Este projeto teve como objetivo principal realizar um estudo proteômico diferencial aplicado às amostras de casca do caule de plantas cítricas sadias e infectadas pela morte súbita dos citros. Subsequentemente, a identificação de proteínas diferentemente expressas será de grande importância, uma vez que estas poderão servir não somente como candidatos a biomarcadores para a doenças, mas também auxiliarão no melhor compreensão da doença. À partir dos géis bidimensionais obtidos para amostras de porta-enxerto (limão cravo e limão volkameriano) e copa (laranja valência) foi possível verificar que existem dois conjuntos de proteínas sensivelmente sub-expressas em plantas doentes. Um desses conjuntos, constituído por 13 spots, apresenta valores de pI entre 4,5 e 5,2 e MM aproximadamente igual a 30 kDa. No outro conjunto, esse composto por 9 spots, valores de pI variando entre 6,1 e 9,6 e MM em torno de 20 kDa são observados. Por meio das técnicas de MALDI-TOF-TOF e LC-ESI-MS/MS, inúmeros spots foram inequivocamente identificados, incluindo os spots correspondentes às regiões diferentemente expressas. Os 13 spots correspondentes a região com valores de pI entre 4,5 e 5,2 e MM ~ 30 kDa foram todos identificados como sendo constituídos por três isoformas de quitinases. Por outro lado, os spots referentes a região com pI entre 6,1 e 9,6 e MM ~ 20 kDa foram identificados como proteína putativa similar a miraculina 2. A justificativa para o fato de diversos spots terem recebido a mesma identificação é atribuída às inúmeras e diferentes modificações pós-traducionais, comumente verificadas em plantas. Entretando, o aspecto mais relevante relacionado a essas identificações é o fato de que ambas as proteínas são conhecidas marcadoras de resistência de defesa em plantas e assim sendo, a priori, espera-se-ia que estivessem sendo super expressas em plantas doentes. Porém, um comportamento inverso foi verificado, o que reforça as evidências de que as quitinases não agem apenas como marcadores de defesa em plantas, possuindo assim outras funções. Além disso, no total, outras 19 proteínas puderam ser identificadas. / The main goal of this project was to perform a differential proteomic analysis of bark tissues of healthy and CSD (citrus sudden death)- affected citrus plants. Subsequently, the identification of differently expressed proteins will be of great importance since they can be used not only as biomarkers for CSD but also as basic information for improving the knowledge about the disease. According to the 2D gels, obtained for bark tissues of both rootstock (rangpur lime and volkamerian lemon) and scion samples, there are two sets of proteins remarkably under expressed in CSD-affected samples. One of these sets is composed by 13 proteins, which presents MW around 30 kDa and pI ranging from 4.5 to 5.2. The other set includes 9 proteins with pI ranging from 6.1 to 9.6 and MW around 20 kDa. By using two mass spectrometry approaches (MALDI-TOF-TOF and LC-ESI-MS/MS), several proteins have been unequivocally identified, including the differentially expressed ones. Thirteen spots have been identified as a mixture of three chitinase isoforms. These spots are relative to the region with pI ranging from 4.5 to 5.2 and MW ~ 30 kDa. On the other hand, the 9 spots referent to the region with MW ~ 20 kDa and pI between 6.1 and 9.6 were identified as putative miraculin-like 2 protein. Several spots have been identified as the same protein most probably due to the occurrence of different post-translational modifications. The most valuable point regarding the identity of these proteins is the fact that they are well-known plant pathogen-related proteins and then they should be over expressed in affected plants. However, the opposite behavior was verified, which may indicate that chitinases and putative miraculin-like 2 protein perform unknown functions, besides the established ones. In addition, other 19 constitutive proteins have been identified.

Existe uma complexa cascata envolvendo proteínas durante o desenvolvimento embrionário inicial e reconhecimento materno, o que é muito importante para a manutenção do concepto. O objetivo deste estudo foi comparar o perfil proteômico do líquido uterino após ovulação em éguas prenhes e cíclicas. No primeiro ciclo, amostras de líquido uterino de 30 éguas cíclicas foram coletadas nos dias 7 (n=10), 10 (n=10) e 13 (n=10), constituíram o grupo Cíclica. No segundo ciclo as mesmas éguas foram cobertas por um garanhão fértil. Nos dias 7, 10 e 13 foram coletadas amostras do líquido intrauterino. Imediatamente após a coleta das amostras, o útero das éguas foi lavado, e aquelas que tiveram o embrião recuperado constituíram o grupo Prenhe. Dos 30 lavados uterinos realizados foram recuperados 6 embriões no dia 7, 6 embriões no dia 10 e 6 embriões no dia 13. Amostras das éguas que não tiveram recuperação embrionária foram descartadas de ambos os grupos. As amostras de líquido uterino foram processadas por eletroforese bidimensional seguida de matrix assisted laser desorption/ionization time-of-flight/time-of-flight (MALDI-TOF/TOF) espectrometria de massa para a identificação de relevantes spots proteicos. De um total de 677 spots detectados, 19 foram identificados, sendo 13 mais abundantes no grupo Prenhe e 6 no grupo Cíclica. Em conclusão éguas prenhes e cíclicas demonstraram diferenças na abundancia de proteínas. Foram identificadas proteínas relacionadas com os eventos essenciais para manutenção embrionária como: transporte de lipídios através da cápsula embrionária, mobilidade uterina, formação de ATP, angiogênese, tolerância imunológica materna, proliferação celular, processos celulares e metabolismo. As mudanças no perfil de proteínas do fluido uterino durante o desenvolvimento inicial em éguas foram relacionadas com a presença embrionária, sugerindo que estas alterações podem ser importantes para o desenvolvimento embrionário e reconhecimento materno da prenhez. / There is a complex cascade involving proteins during early embryo development and maternal recognition, which is very important for maintenance of a concept. The aim of this study was to compare proteomic profile of uterine fluid after ovulation in pregnant and cyclic mares. In the first cycle, samples of uterine fluid of 30 cyclic mares were collected on days 7 (n = 10), 10 (n = 10) and 13 (n = 10) and constituted the Cyclic group. In the second cycle, the same mares were bred to a fertile stallion. At days 7, 10 and 13 intrauterine samples were collected. Immediately after sample collection, the mares uterus were flushed, and those with embryo recovery were assigned to the Pregnant group. Of the 30 mares flushed, embryos were recovered in 6 mares from the 7th day, 6 from the 10th day and 6 from the 13th day. Samples from the mares without embryo recovery were excluded from both groups. The uterine fluid samples were processed by two-dimensional electrophoresis technique followed by matrix assisted laser desorption/ionization time-of-flight/time-of-flight (MALDI-TOF/TOF) mass spectrometry for the identification of relevant protein spots. From a total of 677 detected spots 19 were identified, 13 more abundant in Pregnant group and 6 in Cyclic group. In summary, pregnant and cyclic mares showed proteins with different abundance. Identified proteins were related to the transport of lipids through the embryo capsule, uterine motility, ATP generation, maternal immunological tolerance, cell proliferation, differentiation, metabolism and angiogenesis. Changes in the proteomic profile of uterine fluid during early embryo development in mares were related with the embryonic presence, suggesting that these alterations may be important for embryonic development and maternal recognition of pregnancy.

