Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Medicina, 2008. / Submitted by Jaqueline Oliveira (jaqueoliveiram@gmail.com) on 2008-12-03T15:55:33Z No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO_2008_HugoDeAlmeidaSilva.pdf: 1378682 bytes, checksum: 3890c0001da50032e86de35c261d77c5 (MD5) / Approved for entry into archive by Georgia Fernandes(georgia@bce.unb.br) on 2009-02-16T14:52:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO_2008_HugoDeAlmeidaSilva.pdf: 1378682 bytes, checksum: 3890c0001da50032e86de35c261d77c5 (MD5) / Made available in DSpace on 2009-02-16T14:52:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO_2008_HugoDeAlmeidaSilva.pdf: 1378682 bytes, checksum: 3890c0001da50032e86de35c261d77c5 (MD5) / Uma varredura em busca de atividades proteolíticas em bactérias patogênicas e não-patogênicas do gênero Leptospira identificou a presença de atividade aminopeptidolítica apenas nas primeiras. Visando a esclarecer este achado, o presente trabalho propôs caracterizar bioquímicamente a enzima potencialmente responsável pela atividade leucil-aminopeptidásica presente apenas em sorovares patogênicos de Leptospira. Por meio da clonagem do gene pepA, que codifica uma provável leucilaminopeptidase (LAP) citossólica, obtivemos a forma recombinante ativa da enzima, que possui características filogenética e bioquímica semelhantes àquelas enzimas da família M17 das metalopeptidases. Assim como outras enzimas dessa família, essa LAP recombinante demonstrou atividade catalítica sobre o substrato L-Leu-AMC, com uma atividade ótima em pH 8,5, e termofilia com temperatura ótima de 50 °C. Além disso, a enzima exibiu comportamento típico de cinética clássica de Michaelis-Menten. É inibida irreversivelmente por EDTA, apesar de outras LAPs serem reativadas por cofatores iônicos. Aparentemente, a enzima forma um oligômero de 320 kDa, apresentando dependência dessa forma para sua atividade sobre o substrato L-Leu-AMC, em gel de eletroforese. Adicionalmente, foi produzido soro -HaLAP em camundongos isogênicos, demonstrando a antigenicidade da enzima e possibilitando a posterior utilização de anticorpos em outros estudos sobre a expressão diferenciada dessa peptidase durante infecções. Esse trabalho abre caminho para a elucidação de novos mecanismos operando exclusivamente em membros patogênicos de bactérias do gênero Leptospira. _________________________________________________________________ ABSTRACT / Screening proteolytic activities in non-pathogenic and as well in pathogenic bacteria of the genus Leptospira, we identified the presence of aminopeptydolitic activity in the latter only. Aiming at clarification of this finding, this work led to the biochemical characterization of the enzyme which appears to be responsible for the leucyl-aminopeptydase activity present in pathogenic Leptospira serotypes. By the cloning og the pepA gene coding a putative cytosolic leucyl-aminopeptidase (LAP), we obtained the active recombinant enzyme, showing phylogenetic and biochemical features similar to those present in the M17 metallopeptidase enzymes family. Like other enzymes belonging to this family, recombinant LAP revealed catalytic activity upon L-Leu-AMC substrate, with optimal activity at pH 8.5, and a slight termophilic behavior, with its optimal temperature at 50 °C. Besides, the enzyme presented typical Michaelis-Menten kynetics. It is irreversibly inhibited by EDTA, although other LAPs shows reactivation towards ionic cofactors. Apparently, the enzyme forms a 320 kDa oligomer, structure which the activity on the L-Leu-AMC substrate in eletrophoresis gel seems to be dependent. In adittion, the antiserum against -HaLAP produced in isogenic mice showed its high antigenicty. This finding suggests that the enzyme could be employed to produce specific antibody, which could be useful in clarifying the differential expression of the peptidase in the course of severe infections. This work opens a new avenue that may lead to elucidation of novel mechanisms exclusively associated with pathogenic species within the genus Leptospira.

