Orientador: Izolete Aparecida Thomazini Santos / Banca: Newton Key Hokama / Banca: Michele Janegitv Acorsi Valério / Resumo: A Citogenética humana é o estudo dos cromossomos, sua estrutura e sua herança, aplicado à prática da genética médica. Há quase 50 anos as anomalias cromossômicas, alterações microscopicamente visíveis no número e/ou na estrutura dos cromossomos, podem ser responsáveis por uma série de condições clínicas denominadas aberrações cromossômicas, que constituem uma categoria de doenças genéticas constitucionais ou adquiridas. Diversas alterações foram descritas em doenças genéticas e doenças neoplásicas de origem hematológica, auxiliando no diagnóstico, prognostico, classificação e monitoramento da doença. O objetivo do presente estudo foi padronizar a técnica clássica em citogenética através da avaliação do bandeamento G pela digestão enzimática com tripsina e pela desnaturação com tampão citratado em alta temperatura, auxiliando na visualização do cariótipo. Neste estudo utilizamos amostras de sangue periférico de indivíduos normais. A cultura celular foi realizada pelo método de cultura in situ, seguindo a metodologia de Moorhead et al. modificada (1960). Em todos os casos foram obtidas metáfases adequadas para análise e o índice mitótico foi satisfatório. Os resultados obtidos pelo emprego de diferentes técnicas de bandeamento cromossômico revelaram que o bandeamento G pela ação enzimática da tripsina embora considerado padrão-ouro é mais sensível, trabalhoso e ocorre com um número maior de tentativas devido a variabilidade do tempo para que ocorra a degradação das proteínas, sendo necessário o retrabalho tornando-se ineficiente em amostras com baixo índice mitótico e aumentando consequentemente o custo do exame. Enquanto o bandeamento pela técnica utilizando tampão citratado em alta temperatura é simples, produtivo, ágil e de menor custo / Abstract: Human Cytogenetics is the study of chromosomes, their structure and their inheritance, applied to the practice of medical genetics. For nearly fifty years the chromosomal abnormalities, microscopically visible changes in the number and / or structure of chromosomes, may be responsible for a number of clinical conditions known as chromosomal aberrations, which are a category of constitutional or acquired genetic diseases. Several amendments were described in genetic diseases and neoplastic diseases of hematologic origin, aiding in the diagnosis, prognosis, classification and monitoring of the disease. The aim of this study was to standardize the classical technique in cytogenetics by evaluating the banding G by enzymatic digestion with trypsin and by denaturation with citrate buffer at high temperature, assisting in the karyotype view. In this study we used peripheral blood samples of normal individuals. Cell culture was performed by culturing in situ method, following the method of Moorhead et al. modified (1960). In all cases appropriate metaphases were obtained for analysis and the mitotic index was satisfactory. The results obtained by using different chromosome banding techniques revealed that the G banding by the enzymatic action of the trypsin although considered the gold standard it is more sensitive, cumbersome and it occurs with a larger number of retries due to a variability of the time for degradation of the proteins, requiring rework, this way becoming inefficient in samples with low mitotic index and consequently increasing the cost of the exam. While the banding technique using citrate buffer in high temperature is simple, productive, agile and less expensive / Mestre

A Doença de Pompe (DP), também conhecida como Doença de Armazenamento do Gligogênio Tipo II, é uma doença lisossômica de depósito (DLD) causada pela deficiência da enzima α-glicosidase ácida (GAA). A GAA catalisa a clivagem das ligações glicosídicas α-1,4 e α-1,6 da molécula de glicogênio, e sua deficiência gera um acúmulo intralisossomal de glicogênio em vários tecidos. Esse acúmulo é expressivo no tecido muscular, e com isso surge o aparecimento dos sintomas clínicos. Clinicamente, a DP manifesta-se através de um amplo espectro de fenótipos, que apresentam em comum a ocorrência de fraqueza muscular progressiva. O diagnóstico da DP é realizado através da medida da atividade enzimática em células sanguíneas e tecidos ou por análise da mutação gênica. O padrão-ouro para o diagnóstico é a medida da atividade da GAA em amostras de fibroblastos e, embora este tipo de diagnóstico seja definitivo, amostras de sangue também estão sendo utilizadas. A medida da atividade das enzimas