A modulação da resposta inflamatória uterina equina recebe atenção, devido a um distúrbio imunológico, que parece ocorrer em uma população de éguas, classificadas como suscetíveis à endometrite. O objetivo deste estudo foi verificar o efeito da corticoterapia aplicada na presença e na ausência de inflamação uterina sobre a proteômica e a concentração de óxido nítrico no líquido endometrial de éguas suscetíveis à endometrite. Éguas foram sincronizadas com 5 mg de prostaglandina F2α e após a verificação dos sinais de estro foram submetidas a quatro tratamentos. O primeiro foi o Controle, que não recebeu nenhum tipo de tratamento. O segundo foi o GC, onde as éguas receberam aplicação de um glicocorticóide, a cada 12 horas, por três dias consecutivos. O terceiro foi o Infectado, onde as éguas receberam uma infusão intrauterina de Streptococcus zoopepidemicus (1x109/mL) e o quarto foi o GC + Infectado, onde as éguas receberam a aplicação do glicocorticóide e a infusão intrauterina descrita acima. Doze horas após o final de cada tratamento, amostras de líquido endometrial puro e de lavados uterinos foram coletadas para análise proteômica e determinação de óxido nítrico, respectivamente. O primeiro artigo relata os dados preliminares da análise proteômica, com a contagem das bandas protéicas e a observação de 33 bandas protéicas no Controle, 54 no GC, 51 no Infectado e 72 no GC + Infectado. A corticoterapia pode induzir o aparecimento de um número maior de bandas protéicas, pois os géis com as maiores contagens foram nos tratamentos onde ela foi aplicada. No segundo artigo, foi realizada a identificação das bandas protéicas significativas, em relação à densidade óptica relativa e à frequência. A corticoterapia provocou uma alteração na proteômica do líquido endometrial, caracterizada pelo aumento e diminuição na densidade óptica relativa e na frequência de proteínas da fase aguda da inflamação, com as maiores alterações observadas quando a corticoterapia foi aplicada na presença do processo infeccioso. A infusão de Streptococcus zooepidemicus provocou alterações na proteômica do líquido endometrial, caracterizadas pelo aumento e diminuição na densidade óptica relativa e na frequência de proteínas da fase aguda da inflamação. Os resultados do estudo indicam que a corticoterapia provoca alterações imunológicas no endométrio equino, não apenas como depressiva, mas estimuladora da defesa local, através de uma ação imunomoduladora. No terceiro artigo, foi realizada a determinação da concentração de óxido nítrico, não sendo observada diferença significativa nos quatro tratamentos. Portanto, a corticoterapia provoca alterações proteômicas no líquido endometrial de éguas suscetíveis em estro, onde a presença de um estímulo inflamatório causado pela infusão intrauterina bacteriana induz a uma maior alteração, do que a ausência. A infecção do lúmen uterino provoca alterações proteômicas no líquido endometrial e a corticoterapia não influencia a concentração de óxido nítrico de éguas em estro. / The modulation of the equine uterine inflammatory response recieves much attention, due to an immunological disorder, which appears to happen in a population of mares, classified as suscetipble to endometritis. The aim of this study was to verify the effect of corticotherapy applied in the presence and in the absence of uterine inflammation on the proteomics and nitric oxide concentration of the endometrial fluid of mares susceptible to endometritis. Mares were synchronized with 5 mg prostaglandin F2α and after the observation of the signs of estrus were submitted to four treatments. The first was the Control, which did not recieve any kind of treatment. The second was the GC, where mares recieved the administration of a glucocorticoid, each 12 hours, for three consecutive days. The third was the Infected, where mares received an intrauterine infusion of Streptococcus zoopepidemicus (1x109/mL) and the fourth was the GC + Infected, where mares received the administration of glucocorticoid and intrauterine infusion as described above. Twelve hours after the end of each treatment, pure endometrial fluid and uterine flushings were collected for proteomic analysis and nitric oxide determination, respectively. The first article reports the preliminary data of the proteomic analysis, where protein band counts were done, being observed 33 protein bands in Control, 54 in GC, 51 in Infected and 72 in GC + Infected. Corticotherapy can induce the appearance of a higher number of protein bands, because the gels with the highest counts were in the treatments where it was applied. In the second article, the identification of the significative protein bands was done, regarding the relative optic density and frequency. Corticotherapy provoked an alteration in the endometrial proteomics, characterized by an increase and a decrease on the relative optic density and frequency of inflammatory acute phase proteins, with the major alterations observed when corticotherapy was applied in the presence of an infectious process. Streptococcus zooepidemicus infusion provoked alterations in the endometrial fluid proteomics, characterized by an increase and a decrease on the relative optic density and frequency of inflammatory acute phase proteins. Results from this study indicate that corticotherapy provokes immunological alterations in the equine endometrium, not only as depressor, but enhancer of local defense, through an immunomodulatory action. In the third article, the nitric oxide concentration was determined, with no significative diference observed in the four treatments. So, corticotherapy provokes alterations in the proteomics of the endometrial fluid of susceptible mares in estrus, where the presence of an inflammatory stimulus caused by intrauterine bacterial infusion induces a major alteration, than the absence. Uterine lumen infection provokes alterations in the proteomics of the endometrial fluid and corticotherapy does not influence nitric oxide concentration in mares in estrus.