Orientador: Kátia Cristina Kupper / Coorientador: Maurício Ventura Mazzi / Banca: Taicia Pacheco Fill / Banca: Maria Fátima das Graças Fernandes da Silva / Banca: João Martins Pizauro Junior / Banca: Eliana Gertrudes de Macedo Lemos / Resumo: O fenômeno killler é característico de leveduras que produzem e excretam proteínas ou glicoproteínas que são inibidoras de células microbianas sensíveis. A estabilidade e atividade das toxinas killer são altamente sensíveis a fatores como pH, temperatura de incubação das leveduras, composição e propriedades físico-químicas do meio e concentração de células sensíveis. Sporobolomyces koalae é uma nova espécie de levedura com potencial para produção de toxina killer. No intuito de se conhecer mais sobre as funções desse microrganismo no ecossistema, esse trabalho teve por objetivos: (i) detectar a atividade killer do precipitado proteico de S. koalae, (ii) caracterizar bioquimicamente e funcionalmente o precipitado proteico S. koalae, (iii) purificar parcialmente a toxina killer produzida por S. koalae e, finalmente, (iv) verificar sua ação antagônica sobre Geotrichum citri-aurantii e Penicillium digitatum, patógenos que ocorrem na póscolheita de citros. Pelos resultados obtidos neste trabalho, foi possível detectar a presença de atividade killer no precipitado proteico da levedura S. koalae contra células sensíveis da levedura Saccharomyces cerevisiae NCYC 1006. O precipitado proteico da levedura apresenta várias proteínas com diferentes tamanhos moleculares e, parte dessas proteínas é positiva para atividade de β1,3-glucanase, quitinase e protease, podendo ser uma dessas enzimas ou, o sinergismo entre elas, o responsável pelo fator killer da levedura. A funcionalidade de suas ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The killer phenomenon is characterized by yeasts that produce and excrete proteins or glycoproteins that are inhibitors of sensitive microbial cells. The stability and activity of killer toxins are highly sensitive to the factors such as pH, the temperature of incubation of yeasts, composition and physical-chemical properties of the medium and concentration of sensitive cells. Sporobolomyces koalae is a new species of yeast with potential for killer toxin production. In order to know more about the functions of this microorganism in the ecosystem, this work had as objectives: (i) to detect the killer activity of the S. koalae protein precipitate, (ii) to characterize biochemically and functionally the S. koalae protein precipitate, (iii) to partially purify the killer toxin produced by S. koalae, and, finally, (iv) to verify its antagonistic action on Geotrichum citri-aurantii and Penicillium digitatum, pathogens that occur in the postharvest of citrus. By the results obtained in this work, it was possible to detect the presence of killer activity in the protein precipitate of S. koalae against sensitive cells of Saccharomyces cerevisiae NCYC 1006. The protein precipitate from yeast has several proteins with different molecular sizes and some of these proteins are positive for β1,3-glucanase, chitinase and protease activity. It may be one of these enzymes or synergism between them, the responsible for the killer factor. The functionality of their proteins for killer activity ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

La enzima 5,10-metilentetrahidrofolato reductasa (MTHFR) cataliza la conversión de la 5,10-metilentetrahidrofolato a 5-metiltetrahidrofolato, esta enzima es un intermediario entre el ciclo del folato y el ciclo de la remetilación del aminoácido homocisteina a metionina. Una mutación puntual C677T en el gen de esta enzima trae como consecuencia el cambio del aminoácido Ala por Val, lo cual conlleva a la formación de una enzima termolábil que finalmente se evidencia con un incremento en los niveles de homocisteina en sangre. Se ha documentado la relación de niveles altos de homocisteina y el incremento de la presión arterial y su posible relación a enfermedades coronarias e hipertensión. La determinación del polimorfismo C677T de la MTHFR, tiene índices muy variados en las distintas poblaciones y regiones del mundo. Estimar las frecuencias de este polimorfismo en nuestro país, permitiría al especialista determinar posibles poblaciones en riesgo a estas enfermedades asociadas, como preeclapmsia. Se extrajo muestras de sangre venosa de 92 gestantes del Instituto Materno Perinatal San Bartolomé Herrera (Lima-Perú). Se encontraron 32 gestantes CC (34.8%), 44 gestantes CT (47.8%), y por último 16 gestantes TT (17.2 %). Se encontró una frecuencia de 58.7 % y 41.3% para el alelo C y T respectivamente. Se estimó que la muestra estudiada se encuentra en Equilibrio de Hardy-Weinberg (X2 =0.0022) y que los valores de las frecuencias genotípicas y alélicas se encuentran de acorde a los publicados por otras investigaciones en nuestro país y la región sudamericana. Aun cuando la relación del alelo mutado T y el desarrollo de hipertensión no ha sido demostrada en nuestro país, el monitoreo y la incidencia del polimorfismo C677T y estudios tipo caso-control nos permitiría tener más evidencias sobre esta posible relación en nuestra población. / Tesis