lisossomais vem sendo atualmente realizada em amostras de sangue impregnado em papel filtro (SPF) como método de triagem neonatal e de populações de alto risco. Sabendo que a Terapia de Reposição Enzimática para DP já está disponível e melhora a sobrevida dos pacientes, o diagnóstico precoce da DP é essencial, deve ser adequado e de fácil acesso para que o tratamento inicie cedo e seja mais eficaz. Assim, este estudo teve como objetivo avaliar algumas caracteristicas bioquímicas e cinéticas da enzima em amostras de leucócitos totais e SPF de modo a observar as diferenças quanto ao seu comportamento, entre controles e pacientes, estabelecer valores de coeficientes de variação para as técnicas e observar o efeito do uso de diferentes concentrações do inibidor acarbose. A GAA de pacientes com DP mostrou um comportamento diferente do observado em controles saudáveis em termos dos parâmetros analisados (Km, Vmax, estabilidade térmica), em leucócitos totais. Em SPF, GAA mostrou um comportamento diferente do observado nos controles saudáveis em termos de pH ótimo e estabilidade térmica; e valores de Km e Vmax para GAA foram estabelecidos somente em SPF de controles saudáveis. O uso do inibidor acarbose é essencial para a análise enzimática da GAA em amostras de leucócitos totais e SPF por inibir seletivamente a isoenzima MGA e assim, garantir o diagnóstico da DP. Os valores de coeficiente de variação estabelecidos para as técnicas em leucócitos e SPF estão dentro do aceitável e expressam boa precisão e reprodutibilidade das técnicas. A técnica fluorimétrica usando o substrato 4- Metilumbeliferil-α-D-glicopiranosideo em leucócitos é confiável podendo ser utilizada para diagnóstico definitivo e padrão da Doença de Pompe; em SPF, pode contribuir para melhorar a triagem desta doença, diferenciando pacientes com PD de indivíduos normais, tornando o processo de investigação e diagnóstico mais preciso e confiável. / Pompe disease (PD), also known as Glycogen Storage Disease Type II, is a lysosomal storage disorder (LSD) caused by the deficiency of the acid α-glucosidase enzyme (GAA). GAA catalyzes the cleavage of the glycosidic bonds α-1,4 and α-1,6 of the glycogen molecule, and when GAA activity is deficient glycogen accumulates intralysosomally in several tissues. This accumulation is significant in muscle tissue, which leads to the onset of clinical symptoms. Clinically, PD is manifested through a wide escpectro phenotypes, which have in common the occurrence of progressive muscle weakness. PD is diagnosed by measuring GAA activity in blood cells and tissues or by gene mutation analysis. The gold standard for diagnosis is the measurement of GAA activity in fibroblast samples and although this diagnosis is definitive, blood samples are also being used. Lysosomal enzyme activity currently has been measured in dried blood spot (DBS) samples as a method for screening newborns and high-risk populations. Since enzyme replacement therapy is already available for PD and improves patient life expectancy, the early PD diagnosis is crucial and must be appropriate and easily available so that the treatment can be initiated early and be more effective. Thus, this study aimed to evaluate some biochemical and kinetic characteristics of the enzyme in samples of total leukocytes and DBS in order to observe the differences in behavior between controls and patients, establish values of coefficients of variation for the techniques and observe the effect of using different concentrations of inhibitor acarbose. GAA from PD patients showed a different behavior from that observed in healthy controls in terms of the analyzed parameters (Km, Vmax, thermal stability) in total leukocytes. In DBS, GAA showed a different behavior from that observed in healthy controls in terms of optimum pH and thermal stability. Km and Vmax values for GAA were established only in DBS healthy controls. The use of acarbose inhibitor is essential for enzymatic analysis of GAA in total leukocyte and DBS samples for selectively inhibiting MGA isozyme and thereby secures the diagnosis of PD. The coefficients of variation values established for techniques in leukocytes and DBS are acceptable, precise, and can be appropriately reproduced. The fluorimetric technique using 4- methylumbelliferyl-α-D-glucopyranoside substrate in leukocytes is reliable and can be used for definitive diagnosis of Pompe disease; in DBS, can help to improve the screening of this disease, differentiating PD patients from normal individuals, making the research process and more accurate and reliable diagnosis.

