferativa de linfócitos T CD4 específicos para MOG 35-55. RESULTADOS: Nossos resultados demonstraram que as células de ambas as culturas possuem a capacidade de expressar diversas moléculas imunes, tanto pró quanto anti-inflamatórios. Dentre estas observamos TLR-4, TLR-2, IL-6, IL-10 e TGF-?. Além disso, confirmamos a expressão da enzima IDO por estas células. O bloqueio de tal enzima impede o controle que a microglia tem sobre a proliferação dos linfócitos T CD4, tanto in vitro quanto in vivo. No modelo in vivo tal efeito repercute em uma encefalomilite mais severa, onde o quadro clínico do animal não regride. CONCLUSÃO: Os resultados aqui obtidos nos dão a certeza da influência das microglias dentro do contexto inflamatório, afirmando sua capacidade de modular a resposta imune. Além disto, fica clara a importância da enzima IDO, cuja ação dentro do controle de uma autoimunidade demonstra ser altamente necessária / INTRODUCTION: Microglia cells has gained great attention recently because its activation by inflammatory cytokines can promote infiltration and destruction of Central Nervous System (CNS) during some disease, mainly in the case of Multiple Sclerosis (MS). On the other hand, these cells may also express suppressor molecules such as the indoleamine-2,3-dioxygenase (IDO), able to suppress T cell proliferation. However, still little is known about its role in MS pathogenesis. Recently it has been described a new population of T cells called Th17, able to secrete high amounts of IL-17, IL-21 and GM-CSF, with a fundamental importance on MS and its murine model, EAE. In this context, the relationship between Th17 and microglia cells can provide us important data about the mechanisms involved in the establishment of CNS lesions. OBJECTIVES: This work had the objective to better elucidate the relationship between the expression of some molecules by microglia and its role T cell activation. METHODS: Through a cellular lineage knowing as C8-B4 and primary cultures of microglia obtained from CNS of adult mice C57BL6 we investigated the transcription of several genes for cytokines and membrane expression of several pattern recognition receptors. The IDO evaluation was performed after activation with LPS or rIFN-?. Its functional capacity was measured trough its action over T cell proliferation. RESULTS: Our results demonstrated that both cells have the capacity of express several immune molecules, both pro and anti-inflammatory. Among this, we observed TLR-4, TLR-2, IL-6, IL-10 and TGF-?. We also confirmed IDO expression by these cells. The blockade of such enzyme prevents the control of microglia above T CD4 lymphocytes proliferation, both in vitro and in vivo. Using the in vivo model, IDO blocker rendered a encephalomyelitis more severe. Conclusion: The results here obtained give us the certainty of microglia influence in inflammatory context, stating its capacity of modulating the immune response