Vários estudos têm sugerido que seres vivos podem ser suscetíveis aos campos eletromagnéticos (CEMs). Os supostos efeitos dos Campos Eletromagnéticos de Ultra Alta Freqüência (CEMUAFs) em sistemas biológicos são pouco conhecidos. Os relatos de um possível efeito biológico dependente da alteração de estados de oxidação entre pares de radicais sugerem um mecanismo de transdução orgânica para os campos. Outros trabalhos obtiveram alterações na sinalização celular e defesas antioxidantes após a exposição CEMUAFs e, tais alterações, poderiam ser um agente causador de doenças como, por exemplo, a leucemia infantil, esta já correlacionada com a exposição aos CEMs. Desta forma o objetivo deste estudo foi investigar se o CEMUAF (834 MHz) poderia interferir com o balanço oxidativo de planárias e ratos, assim como, estudar a participação de enzimas responsáveis pela hidrólise de nucleotídeos, enzimas estas reconhecidas por serem influenciadas pela ação de radicais livres. As planárias foram expostas por 1, 3 e 6 dias (8 h/dia). Após a exposição foi feito um homogenato de todo o corpo de cada animal. Foi encontrado um aumento na atividade da superóxido desmutase (SOD) e um decréscimo na atividade da catalase (CAT) e na defesa antioxidante não-enzimática (TRAP) após 6 dias de exposição. Adicionalmente, houve um aumento na freqüência de micronúcleos (MN) após 3 e 6 dias de exposição. Não houve alteração nos parâmetros de dano oxidativo a lipídios (TBARS) e proteínas (Carbonil) em nenhum dos tempos de exposição. Estes resultados sugerem um aumento nos níveis de radicais livres e de danos aos ácidos nucléicos. Estudos posteriores deverão determinar se estes efeitos apresentam ou não associações do tipo causa e efeito. Foram utilizados três modelos com ratos. No primeiro modelo, animais com idades de 30, 80 e 210 dias foram expostos por 6 dias (7:30 h/dia). Não foram encontradas mudanças nos parâmetros de TRAP, TBARS e Carbonil em nenhuma das idades expostas ao CEMUAF. Estes resultados sugerem que os tempos de exposição utilizados não foram suficientes para causar alguma mudança perceptível nos parâmetros de estresse oxidativo. No segundo modelo, utilizou-se o sangue e fígado dos neonatos expostos ao CEMUAF ainda no útero de suas mães durante todo o seu desenvolvimento embrionário (8:30 h/dia). Não foram encontradas mudanças em nenhum parâmetro oxidativo. Foi encontrado um aumento na freqüência de MN nas hemácias, sugerindo um efeito genotóxico da irradiação do celular afetando o tecido hematopoiético dos fetos. No terceiro modelo, utilizou-se o sangue de ratos adultos (180 dias) expostos por 12 dias (8:30 h/dia). Os níveis da hidrólise de ATP e ADP estavam aumentados no grupo irradiado. Nenhum efeito foi observado nas atividades da SOD e da CAT, sugerindo nenhuma participação de radicais livres nestes resultados. Ainda são necessários muitíssimos estudos para determinar quais os mecanismos transdutores dos CEMUAFs em sistemas biológicos e de que forma esta interação ocorre, porém estes resultados sugerem: (a) um papel para os radicais livres sobre, pelo menos, alguns dos efeitos atribuídos aos CEMUAFs e (b) que os organismos em fase de formação podem ser mais sensíveis aos campos. Por fim, sugerimos que sistemas biológicos podem sofrer a ação da irradiação com uma quantidade de energia muito menor do que a esperada para promover algum efeito no metabolismo. / Several studies have suggested that living being could be susceptible to the electromagnetic fields (EMFs). The supposed effects of ultra high frequency electromagnetic fields (UHF-EMFs) in biological systems are not very well-known. The reports of a possible effect biological dependent of the alteration of oxidation states among radical pairs suggest a mechanism of organic transduction for the EMFs. Other works have obtained alterations in the cellular signaling and antioxidant defenses after the UHF-EMFs exposure and, such alterations could be a diseases causative agent as, e.g., the infantile leukemia, this already correlated to EMF exposure. This way we have investigated if the non thermal UHF-EMF (834 MHz) could interfere with the planarians and rats oxidative balance, as well as, to study the participation of responsible enzymes for the nucleotides hydrolysis. Nucleotide hydrolysis is known be influenced by the free radicals action. Planarians were exposed for 1, 3 and 6 days (8 h/day). After the exposure was made a whole body homogenate of each animal. It was found an increase in the superoxide dimutase (SOD) activity, a decrease in the catalase (CAT) activity and a decrease in the non-enzymatic antioxidant defense (TRAP) after 6-day exposure. It was also found an increase in the micronúcleos frequency (MN) after 3 and 6 days of exposure. It was not found changes in the parameters of lipid and protein oxidative damage (TBARS and Carbonyl, respectively) in none of the exposure times. These results suggest an increase in the levels of free radicals and of nucleic acids damages. Future studies would determine if these effects show or not cause and effect associations. Three models were used with rats. In the first model, animals with ages of 30, 80 and 210 days were exposed for 6 days (7:30 h/day). It was not found changes in the TRAP, TBARS and Carbonil parameters in none of the UHF-EMF exposed ages. Three models were used with rats. In the first model, animals with ages of 30, 80 and 210 days were exposed for 6 days (7:30 h/day). It was not found changes in the TRAP, TBARS and Carbonil parameters in none of the UHF-EMF exposed ages. These results suggest the exposure times used were not enough to cause some perceptible changes in the oxidative stress parameters. In the second model, it were used the blood and liver of offspring exposed to UHF-EMF (8:30 h/day) still inside of mothers' uterus during all its embryonic development. It was not found changes in any oxidative parameters. It was found an increase in the erythrocytes MN frequency suggesting a cellular irradiation genotoxic effect in the fetus hematopoietic tissue. In the third model, the blood of adult rats (180 days) was used after 12 days UHF-EMF exposure (8:30 h/day). The levels of the ATP and ADP hydrolysis were increased in the UHF-EMF group and no effect was observed in the activities of SOD and of CAT, suggesting no free radicals participation in these results. It is still necessary a lot of studies to determine which the UHF-EMF transductions mechanisms in biological systems and that forms this interaction happens, but these results suggest: (a) a role for the free radicals in, at least, some of the effects attributed to UHFEMFs and (b) that the organisms in formation phase may be more sensitive to these fields. Finally, we suggested that biological systems may suffer the irradiation action with an amount of energy lesser than the energy believed to promote some effect in the metabolism.