Orientador: Paulo Roberto Bueno / Coorientador: Gustavo Troiano Feliciano / Banca: Herida Regina Nunes Salgado / Banca: Ariela Veloso de Paula / Banca: Frank Nelson Crespilho / Banca: Paula Homem de Mello / Resumo: Esta tese de doutoramento apresentou o entendimento de processos redox enzimáticos, detalhando o mecanismo envolvido na troca eletrônica, a qual resulta na formação de um produto, por catálise enzimática. Observou-se a influência de um eletrodo sob a ação de um potencial estacionário aplicado (E) na reação enzima/substrato. Realizou-se eletroanálises, como: Voltametria Cíclica (VC) e Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE), para a penicilinase. Os resultados obtidos dão indícios de que a reação enzimática se beneficia de determinados potenciais, pois o parâmetro utilizado, Rct, resistência à transferência de cargas, sugere que ocorre maior troca eletrônica em alguns potenciais ótimos (faixa de -0,3 a -0,5 V). A Simulação Molecular serviu para estudar o comportamento atomístico por métodos clássicos (Dinâmica Molecular - DM) para as condições impostas experimentalmente, esclarecendo o mecanismo de reação enzimática por métodos quânticos (DFT - Teoria do Funcional de Densidade) e híbridos (QM/MM), cabendo salientar que a penicilinase não pertence à classe das enzimas oxirredutivas. / Abstract: This doctoral thesis presented the understanding of enzymatic redox processes, detailing the mechanism involved in the electronic exchange, which results in the formation of a product by enzymatic catalysis. The influence of an electrode under the action of an applied stationary potential (E) on the enzyme/substrate reaction was observed. Electroanalysis was performed, such as: Cyclic Voltammetry (VC) and Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS), for the penicilinase. The results obtained indicate that the enzymatic reaction benefits from certain potentials, since the parameter used, Rct, resistance to the transfer of charges, suggests that there is greater electronic exchange in some optimal potentials (range the -0.3 to -0.5 V). The Molecular Simulation was used to study the atomistic behavior by classical methods (Molecular Dynamics - DM) for experimentally imposed conditions, clarifying the mechanism of enzymatic reaction by quantum methods (DFT) and hybrids (QM/MM). That penicillinase does not belong to the class of oxidoreductive enzymes. / Doutor

Made available in DSpace on 2015-08-20T17:09:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-25. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-20T17:26:22Z : No. of bitstreams: 1 000839743.pdf: 1325053 bytes, checksum: 7f7ef6fc911604d218b6c604c45c4d61 (MD5) / A Citogenética humana é o estudo dos cromossomos, sua estrutura e sua herança, aplicado à prática da genética médica. Há quase 50 anos as anomalias cromossômicas, alterações microscopicamente visíveis no número e/ou na estrutura dos cromossomos, podem ser responsáveis por uma série de condições clínicas denominadas aberrações cromossômicas, que constituem uma categoria de doenças genéticas constitucionais ou adquiridas. Diversas alterações foram descritas em doenças genéticas e doenças neoplásicas de origem hematológica, auxiliando no diagnóstico, prognostico, classificação e monitoramento da doença. O objetivo do presente estudo foi padronizar a técnica clássica em citogenética através da avaliação do bandeamento G pela digestão enzimática com tripsina e pela desnaturação com tampão citratado em alta temperatura, auxiliando na visualização do cariótipo. Neste estudo utilizamos amostras de sangue periférico de indivíduos normais. A cultura celular foi realizada pelo método de cultura in situ, seguindo a metodologia de Moorhead et al. modificada (1960). Em todos os casos foram obtidas metáfases adequadas para análise e o índice mitótico foi satisfatório. Os resultados obtidos pelo emprego de diferentes técnicas de bandeamento cromossômico revelaram que o bandeamento G pela ação enzimática da tripsina embora considerado padrão-ouro é mais sensível, trabalhoso e ocorre com um