Visceral leishmaniasis or kala-azar is a zoonotic disease of domestic and wild canids, caused by the protozoan Leishmania chagasi and transmitted between dogs and man by the vector Lutzomyia longipalpis. The purpose of this research was to analize the spatial distribution of human and canine cases of visceral leishmaniasis in Aracaju, Sergipe from 2005 to 2012; characterize a nitric oxide resistant and susceptible isolates of L. chagasi from dogs in Aracaju, performing proteomic analysis of it by bidimensional electrophoresis and checking their interaction between dog and fox macrophages. In the analysis of the spatial distribution of the disease during the study period, there were 2060 canine and 110 human cases. It was found that the neighborhoods, Zona de Expansão and Mosqueiro, peripheral areas with lower population densities, recent occupation, poor urban infrastructure, had a number of significant human and canine cases. In Dezoito do Forte, Santos Dumont and America neighborhoods, were isolated nitric oxide resistant Leishmania in dogs and in humans, which could confirm the dog as a source of infection for humans and maybe could confirmation that disease in dogs precedes the occurrence of the disease in humans. Infection of fox macrophages by strains of L. chagasi, revealed that the macrophages control the infection rapidly regardless of whether the strain is resistant or not to nitric oxide. This result corroborates the fact that wild canids such as foxes, have an important role in the sylvatic cycle of visceral leishmaniasis, serving as a reservoir for the disease and rarely displaying clinical forms of the disease, unlike the domestic dog. Proteomic analysis was performed in promastigotes in logarithmic and stationary phase showing a difference in the expression of many proteins in both the promastigote growth phases. As an interesting fact we observed an over-expression of a cytosolic malate dehydrogenase and that it may probably be related to an intrinsic resistance of this isolate to nitric oxide. Related to resistance to nitric oxide, overexpression of trypanothione peroxidase was constant at all stages of the growth curve. Also observed was the overexpression of a calpain that may be responsible for inducing greater susceptibility to antimonials and lower susceptibility to miltefosine. / A leishmaniose visceral (LV) ou calazar é uma zoonose de canídeos silvestres e domésticos, causada pelo protozoário Leishmania chagasi e transmitida entre os canídeos e destes ao homem pelo vetor Lutzomyia longipalpis. Os objetivos deste estudo são analisar a distribuição temporo-espacial de casos de leishmaniose visceral canina e humana em Aracaju, Sergipe de 2005 a 2012; avaliar e comparar a regulação de macrófagos de cão e de raposas na infecção por isolados de L. chagasi através do índice de infecção de macrófagos, e realizar análise proteômica das fases de crescimento logarítmica e estacionária de promastigotas de isolados de L. chagasi resistentes e susceptíveis ao óxido nítrico, através da técnica de eletroforese bidimensional. Na análise da distribuição espacial da doença aconteceram 2060 casos caninos e 110 casos humanos. Foi verificado que os bairros da Zona de Expansão e Mosqueiro, áreas periféricas, com mais baixas densidades populacionais, ocupação recente, baixa renda e infraestrutura urbana pouco presente, tiveram um número de casos caninos e humanos expressivos. Nos bairros Dezoito do Forte, Santos Dumont e América, foram isoladas Leishmania resistentes ao óxido nítrico de cães e humanos, o que poderia confirmar o cão como fonte de infecção para o homem e, talvez, uma confirmação que a doença em cães pode preceder a ocorrência da doença em humanos. A infecção de macrófagos de raposa por cepas de L. chagasi resistentes e susceptíveis ao óxido nítrico, revelou que esses controlam rapidamente a infecção independentemente se a cepa é resistente ou não ao óxido nítrico. Este resultado corrobora o fato de que os canídeos silvestres, como as raposas, têm um papel importante no ciclo silvestre da leishmaniose visceral, servindo de reservatório para a doença e raramente apresentando a forma clínica da doença, diferente do cão doméstico. Foi realizada a análise proteômica de promastigotas em fase logarítmica e em fase estacionária revelando uma diferença na expressão de várias proteínas em ambas as fases de crescimento do promastigota. Como fato mais interessante observou-se um aumento acentuado na expressão de uma malato desidrogenase citosólica e que provavelmente apresenta relação com a resistência intrínseca deste isolado ao óxido nítrico. Relacionada com a resistência ao óxido nítrico, um aumento na expressão da tripanotiona peroxidase foi constante em todas as fases de curva de crescimento. Também foi observado um aumenta na expressão de uma calpaína que poderia ser responsável por induzir susceptibilidade maior aos antimoniais e menor susceptibilidade à miltefosina.