O aumento na prevalência da tuberculose (TB), a emergência de cepas resistentes a múltiplas drogas de Mycobacterium tuberculosis, o agente etiológico da TB, e o efeito devastador da coinfecção pelo HIV têm enfatizado a urgente necessidade no desenvolvimento de novos agentes antimicobacterianos. A análise completa da seqüência genômica do M. tuberculosis H37Rv mostrou a existência de genes envolvidos na via de biossíntese de aminoácidos aromáticos, a via do chiquimato, e evidências experimentais indicam que esta via é essencial para o M. tuberculosis e apresenta-se ausente no homem. Os produtos dos genes que são essenciais para o crescimento dos microrganismos fazem deles alvos atrativos para a ação de drogas, pois a inibição de sua função pode matar o bacilo. Previamente, nosso grupo relatou a clonagem do gene aroE de M. tuberculosis e a expressão do seu produto na forma solúvel, a enzima chiquimato desidrogenase (MtbSD), que catalisa o quarto passo na via do chiquimato. Neste trabalho apresentamos, no primeiro artigo, intitulado “Functional shikimate dehydrogenase from Mycobacterium tuberculosis H37Rv: purification and characterization”, a purificação da MtbSD solúvel e ativa por cromatografia líquida, o seqüenciamento do Nterminal, a espectrometria de massas, a determinação do estado oligomérico por cromatografia em gel filtração, a estabilidade térmica, a determinação de parâmetros cinéticos aparentes em estado estacionário para as reações direta e reversa, a constante de equilíbrio aparente e energia de ativação para a reação química catalisada pela MtbSD. No segundo artigo, intitulado “Shikimate Dehydrogenase from Mycobacterium tuberculosis H37Rv: Kinetic and Chemical Mechanisms”, descrevemos os parâmetros de velocidade inicial na reação direta, os estudos de inibição pelos produtos, os efeitos isotópicos cinéticos primários do deutério, os efeitos isotópicos cinéticos do solvente, os efeitos isotópicos cinéticos múltiplos, proton inventory, o efeito de pH na química ácido/base para a ligação e catálise dos substratos, e a estrutura 3D da MtbSD obtida in silicon pela modelagem por homologia. Esses resultados servem como base para os estudos cinéticos e estruturais que podem auxiliar no desenho racional de inibidores a serem testados como agentes antimicobacterianos. / The increasing prevalence of tuberculosis (TB), the emergence of multidrug-resistant strains of Mycobacterium tuberculosis, the causative agent of TB, and the devastating effect of coinfection with HIV have highlighted the urgent need for the development of new antimycobacterial agents. Analysis of the complete genome sequence of M. tuberculosis H37Rv shows the presence of genes involved in the aromatic amino acid biosynthetic pathway, the shikimate pathway, and experimental evidence showed that this pathway is essential for M. tuberculosis and it is absent in humans. The gene products that are essential for the growth of the microorganisms make them attractive drug targets since inhibiting their function may kill the bacilli. Our group has previously reported the cloning of M. tuberculosis aroE gene and the expression of the product in the soluble form, the shikimate dehydrogenase (MtbSD) enzyme, that catalysis the fourth reaction in the shikimate pathway. Currently, in the first manuscript “Functional shikimate dehydrogenase from Mycobacterium tuberculosis H37Rv: purification and characterization”, we present the purification of soluble and active MtbSD, N-terminal sequencing, mass spectrometry, assessment of the oligomeric state by gel filtration chromatography, thermal stability, determination of apparent steady-state kinetic parameters for both forward and reverse directions, apparent equilibrium constant, and energy of activation for the enzyme-catalyzed chemical reaction. In the second manuscript “Shikimate Dehydrogenase from Mycobacterium tuberculosis H37Rv: Kinetic and Chemical Mechanisms”, we describe the kinetic mechanism, initial velocity patterns in the forward direction, product inhibition studies, primary deuterium kinetic isotope effects, solvent kinetic isotope effects, multiple isotope effects, proton inventory, pH rate profile and the MtbSD 3D structure obtained in silicon by homology modeling. These results should be useful as a solid base for structural and kinetic studies, which can aid in the rational design of inhibitors to be tested as antimycobacterial agents.