número maior de tentativas devido a variabilidade do tempo para que ocorra a degradação das proteínas, sendo necessário o retrabalho tornando-se ineficiente em amostras com baixo índice mitótico e aumentando consequentemente o custo do exame. Enquanto o bandeamento pela técnica utilizando tampão citratado em alta temperatura é simples, produtivo, ágil e de menor custo / Human Cytogenetics is the study of chromosomes, their structure and their inheritance, applied to the practice of medical genetics. For nearly fifty years the chromosomal abnormalities, microscopically visible changes in the number and / or structure of chromosomes, may be responsible for a number of clinical conditions known as chromosomal aberrations, which are a category of constitutional or acquired genetic diseases. Several amendments were described in genetic diseases and neoplastic diseases of hematologic origin, aiding in the diagnosis, prognosis, classification and monitoring of the disease. The aim of this study was to standardize the classical technique in cytogenetics by evaluating the banding G by enzymatic digestion with trypsin and by denaturation with citrate buffer at high temperature, assisting in the karyotype view. In this study we used peripheral blood samples of normal individuals. Cell culture was performed by culturing in situ method, following the method of Moorhead et al. modified (1960). In all cases appropriate metaphases were obtained for analysis and the mitotic index was satisfactory. The results obtained by using different chromosome banding techniques revealed that the G banding by the enzymatic action of the trypsin although considered the gold standard it is more sensitive, cumbersome and it occurs with a larger number of retries due to a variability of the time for degradation of the proteins, requiring rework, this way becoming inefficient in samples with low mitotic index and consequently increasing the cost of the exam. While the banding technique using citrate buffer in high temperature is simple, productive, agile and less expensive

Orientador: Ricardo Andrade Reis / Banca: Izabelle Auxiliadora Molina de Almeida Teixeira / Banca: Simone de Carvalho Peixoto Nogueira / Resumo: O presente trabalho avaliou a produção de enzimas fibroliticas exógenas obtidas a partir da fermentação fúngica e sua aplicação em diferentes doses na ensilagem de milho. Para isso, o projeto foi dividido em dois experimentos, sendo o primeiro caracterizado pela produção de enzimas e sua estabilidade em condições ruminais. Cinco amostras de diferentes locais foram coletadas e 45 fungos foram isolados e avaliados quanto a produção de xilanases e celulases. O micro-organismo selecionado como o melhor produtor foi um Aspergillus niger, capaz de produzir significativas quantidades das enzimas de interesse neste estudo (7,04 e 0,09 U/mL de xilanases e celulases, respectivamente). Após, seguiu-se um ensaio de otimização das condições de cultivo do fungo e avaliação da atividade enzimática buscando a máxima produção das enzimas de interesse. As condições ótimas de pH e temperatura de reação das enzimas em estudo corresponderam a 4,6 e 3,6 para as xilanases e celulases, respectivamente, com temperatura ótima de 60ºC em ambas as enzimas. A maior produção de xilanases ocorreu com 96 e 168 horas na fermentação submersa com ou sem agitação, respectivamente. Na produção de celulases os maiores níveis enzimáticos foram observados com 120 horas de cultivo nas duas condições de crescimento (submersa com ou sem agitação). A concentração ideal de esporos a ser inoculado no meio foi de 1,5x107 e 5x107 esporos/mL nas xilanases e celulases, especificamente. O teste de estabilidade das enzimas no rúmen mostrou maior atividade de xilanases nos animais que receberam o extrato enzimático via cânula até 7 horas após a aplicação. O segundo experimento avaliou a aplicação de diferentes doses enzimáticas sobre o perfil fermentativo, composição química e estabilidade aeróbia de silagem de milho. A planta de milho foi colhida quando apresentou 27% de matéria seca ... / Abstract: The objective of this study was to evaluate the exogenous fibrolytic enzymes production by fungal fermentation and the application in different doses at ensiling of maize. The project was divided into two sub projects, the first was characterized by enzymes production and their stability in rumen conditions. Five samples were collected from different locations and 45 fungi were isolated and evaluated for xylanases and cellulases production. Among the micro-organism selected as the best producer was a Aspergillus niger, capable to produce significant quantities of interest enzymes in this study (7,04U/mL and 0,088U/mL of xylanases and cellulases, respectivamente, respectively). After, followed by a test optimization of cultive conditions the fungus and enzymatic activity seeking maximum production of the interest enzymes. Optimal conditions of pH and temperature to enzymes reaction in this study corresponded to 4.6 and 3.6 for xylanase and cellulase, respectively, with optimum temperature of 60 ° C for both enzymes. The highest xylanases production occurred at 96 and 168 hours by submerged fermentation with or without agitation, respectively. Higher cellulase production was observed in 120 hours of cultive in two growth conditions (submerged with or without agitation). Optimal concentration of spores in the medium to be inoculated was 1.5 x107 and 5x107 spores / ml for xylanases and cellulases, specifically. Stability test of the enzymes in the rumen showed a greater xylanase activity in animals that received the enzyme extract via cannula until 7 hours after application. The second experiment evaluated the application of different levels of enzymes at ensiling of maize on the fermentation characteristics, chemical composition and aerobic stability of corn silage. The plant corn was harvested with 27% of dry matter and divided into four treatments (control - without enzymes, E5 - Silage ... / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-07-30Bitstream added on 2014-06-13T18:31:44Z : No. of bitstreams: 1 000736781.pdf: 1643860 bytes, checksum: 4849c9a2fc53d472b2f83474f9592b7f (MD5) / O presente trabalho avaliou a produção de enzimas fibroliticas exógenas obtidas a partir da fermentação fúngica e sua aplicação em diferentes doses na ensilagem de milho. Para isso, o projeto foi dividido em dois experimentos, sendo o primeiro caracterizado pela produção de enzimas e sua estabilidade em condições ruminais. Cinco amostras de diferentes locais foram coletadas e 45 fungos foram isolados e avaliados quanto a produção de xilanases e celulases. O micro-organismo selecionado como o melhor produtor foi um Aspergillus niger, capaz de produzir significativas quantidades das enzimas de interesse neste estudo (7,04 e 0,09 U/mL de xilanases e celulases, respectivamente). Após, seguiu-se um ensaio de otimização das condições de cultivo do fungo e avaliação da atividade enzimática buscando a máxima produção das enzimas de interesse. As condições ótimas de pH e temperatura de reação das enzimas em estudo corresponderam a 4,6 e 3,6 para as xilanases e celulases, respectivamente, com temperatura ótima de 60ºC em ambas as enzimas. A maior produção de xilanases ocorreu com 96 e 168 horas na fermentação submersa com ou sem agitação, respectivamente. Na produção de celulases os maiores níveis enzimáticos foram observados com 120 horas de cultivo nas duas condições de crescimento (submersa com ou sem agitação). A concentração ideal de esporos a ser inoculado no meio foi de 1,5x107 e 5x107 esporos/mL nas xilanases e celulases, especificamente. O teste de estabilidade das enzimas no rúmen mostrou maior atividade de xilanases nos animais que receberam o extrato enzimático via cânula até 7 horas após a aplicação. O segundo experimento avaliou a aplicação de diferentes doses enzimáticas sobre o perfil fermentativo, composição química e estabilidade aeróbia de silagem de milho. A planta de milho foi colhida quando apresentou 27% de matéria seca... / The objective of this study was to evaluate the exogenous fibrolytic enzymes production by fungal