Orientadores: José Camilo Novello, Ione Salgado / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-17T05:39:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fontanesi_KarinaKleinfelder_M.pdf: 2853236 bytes, checksum: 30ce9c486d1739927e3bd38f96e22015 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O sistema citrícola no Brasil representa um setor de grande importância econômica. O Estado de São Paulo é o principal produtor de citros, fazendo do país o maior exportador de suco de laranja concentrado congelado. Apesar do Brasil ocupar uma posição de destaque no cenário mundial de citricultura, o país não consegue aumentar a sua produtividade devido à ocorrência simultânea de pragas e doenças, sendo que a clorose variegada dos citros (CVC) se mostra como uma das mais limitantes sobre esta produção. Ela é causada pela bactéria Xylella fastidiosa, que é capaz de infectar todas as variedades de laranja doce (Citrus sinensis L. Osbeck), embora a tangerina Poncan (Citrus reticulata Blanco) seja considerada tolerante à sua infecção. Apesar de muitos estudos já tenham sidos realizados a fim de se compreender melhor os mecanismos da sua patogenicidade, questões ainda permanecem em aberto acerca dos mecanismos que controlam o seu processo de infecção e o desenvolvimento da doença. Desse modo, foi realizado um estudo comparativo do proteoma das folhas de laranja Pêra e de tangerina Poncan após 30 dias da inoculação com a X. fastidiosa e o dos obtidos de folhas não infectadas, empregando a técnica de eletroforese bidimensional (2DE) e espectrometria de massas (MS). Foram confeccionados mapas 2DE com o intuito de se verificar proteínas diferencialmente expressas que por ventura poderiam estar relacionadas aos mecanismos de defesa e resistência da planta. Entre as proteínas (spots) de laranja Pêra, separadas por eletroforese bidimensional, 60 spots foram considerados como estatisticamente relevantes, apresentando alteração de intensidade. Entre as proteínas de tangerina Poncan analisadas na mesma condição, 38 foram consideradas como estatisticamente relevantes. Confeccionou-se para a planta tangerina Poncan géis de poliacrilamida utilizando IPG com gradiente de pH linear de 4-7, visto que houve um grande número de proteína diferencialmente expressas nesta faixa. Como resultado, foram obtidos 45 spots com diferença de expressão. A identificação dessas proteínas foi feita por meio do seqüenciamento por espectrometria de massas através do sistema LC ESI-MS/MS ou MALDI-Q-TOF. O seqüenciamento por MS possibilitou a aquisição da seqüência de aminoácidos de 49,7% dos spots. Dentre eles, 76% dos spots foram identificados, enquanto que 24% não apresentaram homologia com nenhuma base de dados. Entre as proteínas identificadas quatro foram representadas por mais de um spot, podendo indicar a ocorrência de eventos provenientes do splicing alternativo, modificações pós-traducionais, variações alélicas de uma mesma proteína ou degradação da amostra. As proteínas identificadas foram relacionadas com a produção de energia, com o metabolismo primário, com mecanismo de defesa, proteínas de microrganismos e proteínas desconhecidas. Laranja Pêra apresentou uma diminuição da expressão de proteínas relacionadas à fotossíntese, o que coincide com os primeiros efeitos sentidos pelas plantas colonizadas pela bactéria. Em contrapartida, tangerina Poncan apresentou um aumento de expressão de proteínas relacionadas à resposta de defesa contra esse patógeno. / Abstract: The citrus system in Brazil represents one of the most important economic sectors. The State of São Paulo is the main producer of citrus, settling the country as the biggest exporter of concentrated freezing orange juice. Besides holding the outstanding position in the worldwide citrus culture scene, the country cannot raise its productivity due to simultaneous occurrence of plagues and diseases, being the citrus variegated chlorosis (CVC) one of the most limiting diseases affecting the citrus production. This disease is caused by bacterium Xylella fastidiosa, that which is able to infect all sweet orange (Citrus sinensis L. Osbeck) varieties, however ponkan (Citrus reticulate Blanco) was considered resistant to it. Although, many studies have already been done in order to understand, in a better way, the mechanism of its pathogenicity, there are still queries about the mechanisms which control the process of its infection and the development of the disease. In this manner, we did a comparative proteomics study of leaves from sweet orange and ponkan after 30 days of the inoculation with X. fastidiosa versus leaves not infected with this bacterium (healthy plants), using two-dimensional gel electrophoresis (2DE) and mass spectrometry techniques. Comparative 2DE maps were done with the aim to verify differentially expressed proteins related with defense mechanism and the plant resistance. Among the proteins (spots) extracted from sweet orange, separated by two-dimensional gel electrophoresis, 60 spots were considered with statistical significance, showing intensity alteration. On the other hand, among the proteins (spots) extracted from ponkan and analyzed in the same condition, 38 spots were considered with statistical significance. Gels using linear pH gradient ranging from 4 to 7 were prepared for ponkan gels using, because there were a larger number of differentially expressed proteins in this area. As a result, we obtained 45 spots with difference in its expression. The identification of these proteins was done by sequencing using mass spectrometry like LC ESI-MS/MS or MALDI-Q-TOF. 143 spots were analyzed by mass spectrometry and were obtained amino acid sequence from 71 (49,7%) of the spots. Between them, 54 (76%) were identified, while 17 (24%) presented no homology in the database used. Overall, 4 proteins appeared as multiple spots and accounted for most of the protein found in the group. This observation