A Doença do Xarope do Bordo (DXB) é uma desordem hereditária causada pela deficiência do complexo enzimático desidrogenase dos cetoácidos de cadeia ramificada, e como conseqüência ocorre o acúmulo dos aminoácidos de cadeia ramificada (AACR) leucina (Leu), isoleucina (Ile) e valina (Val), e seus respectivos cetoácidos α- cetoisocapróico (CIC), α-ceto-β-metilvalérico (CMV) e α-cetoisovalérico (CIV), que caracteriza a doença. Os pacientes afetados apresentam sintomas neurológicos graves, tais como convulsões, coma, retardo psicomotor e retardo mental. Entretanto, os mecanismos fisiopatológicos da doença ainda não estão esclarecidos. Em estudos anteriores, realizados em nosso laboratório, observamos que os α-cetoácidos de cadeia ramificada modificaram a fosforilação dos filamentos intermediários em córtex cerebral de ratos wistar em diferentes idades, alteraram a morfologia de células gliais e provocaram estresse oxidativo em células de glioma C6. Neste estudo, nós investigamos o efeito in vitro dos aminoácidos de cadeia ramificada, nas concentrações encontradas nos pacientes afetados por DXB, sobre a fosforilação dos filamentos intermediários de córtex cerebral de ratos durante o desenvolvimento. Fatias de córtex cerebral de ratos wistar de 9, 12,17 e 21 dias foram incubadas com os aminoácidos Leu, Ile e Val na presença de 32P-ortofosfato, a fração citoesquelética foi extraída e a radioatividade incorporada pelas subunidades dos filamentos intermediários foi medida. Os resultados obtidos não demonstraram alterações significativas no parâmetro estudado. Também foram realizados estudos morfológicos em cultura de células C6 através de microscopia de contraste de fase e técnicas de imunocitoquímica. As células foram incubadas por 3, 12 ou 24 horas na presença ou na ausência dos AACR. Os resultados demonstraram que os AACR alteraram a morfologia das células de redondas para fusiformes com a presença de vários processos de um modo dependente do tempo e do tipo de AACR. A imunocitoquímica com anticorpos anti-actina e anti-proteína glial fibrilar ácida (GFAP) demonstrou que estes metabólitos induziram uma reorganização do citoesqueleto. Além disso, observamos morte celular intensa na presença dos AACR. Por outro lado, verificamos que não houve alteração de fosforilação da proteína glial fibrilar ácida (GFAP) nas células C6, mas observamos que houve diminuição da glutationa e aumento da produção de óxido nítrico quando as células C6 foram incubadas por 3h com os AACR. Quando as células C6 foram tratadas com glutationa ou L-NAME e com os AACR estes antioxidantes foram capazes de prevenir as alterações metabólicas causadas por estes metabólitos, sugerindo o envolvimento do estresse oxidativo nas alterações causadas pelos AACR. Considerando que as células astrogliais são de fundamental importância para o desenvolvimento e o funcionamento do cérebro é provável que as alterações provocadas pelos AACR possam ter importantes conseqüências para a neurodegeneração característica dos pacientes portadores de DXB. / Maple syrup urine disease (MSUD) is a inherited disorder caused by a deficiency of the enzyme complex branched-chain α-keto acid dehydrogenase (BCKD), and consequently occurs the accumulation of branched-chain amino acids (BCAAs) leucine (Leu), isoleucina (Ile) and valine (Val), and theirs corresponding branched-chain α-keto acids (BCKAs) α-keto-isocaproic acid (KIC), α-keto-β-methyvaleric acid (CMV) and α- keto-isovaleric (KIV), that characterize the disease. Affected patients present severe neurological symptoms such as coma, psychomotor delay and mental retardation. However, the physiopathologic mechanisms are unknown. In previous studies carried through in our laboratory we observed that the BCKAs had modified the phosphorylation of the intermediate filaments (IF) in cerebral cortex of rats wistar in different ages. We also verified that these metabolites altered the morphology of glial cells and provoked oxidative stress in C6 cells. In this study, we investigate the in vitro effect of BCAAs, in the concentrations found in the patients affected with MSUD, on the phosphorylation of the IF from cerebral cortex of rats during development. Slices from cerebral cortex of wistar rats of 9, 12, 17 and 21 days were incubated with the amino acids Leu, Ile and Val in the presence of 32P-ortophosphate, the cytoskeleton fraction was extracted and the radioactivity incorporated into the subunits of the IF was measured. The results obtained do not demonstrate significant alterations in this studied parameter. We also performed morphologic studies in C6 cells through analyses of imunocitochemistry and phase contrast microscopy. The cells had been incubated for 3, 12 or 24 hours in the presence or the absence of the BCAAs. The results demonstrate that the BCAAs alter the morphology of the cells from rounded to fusiformes with the presence of some processes in a dependent way of the time and the type of BCAAs. The imunocitochemistry with anti-actin and antiglial fibrilary acid protein (GFAP) antibodies demonstrates that these metabolites induce a reorganization of cytoskeleton. Moreover, we observe intense cellular death in the presence of the BCAAs. On the other hand, we verify that it does not involve an alteration of the phosphorylation of GFAP in C6 cells. We also observe a reduction of glutathione and a increase of nitric oxide production when the cells were incubated for 3 hours with the BCAAs. When the C6 cells were treated with glutathione or L-NAME in the presence of the BCAAs these antioxidants were capable to prevent the metabolic alterations caused by these metabolites, suggesting the involvement of oxidative stress in the alterations caused by the BCAAs. Considering that the astroglials cells are have fundamental importance on the development and functioning of the brain it is feasible that the alterations provoked by the BCAAs have important consequences for the neurodegeneration characteristic of MSUD patients.