may reflect post-translation modification, alternative splicing events, isozyme variation, allelic variation of the same protein, but also protein degradation. The identified proteins play a role in energy, primary metabolism, defense mechanism, unknown proteins and microorganism proteins. The sweet orange presented a decrease in expression of photosynthesis related protein, indicating a possible lower photosynthetic activity resulting from early effects of the bacterial colonization in affected plants. On the other hand, ponkan showed an increase in defense-related proteins response against this pathogen. / Mestrado / Bioquimica / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Denise Vaz de Macedo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-14T06:07:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lazarim_FernandaLorenzi_D.pdf: 1781611 bytes, checksum: 278e3fd2103780698a1b6dc5452c8b5d (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A resposta adaptativa decorrente de um programa de treinamento está relacionada a um intenso processo de síntese protéica, cujo efeito cumulativo de várias sessões de exercício leva a alterações fenotípicas do músculo e aumento de rendimento em capacidades biomotoras diversas. Para isso é necessário um tempo adequado de recuperação entre os estímulos. Um processo contínuo de treinamento intensificado sem o tempo de recuperação adequado é denominado overtraining. Este pode culminar em basicamente dois estados diferenciados em relação ao desempenho: overreaching funcional (FOR), com manutenção ou mesmo melhora de desempenho após o descanso, e overreaching não funcional (NFOR), caracterizado pela queda no desempenho por tempo prolongado. A visualização das alterações agudas e crônicas do perfil protéico tanto de células como de fluidos pode auxiliar na compreensão dos mecanismos envolvidos nos estados FOR e NFOR, e possibilitar a identificação de marcadores que auxiliem na detecção desses estados. Nesse contexto a análise proteômica pode ser uma ferramenta bastante útil, pois permite separar, quantificar e identificar o perfil protéico de tecidos e fluidos biológicos. A presente tese está dividida em duas partes: pesquisa (Parte I) e ensino (Parte II), que refletem as experiências vividas desde a iniciação científica, sendo igualmente relevantes para minha formação acadêmica. A Parte I é constituída por três capítulos cujo objetivo principal foi investigar as alterações agudas e crônicas decorrentes do exercício físico no perfil protéico do soro de ratos através da análise proteômica. O capítulo 1 apresenta uma revisão sobre os mecanismos moleculares envolvidos na resposta adaptativa ao treinamento, as proteínas do soro, as técnicas utilizadas na análise proteômica e sua aplicabilidade nas pesquisas com exercício. O capitulo 2 apresenta as alterações agudas no perfil proteico do soro de ratos submetidos a um exercício exaustivo de média duração em esteira, 3 e 24 horas após o estímulo. As proteínas diferencialmente expressas 24 horas após o exercício corresponderam a proteínas de fase aguda sintetizadas em resposta à instalação de um processo inflamatório, indicando que a geração de microtraumas e a inflamação são partes integrantes da resposta aguda ao exercício. O capítulo 3 apresenta as alterações no perfil proteico do soro de ratos submetidos a um protocolo de indução ao continuum treinamento-overtraining, desenvolvido recentemente no nosso laboratório, e que produz animais nos estados FOR e NFOR. As proteínas diferencialmente expressas indicam um quadro antiinflamatório nos animais do grupo FOR e alterações protéicas que favoreceram os processos adaptativos envolvidos na biogênese mitocondrial e regeneração do tecido danificado. Também apresentaram melhora no perfil lipídico. O grupo NFOR apresentou alterações de proteínas de fase aguda indicando um processo inflamatório instalado e alterações de algumas proteínas que podem ter prejudicado o desencadeamento da resposta adaptativa, resultando na queda da performance. A Parte II da tese apresenta uma proposta de atividade prática, aplicada num curso de especialização com enfoque em bioquímica para alunos de Educação Física e Nutrição. Essa atividade consiste na discussão dos conceitos de Índice Glicêmico e Carga Glicêmica a partir de dados obtidos pelos próprios alunos. Utilizamos essa aula para a introdução ao estudo das vias de síntese e integração metabólica no estado alimentado / Abstract: The adaptive response to a training program is related to an intensive process of protein synthesis, which cumulative effect of multiple sessions of exercise leads to muscle phenotypic alterations and increases different physical capacities. For such adaptation an appropriate time for recovery between stimuli is required. A continuous process of intensified training without adequate recovery time is called overtraining. It can result in basically two different states concerning performance: functional overreaching (FOR), with maintenance or even improvement of performance after the recovery period, and non-functional overreaching (NFOR), characterized by performance decrement for a prolonged period. The visualization of acute and chronic changes on the protein profile of both cells and fluids may help one to understand the mechanisms involved on FOR and NFOR states, and it can enable the identification of biomarkers helping to detect these states. Within this context the proteomic analysis can be an interesting tool as it enables to separate, identify and quantify the protein profile of tissues and biological fluids. This work is divided in two parts: research (Part I), and education (Part II), which represent the experiences that I have been living since my scientific initiation and therefore, both are relevant for my education. Part I consists of three chapters in which the main goal is to investigate the acute and chronic changes in response to exercise in