aumento do número de casos de tuberculose e o surgimento de cepas de Mycobacterium tuberculosis (MTB) resistentes a múltiplas drogas, entre elas a isoniazida (INH) representa um sério problema de saúde pública. A enzima InhA, ou 2-trans-Enoil-ACP (CoA) redutase de MTB, catalisa a redução NADHdependente de ácidos graxos α,β-insaturados, precursores dos ácidos micólicos (importantes componentes do envelope celular do MTB). Mutações no gene estrutural da InhA estão associadas à resistência in vivo à INH devido a uma menor afinidade pela molécula de NADH, sugerindo que o mecanismo de resistência deva estar relacionado com interações específicas entre a enzima e o cofator. Para verificar os eventos moleculares associados à afinidade da enzima pelo ligante e identificar os aspectos moleculares relacionados com a resistência, foram realizados estudos de simulação por dinâmica molecular (DM) dos sistemas InhA-NADH (espécie selvagem wt e mutantes) completamente solvatados.Todos os sistemas enzimáticos apresentaram grande flexibilidade durante as trajetórias por DM. Apesar da flexibilidade, no complexo wt InhA-NADH, a molécula de NADH permanece firmemente ligada ao sítio da enzima numa conformação estendida. Nos complexos mutantes I21V e I16T, onde as mutações ocorrem na alça rica em glicina, as interações entre enzima e cofator são menos efetivas, permitindo que a porção pirofosfato do NADH experimente importantes mudanças conformacionais e se afaste de sua região de ligação, indicando, provavelmente, um estágio inicial da dissociação do ligante. No mutante I47T, a substituição da Ile por Thr causa uma contração no sítio de ligação do NADH, que é refletida no rearranjo conformacional do NADH e na expulsão de moléculas de água importantes para a associação do cofator O mutante S94A apresentacomportamento muito semelhante à enzima selvagem, como esperado a partir dos experimentos cristalográficos. As afinidades das enzimas pelo NADH foram avaliadas por experimentos de docking molecular, onde as estruturas instantâneas geradas durante as trajetórias da DM foram utilizadas como forma de considerar explicitamente a flexibilidade da macromolécula. Os resultados do docking molecular mostraram que todos os mutantes apresentam menor afinidade pelo NADH, exceto o mutante S94A, cuja energia livre de ligação do NADH foi estatisticamente igual à observada para a enzima selvagem. Os resultados apresentados neste trabalho devem contribuir para o entendimento do mecanismo molecular específico de resistência à INH, que é crucial para o desenvolvimento de novos fármacos para o controle da tuberculose. / The increasing prevalence of tuberculosis in many areas of the world, coupled with the rise in drug-resistant Mycobacterium tuberculosis (MTB) strains presents a major threat to global health. InhA, the enoyl-ACP reductase from MTB, catalyzes the NADH-dependent reduction of long chain trans-2-enoyl-ACP fatty acids, an intermediate in mycolic acids biosynthesis. Mutations in the structural gene for InhA are associated with isoniazid resistance in vivo due to a reduced affinity for NADH, suggesting that the mechanism of drug resistance may be related to specific interactions between enzyme and cofactor within the NADH binding site. In order to compare the molecular events underlying this ligand affinity in the wild type and S94A, I21V, I16T and I47T clinical mutant enzymes, and to identify the molecular aspects related to resistance, molecular dynamics (MD) simulations of fully solvated NADH-InhA (wt and mutants) systems were performed.All InhA-NADH systems showed a large flexibility during the MD trajectories. Although very flexible, in the wt InhA-NADH complex, the NADH molecule keeps its extended conformation firmly bounded to the enzyme’s binding site. In the I21V and I16T mutant complexes, where mutated residues were located in the glycine rich loop, interactions between enzyme and cofactor became more labile, and the NADH pyrophosphate moiety undergoes to considerable conformational changes, becoming more hydrated and moving apart from its binding site, probably indicating the initial phase of ligand expulsion. In the I47T mutant, the substitution of an Ile residue for Thr causes a binding site contraction with conformational changes of the NADH molecule and expulsion of water molecules important for cofactor binding to the enzyme. The S94A mutant showed to be very similar to the wt enzyme, in agreement to crystallographic experiments observations. The enzyme-ligand affinities were evaluated by molecular docking experiments which were performed in the trajectory ensembles of MD snapshots asa way to explicit consider the macromolecular flexibility. All mutant enzymes had lower affinities for the NADH molecule, except the S94A mutant, whose free energy of NADH binding was statistically similar to that of the wild type enzyme. This results presented here should contribute to our understanding of specific molecular mechanisms of drug resistance, which is crucial for designing more potent antimycobacterial agents for controlling tuberculosis.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde, Programa de Pós-graduação em Nutrição, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T07:07:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 290261.pdf: 1582656 bytes, checksum: 0e1ddf393fed95a15749cc3aee11f437 (MD5) / A erva-mate (Ilex paraguariensis) espécie vegetal usada no preparo de bebidas como o chimarrão, o tererê e o chá mate tostado, possui propriedades antioxidante, hipocolesterolêmica e vasodilatadora, as quais podem ser benéficas na prevenção das doenças cardiovasculares (DCV). A paroxonase-2 (PON2) é uma enzima antioxidante cuja atividade está inversamente associada ao estresse oxidativo celular e pode ser modulada pela alimentação. Assim, o objetivo do presente estudo foi verificar se a erva-mate - verde ou tostada - possui a propriedade de modular a expressão gênica e a atividade da PON2 in vitro, em cultura de macrófagos, e in vivo, em monócitos e macrófagos obtidos após a ingestão das infusões de erva-mate por mulheres saudáveis. No estudo in vitro, células THP-1 foram incubadas com os extratos de erva-mate verde ou tostada ou com os ácidos clorogênico ou caféico, principal constituinte fenólico da erva-mate e metabólito plasmático. O estudo in vivo foi subdividido em agudo e de curta duração (sete dias). No estudo agudo, 20 voluntárias ingeriram 500 mL de infusão de erva-mate verde, tostada ou de água (controle) e amostras de sangue foram coletadas antes e 2 h após as ingestões. No estudo de curta duração, as mesmas 20 participantes consumiram as infusões de erva-mate ou de água, na dose de 330 mL três vezes ao dia, durante 7 dias, e amostras de sangue foram coletadas antes e no final do período, após jejum de 12-14 h. As diferenças foram avaliadas pelo teste t pareado de Student, teste de Wilcoxon e Mann-Whitney, considerando-se p < 0,05 como significativo. De acordo com os resultados obtidos no estudo in vitro, os extratos de erva-mate verde ou tostada (0,8 e 2,4 µg/mL, ou 1 e 3 ?M equiv. Ácido clorogênico/L) aumentaram a expressão gênica da PON2 nos macrófagos THP-1 (p < 0,05), enquanto concentrações maiores de extrato (3, 5 e 10 ?M) aumentaram a atividade. Resultados semelhantes foram encontrados para o ácido clorogênico (1 e 3 ?M), enquanto o ácido caféico aumentou somente a atividade e não a expressão da PON2. No estudo in vivo, a ingestão aguda das infusões de erva-mate verde ou tostada aumentou a expressão gênica e as atividades arilesterase e lactonase da PON2 nos monócitos do sangue periférico (p < 0,05). O consumo de erva-mate verde ou tostada durante sete dias elevou a expressão gênica da PON2 nos monócitos e nos macrófagos derivados de monócitos (p < 0,05) e aumentou de forma não significativa a atividade da PON2. A ingestão de erva-mate verde e tostada, de forma aguda ou por 7 dias, aumentou a atividade da PON1 no plasma (p < 0,05). Em geral, não houve diferença entre os dois tipos de erva-mate estudados. Com base nos resultados do presente estudo, podemos sugerir que a erva-mate verde ou tostada modulou positivamente a expressão gênica e a atividade da enzima PON2 em monócitos e macrófagos, indicando, assim, possível proteção contra o estresse oxidativo celular.