serum proteins profile of rats by proteomic analysis. Chapter 1 presents a review of the molecular mechanisms involved in the adaptive response to training, serum proteins, the techniques used in proteomics analysis and its applicability on exercise research. Chapter 2 presents the acute changes in serum protein profile of rats submitted to an exhaustive exercise of average duration on a treadmill, 3 and 24 hours after the stimulus. The proteins differently expressed 24 hours after the exercise were the acute-phase protein synthesized in response to installation of the inflammatory process, indicating that the generation of micro trauma and inflammation are parts of the acute response to the exercise. Chapter 3 reveals the changes in the serum protein profile of rats, submitted to an exercise protocol developed recently in our laboratory, to induce the animals through the continuum training-overtraining, leading the animals to the FOR and NFOR states. The differently expressed proteins indicate an anti-inflammatory process in the animals that were in the FOR group and protein changes which favored the adaptive processes involved in mitochondrial biogenesis and the complete recovery of tissue damage, as well as the improvement on the lipid profile. The NFOR group presented changes of acute phase proteins indicating the instalation of an inflamatory process and alterations in some proteins that may have impaired the development of the adaptive response, which results in performance decrement. Part II of this work shows a proposal for a practical activity implemented in a specialization course with focus on Biochemistry for Physical Education and Nutrition students. This activity consists in the discussion of the Glycemic Index and Glycemic Load concepts through data obtained by the students. This class is used to introduce the study of synthesis pathways and metabolic integration in the fed state / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Atualmente a contaminação ambiental é um problema mundial. A contaminação do solo por metais pesados tem aumentado nos últimos anos, estando associada à demandas de tecnologias que exigem esses elementos contaminantes. O cádmio (Cd) é um elemento normalmente encontrado em baixas concentrações na natureza, sendo altamente tóxico para microrganismos, plantas e animais. Diante disso, o presente trabalho teve como objetivo analisar as modificações no perfil protéico de duas cultivares de tomateiro, cv. Calabash Rouge (CR) e cv. Pusa Ruby (PR), submetidas a 50 ?M de CdCl2, em sistema de hidroponia. Diferentes métodos de extração de proteínas para as análises de eletroforese bidimensional (2- DE) foram conduzidas (Fenol; TCA/Acetona; Tris-base; Tris/TCA). O método TCA/Acetona foi o mais eficiente, apresentando maior rendimento total protéico (mg gMF-1), padronização e abundância de proteínas, e alta resolução no perfil protéico. Após a exposição das plantas ao Cd, foram realizadas análises de taxa de crescimento, índice de tolerância, quantificação do conteúdo de Cd, malondialdeído (MDA) e H2O2 nos tecidos vegetais. Os resultados indicaram que plantas submetidas a 50 ?M CdCl2 acumularam Cd em seus tecidos, e mostraram-se mais estressadas comparadas as plantas controle, evidenciado por alterações em aspectos morfológicos principalmente na cultivar CR. Na presença de Cd o conteúdo de MDA exibido no tecido foliar da cv. PR foi menor comparado a cultivar CR, o que pode indicar, de forma indireta, maior eficiência do sistema antioxidante da cv. PR. O conteúdo de H2O2 apresentou aumento em ambos tecidos e cultivares na presença de Cd. O índice de tolerância confirmou que a cv. PR é mais tolerante ao Cd em comparação a cv. CR. Análises de eletroforese bidimensional (2-DE) indicaram alterações no perfil protéico das duas cultivares avaliadas quando expostas ao Cd. Assim, a identificação de spots diferencialmente expressos pode revelar novas proteínas relacionadas à tolerância e sensibilidade ao Cd e outros metais pesados em plantas cultivadas. / Environmental contamination is currently a global problem. Soil contamination by heavy metals has increased in more recent years, associated to demands of technologies that require these contaminant elements. Cadmium (Cd) is an element usually found in low concentrations in nature, being very toxic for microorganisms, plants and animals. Thereby, this study aimed to identify changes in protein profile of two cultivars of tomato, cv Calabash Rouge (CR) e cv Pusa Ruby (PR), under 0 and 50 mM of CdCl2 in hydroponics system. Different protein extraction methods for two-dimensional electrophoresis (2-DE) were performed (Phenol, TCA /Acetone; Tris base, Tris /TCA). The TCA /Acetone method was the most effective for root and leaf tissues, obtaining the highest protein yield (mg GMF-1), standardization, abundance and high-resolution of protein profile. After plant exposition to Cd, we performed analysis of growth rate, tolerance index, measurement of Cd content, measurements of malondialdehyde (MDA) and H2O2 content in plant tissues. The results showed that the plants submitted to 50 mM of CdCl2 accumulated Cd in their tissues, presenting more stress than the control plants, which was reflected in morphological symptoms, especially in cv CR. In the presence of Cd the MDA content displayed in cv. PR leaf tissue was lower than cv CR, which may indicate, indirectly, an antioxidant system more efficient in cv PR. The H2O2 content showed an increase in both tissues and cultivars under Cd presence. The tolerance index confirmed that the cv. PR is more tolerant to Cd, compared to cv. CR. Two dimensional electrophoresis (2-DE) analyses were performed and demonstrated alterations in protein profile of the two cultivars when exposed to Cd. Thus, the identification of differentially expressed spots may show new proteins related to tolerance and sensitivity to Cd and other heavy metals in plants.