FREITAS, M. F. M. de. Produção de β-galactosidase por Kluyveromyces lactis NRRL Y1564 em soro de leite e imobilização em quitosana. 2013. 100 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2013-04-29T13:54:25Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_mfmdefreitas.pdf: 789302 bytes, checksum: 2471460e7196f0f3ab7fd34a98ff8396 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2013-04-29T17:50:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_mfmdefreitas.pdf: 789302 bytes, checksum: 2471460e7196f0f3ab7fd34a98ff8396 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-04-29T17:50:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_mfmdefreitas.pdf: 789302 bytes, checksum: 2471460e7196f0f3ab7fd34a98ff8396 (MD5) Previous issue date: 2013-02-28 / In this work, the enzyme β-galactosidase which catalyzes the hydrolysis of lactose to glucose and galactose, was produced by cultivating the micro-organism Kluyveromyces lactis NRRL Y1564 in whey supplemented with yeast extract. The enzyme is an intracellular metabolite, the release enzyme is very important, therefore were studied various chemical and mechanical methods of extraction and stirring with glass beads, sonication, addition of ethanol and toluene, noting also their effects on enzymatic activity. Subsequently, trials were carried out to study the influence of temperature (30, 34, 37 and 40 ° C) in the production of the enzyme from the cheese whey. In the enzyme extraction, using glass beads by a vórtex was more efficient method compared to others evaluated. The enzyme not presented inhibited or denatured when incubated with ethanol, toluene or ethanol-toluene. The optimum temperature for enzyme production by K. lactis NRRL Y1564 was 30 °C with enzymatic activity of 4418.37 U/g of cells at 12 h of fermentation. The enzyme produced was immobilized on chitosan 2.0% w/v. Different activation protocols using glutaraldehyde, epichlorohydrin or glycidol were evaluated. Was also studied, the contact time the enzyme-carrier (3, 5, and 10 hours) to obtain a biocatalyst to produce high yield, recovered activity and half-life in order to hydrolysis of lactose in batch reactor and fixed bed. The influence of temperature and pH on the hydrolysis of lactose was evaluated using as substrate a synthetic solution (lactose 5.0% (w/v) in potassium phosphate buffer 100 mM with 0.1 mM MnCl2) and skimmed milk containing 4.3% w/v lactose. The support shows better results in the parameters of immobilization was chitosan 2% actived with glutaraldehyde and contact time of 5 hours. The biocatalyst produced in this study showed a stability factor of 17.37 and a storage stability of 100% when stored at 4 °C for 90 days. Temperature optimum hydrolysis of lactose was 40 °C and the optimal pH 7.0. The conversion of lactose to 40 °C for this derivative (3.0 U/g) was on average 53% in 10 cycles (consecutive batches). In batch reactor, the conversion to glucose by the hydrolysis of lactose using synthetic solution was approximately 86% for the soluble enzyme (3.8 U/mL) and 83% of the immobilized enzyme (3.8 U/g). The conversion obtained in the hydrolysis of skim milk was 17% for the soluble enzyme and 20% for the immobilized enzyme. / Neste trabalho, a enzima β-galactosidase, que catalisa a hidrólise da lactose em glicose e galactose, foi produzida pelo cultivo do micro-organismo Kluyveromyces lactis NRRL Y1564 em soro de leite suplementado com extrato de levedura. A enzima é um metabólito intracelular, sendo a liberação da enzima para o meio uma condição essencial, por isso estudaram-se diferentes métodos químicos e mecânicos de extração como, agitação com pérolas de vidro, ruptura em ultrassom com pérolas de vidro, adição de etanol e tolueno, observando também, seus efeitos na atividade enzimática. Posteriormente, realizaram-se ensaios para estudar a influência da temperatura (30, 34, 37 e 40 °C) na produção da enzima a partir do soro de queijo. Na extração da enzima, o uso de esferas de vidro em vórtex foi o método mais eficiente quando comparado com os outros avaliados. A enzima, não sofreu inibição ou desnaturação quando incubadas com etanol, tolueno ou etanol-tolueno. A temperatura ótima de produção da enzima por K. lactis NRRL Y1564 foi 30 °C, com atividade enzimática de 4418,37 U/g de células em 12 h de fermentação. A enzima produzida foi imobilizada em quitosana 2,0% m/v. Diferentes protocolos de ativação usando glutaraldeído, epicloridrina ou glicidol foram avaliados. Estudou-se também, o tempo de contato enzima-suporte (3, 5 e 10 horas) a fim de se obter um biocatalisador que apresentasse alto rendimento, atividade recuperada e tempo de meia-vida, visando a hidrólise da lactose em reator batelada e leito fixo. A influência da temperatura e do pH na hidrólise da lactose foi avaliada, usando como substrato uma solução sintética (lactose 5,0% (m/v) e leite desnatado, contendo 4,3% m/v de lactose. O suporte que apresentou melhores resultados nos parâmetros de imobilização foi a quitosana 2% reticulada com glutaraldeído no tempo de imobilização de 5 horas. O biocatalisador produzido nesse estudo apresentou um fator de estabilidade de 17,37 vezes maior que a enzima solúvel, com uma estabilidade de armazenamento de 100% quando armazenada a 4 °C por 90 dias. A temperatura ótima de hidrólise da lactose foi de 40 °C e o pH ótimo foi 7,0 . A conversão da lactose a 40 °C para este derivado (3,0 U/g) foi em média 53% em 10 ciclos (bateladas consecutivas). Em reator batelada, a conversão em glicose a partir da hidrólise da lactose, usando solução sintética, foi aproximadamente 86 % para a enzima solúvel (3,8 U/mL) e 83 % para a enzima imobilizada (3,8 U/g). A conversão obtida na hidrólise do leite desnatado foi de 17 % para a enzima solúvel e 20 % para a enzima imobilizada.

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2005 / Inclui bibliografia / A produção de espécies reativas, particularmente de oxigênio e nitrogênio, durante o desenvolvimento embrionário e fetal tem sido bastante demonstrada nos últimos anos. Dentre essas espécies, destacam-se o ânion radical superóxido, o peróxido de hidrogêni