Controlar a proliferação celular de tumores é um objetivo que vem sendo perseguido há décadas, com moderado sucesso na maioria dos casos. Dentre os diversos tipos de tumores que atingem a humanidade, alguns gliomas são considerados os mais fatais, por haver pouca ou nenhuma alternativa de tratamento efetivo. Agentes que apresentam propriedades anti-tumorais, como glicocorticóides (GC) e a forma all-trans do ácido retinóico (ATRA) são utilizados como adjuvantes no tratamento de alguns tipos de glioma. Entretanto, apesar de serem moléculas bastante conhecidas, pouco se sabe sobre seu mecanismo de ação como anti-tumoral. Para endereçar este problema, nosso laboratório se propôs a isolar e caracterizar genes regulados por estes agentes, utilizando modelos celulares, como as linhagens C6 e ST1 de glioma de rato, e as linhagens T98G e A172 de glioma humano. A linhagem C6 apresenta características de células transformadas e tumorais em cultura, e responde a GC, ou ATRA, com inibição de crescimento e achatamento celular. A linhagem ST1, variante derivado da C6, é hiper-responsiva ao tratamento com GC e, aparentemente, mais responsiva ao tratamento com ATRA, passando por um processo de completa reversão fenotípica tumoral-normal, devido ao expressivo aumento do tempo de dobramento, diminuição da densidade de saturação, recuperação da dependência de fatores de crescimento presentes no soro fetal bovino e da dependência de ancoragem para proliferação e perda do potencial tumorigênico, além de sofrer alterações morfológicas, como um maior achatamento celular e reorganização em feixes paralelos, que a aproximam do fenótipo normal. No presente trabalho buscou-se alterações moleculares induzidas por ATRA em células ST1, para melhor compreender a cascata de eventos desencadeada por ação deste fármaco. Em paralelo foram realizados estudos da ação de ATRA sobre as células T98G, buscando-se correlacionar os dados obtidos em modelo celular murino com modelos humanos. Para tanto, duas metodologias de estudo foram aplicadas: a) análise proteômica através de eletroforese bidimensional de proteínas (2D-PAGE), acoplada à espectrometria de massa (MALDI-TOF), para gerar perfis de expressão protéica na ausência e na presença de ATRA, permitindo comparação e identificação de proteínas moduladas no processo; b) construção de vetores plasmideais e retrovirais para super-expressar ou bloquear a expressão de um inibidor de serina protease de rato (serpinb6), descrito previamente no laboratório como estando potencialmente envolvido no processo de reversão fenotípica de ST1 induzido por ATRA. A abordagem proteômica permitiu a identificação de sete proteínas potencialmente reguladas por ATRA no modelo celular ST1, como as proteínas envolvidas em proliferação celular (c-Fos e SCGF), as proteínas de citoesqueleto (actina e tubulina), as proteínas envolvidas em estresse celular (GRP78 e Hsc70) e a proteína TCTP, classicamente reprimida em processos de reversão do fenótipo tumoral. O uso de construções plasmideais e retrovirais permitiu a obtenção de populações celulares que super-expressam serpinb6 e a análise de fenótipo destas células indicou que serpinb6 também pode ter função citoprotetora em células ST1, o que a coloca junto com as proteínas GRP78 e Hsc70 identificadas, evidenciando a importância desta classe de proteínas no processo estudado. / Control of tumor cell proliferation is an objective that has been pursued for decades, with modest or no success in the majority of the cases. Among the several kinds of tumors that develop in humans, some gliomas are considered the most fatal, due to the lack of alternatives for effective treatment. Anti-tumor agents, such as glucocorticoids (GC) or all-trans retinoic acid (ATRA) are used in combination with other drugs in some glioma cases. However, besides being very known molecules, their anti-tumor mechanism is not completely understood. In order to address this problem, our laboratory decided to isolate and characterize genes regulated by these agents, using cellular models, such as the C6 and ST1 rat glioma cell lines and the T98G and A172 human glioma models. The C6 cell line is fully transformed and tumoral in culture and responds to GC or ATRA treatment, showing growth inhibition and cell flattening. The ST1 variant is hyper-responsive to the treatment with GC and, apparently, more responsive to the treatment with ATRA, when compared to C6. Upon treatment with these agents, it undergoes a complete tumoral to normal phenotypic reversion, characterized by an increase in doubling time, decrease of saturation density in culture, recovery of dependence of serum factors for proliferation and anchorage for colony formation, besides inhability to form tumors in nude mice and morphological changes. Here we present the efforts undertaken towards better understanding of the molecular changes induced by ATRA in ST1 cells. Aiming at the correlation of the data obtained from a rat model with human models, all the studies were performed in parallel with the T98G human glioma cell model. To this end, two study methodologies were applied: a) proteomic analysis through bidimensional electrophoresis coupled to MALDI-TOF identification, to generate protein expression profiles in the presence and absence of ATRA, allowing comparison and identification of proteins modulated in the process; b) construction of plasmid and retroviral vectors to overexpress or block the expression of a serine protease inhibitor (serpinb6), previously described in the laboratory as being potentially involved in the process of tumoral to normal phenotypic reversion promoted by ATRA in ST1. The proteomics approach allowed the identification of seven proteins potentially regulated by ATRA in ST1, such as the proteins involved in cell proliferation (c-Fos and SCGF), cytoskeleton organization (actin and tubulin), cellular stress (GRP78 and Hsc70) and the tumor related protein TCTP, classically repressed in tumoral to normal reversions, and related to the three groups of proteins mentioned above. By using plasmid and retroviral vectors it was possible to obtain recombinant cell populations over-expressing serpinb6. The phenotype analysis of these populations indicated that serpinb6 can also have cell protection effects in ST1, which would classify it together with GRP78 and Hsc70 as an anti-stress protein highlighting the importance of this protein class in the process studied.

O complexo salivar da sanguessuga H. depressa é composto pelas glândulas salivares e probóscide. Análises bidimensionais (2D) mostraram que a maioria das proteínas apresentam pI entre 3.5 à 9.5 e MM entre 10 à 105 kDa. O mapa 2D do complexo salivar apresentou 352 spots totais, sendo 249 exclusivos da saliva (corado por nitrato de prata) e 219 spots totais (corado por Coomassie Blue). As proteínas foram identificadas após sequenciamento tandem MS (proteoma) pela complementariedade às sequências traduzidas do cDNA (transcriptoma). As proteínas mais abundantes foram: antiagregante plaquetário; miohemeritrina e anidrase carbônica. Estas proteínas devem exercer um papel na digestão ou anticoagulação do sangue durante a alimentação. A zimografia também identificou uma protease gelatinolítica (45 kDa). Porém, lefaxin (inibidor de FXa) e hementerina (fibrinogenolítico e inibidor de agregação plaquetária) não foram identificados por estas técnicas biotecnológicas, o que mostra a necessidade de técnicas adicionais para a completa elucidação da constituição desta amostra. / The salivary complex from H. depressa leech is composed of salivary gland and proboscis. Two-dimensional (2D) analysis showed that majority of proteins have pI from 3.5 to 9.5 and MW from 10 to 105 kDa. The 2D gel of salivary complex showed 352 total spots, 249 of them were from saliva (silver stained) and 219 total spots (Coomassie Blue stained). Proteins were identified after tandem MS sequencing (proteome) and complementar analysis of translated sequences from cDNA (transcriptome). The most abundant proteins were: antiplatelet protein; myohemerytrin; carbonic anhydrase. These proteins may have a role in digestion or antihemostatic system during blood feeding. The zymographic assay identified a gelatinolytic protein (45 kDa). But, lefaxin (inhibitor of Fxa) and hementerin (fibrinogenolytic and antiplatelet function) were not identified by these biotechonolgical techniques, showing that additional techniques are necessary for complete knowledge about the composition of this sample.

A soja geneticamente modificada tolerante ao herbicida glifosato tem sido a cultura derivada da engenharia genética mais cultivada atualmente no mundo. Como todo alimento GM a soja tem sido alvo de investigação em relação a sua Biossegurança. Novas estratégias têm sido desenvolvidas e aplicadas neste campo de pesquisa, sendo que métodos rápidos e eficientes de análise proteômica têm sido utilizados para avaliação e monitoramento da segurança e inocuidade alimentar, indicando mudanças no perfil protéico entre variedades convencionais e GM. O objetivo do presente trabalho foi avaliar os mapas protéicos de amostras de soja convencionais e suas derivadas geneticamente modificadas tolerantes ao herbicida glifosato, utilizando técnicas de análise proteômica com ênfase para inocuidade alimentar. Foram utilizadas seis amostras de soja, sendo três convencionais parentais e três derivadas GM, cultivadas entre 2004-2005, em Goiás. O extrato bruto protéico foi submetido à análise por eletroforese unidimensional e bidimensional. A eletroforese 2D, foi realizada utilizando tiras com gradiente de pH de 3-10 e 4-7. As imagens dos mapas protéicos das seis variedades, produzidas em replicatas, foram analisadas pelo software ImageMaster 2D Platinum. O potencial alergênico do extrato protéico bruto foi avaliado para todas as variedades utilizando soro de pacientes alérgicos à soja através de immunoblotting. Nos resultados obtidos observou-se a presença das principais frações protéicas da soja pela eletroforese unidimensional sem alteração significativa entre as amostras parentais e GM, exceto para uma banda de 115 kDa presente nas amostras parentais, mas ausente nas amostras GM. A partir da análise por eletroforese 2D foram identificadas as formas peptídicas correspondentes às frações de β-conglicinina e glicinina bem como diversas outras proteínas encontradas na soja como o inibidor de tripsina e a lipoxigenase. Através do software foi possível observar que um spot apresentou diferença estatística entre as amostras analisadas, expresso em maior concentração nas amostras GM do que nas parentais. Nos testes de alergenicidade, os extratos protéicos das variedades GM demonstraram reatividade similar em relação as suas respectivas variedades parentais. A proteína de 115 kDa foi sequenciada e identificada como a proteína precursora da cadeia α da β-conglicinina e o spot das amostras GM que apresentou diferença estatística significativa foi identificado como a proteína precursora de G4 glicinina. A diferença observada entre as variedades parentais e GM para as subunidades α de β-conglicinina e G4 glicinina pode ter ocorrido devido a variações normais observadas entre diferentes variedades de soja. Os resultados demonstram a viabilidade de aplicação das ferramentas proteômicas na identificação de alterações de perfis protéicos de amostras de soja parentais e GM. Pelos dados obtidos podemos concluir que as diferenças apresentadas não comprometem a inocuidade alimentar das amostras de soja GM em relação a suas respectivas variedades parentais. / Genetically modified soya-tolerant to the herbicide glyphosate culture has been derived from the more cultivated genetic engineering in the world today. As GM soya beans whole food has been investigated in relation to your biosafety. New strategies have been developed and applied research in this field, and fast and efficient methods of analysis proteomics have been used for assessment and monitoring of food security and safety, indicating changes in own protein profile between conventional and GM varieties. The aim of this work was to assess the maps soy protein samples of conventional and genetically modified their derived to the herbicide glyphosate-tolerant, using Proteomics analysis techniques with emphasis on food safety. Six samples were used for conventional soya, three and three derived from GM parental, grown between 2004-2005. The crude protein extract own was subjected to analysis by electrophoresis one-dimensional and two-dimensional. 2D electrophoresis using Strip was held with pH gradient of 3-10 and 4-7. Protein maps images of six varieties produced in replicates have been analysed by the 2D Platinum software ImageMaster. The potential allergenic in crude protein extracts was evaluated for all varieties using allergic patient serum soya by immunoblotting. In the results obtained noted the presence of the main protein fractions of soya by one-dimensional electrophoresis without significant change between parental and GM samples, except for a band of 115 parental kDa present in the sample, but absent in GM samples. From the analysis by 2D electrophoresis peptides forms were identified corresponding to fractions of β-conglicinina and glicinina as well as several other proteins found in soy as trypsin inhibitor and lipoxygenase. Through the software has been possible to observe that a spot presented statistical difference between the samples tested, expressed in greater concentration in the samples GM in parenting. In tests of allergenicity, GM varieties protein extracts showed similar reactivity in respect of their parental varieties. 115 KDa protein was sequenced and identified as the protein precursor of α subunit of β-conglicinina and the spot that GM samples presented significant statistical difference was identified as the G4 glicinina protein precursor. The difference between parental and GM varieties for subunits α of β-conglicinina and G4 glicinina may have occurred due to normal variation between different varieties of soy. The results demonstrate the viability of applying the tools Proteomics in identification of protein profiles changes of soya samples parental and GM. By data obtained can be concluded that the differences do not compromise the safety of food GM soybean samples with regard to their parental varieties.