fermentation and the application in different doses at ensiling of maize. The project was divided into two sub projects, the first was characterized by enzymes production and their stability in rumen conditions. Five samples were collected from different locations and 45 fungi were isolated and evaluated for xylanases and cellulases production. Among the micro-organism selected as the best producer was a Aspergillus niger, capable to produce significant quantities of interest enzymes in this study (7,04U/mL and 0,088U/mL of xylanases and cellulases, respectivamente, respectively). After, followed by a test optimization of cultive conditions the fungus and enzymatic activity seeking maximum production of the interest enzymes. Optimal conditions of pH and temperature to enzymes reaction in this study corresponded to 4.6 and 3.6 for xylanase and cellulase, respectively, with optimum temperature of 60 ° C for both enzymes. The highest xylanases production occurred at 96 and 168 hours by submerged fermentation with or without agitation, respectively. Higher cellulase production was observed in 120 hours of cultive in two growth conditions (submerged with or without agitation). Optimal concentration of spores in the medium to be inoculated was 1.5 x107 and 5x107 spores / ml for xylanases and cellulases, specifically. Stability test of the enzymes in the rumen showed a greater xylanase activity in animals that received the enzyme extract via cannula until 7 hours after application. The second experiment evaluated the application of different levels of enzymes at ensiling of maize on the fermentation characteristics, chemical composition and aerobic stability of corn silage. The plant corn was harvested with 27% of dry matter and divided into four treatments (control - without enzymes, E5 - Silage ...

A Doença de Pompe (DP), também conhecida como Doença de Armazenamento do Gligogênio Tipo II, é uma doença lisossômica de depósito (DLD) causada pela deficiência da enzima α-glicosidase ácida (GAA). A GAA catalisa a clivagem das ligações glicosídicas α-1,4 e α-1,6 da molécula de glicogênio, e sua deficiência gera um acúmulo intralisossomal de glicogênio em vários tecidos. Esse acúmulo é expressivo no tecido muscular, e com isso surge o aparecimento dos sintomas clínicos. Clinicamente, a DP manifesta-se através de um amplo espectro de fenótipos, que apresentam em comum a ocorrência de fraqueza muscular progressiva. O diagnóstico da DP é realizado através da medida da atividade enzimática em células sanguíneas e tecidos ou por análise da mutação gênica. O padrão-ouro para o diagnóstico é a medida da atividade da GAA em amostras de fibroblastos e, embora este tipo de diagnóstico seja definitivo, amostras de sangue também estão sendo utilizadas. A medida da atividade das enzimas lisossomais vem sendo atualmente realizada em amostras de sangue impregnado em papel filtro (SPF) como método de triagem neonatal e de populações de alto risco. Sabendo que a Terapia de Reposição Enzimática para DP já está disponível e melhora a sobrevida dos pacientes, o diagnóstico precoce da DP é essencial, deve ser adequado e de fácil acesso para que o tratamento inicie cedo e seja mais eficaz. Assim, este estudo teve como objetivo avaliar algumas caracteristicas bioquímicas e cinéticas da enzima em amostras de leucócitos totais e SPF de modo a observar as diferenças quanto ao seu comportamento, entre controles e pacientes, estabelecer valores de coeficientes de variação para as técnicas e observar o efeito do uso de diferentes concentrações do inibidor acarbose. A GAA de pacientes com DP mostrou um comportamento diferente do observado em controles saudáveis em termos dos parâmetros analisados (Km, Vmax, estabilidade térmica), em leucócitos totais. Em SPF, GAA mostrou um comportamento diferente do observado nos controles saudáveis em termos de pH ótimo e estabilidade térmica; e valores de Km e Vmax para GAA foram estabelecidos somente em SPF de controles saudáveis. O uso do inibidor acarbose é essencial para a análise enzimática da GAA em amostras de leucócitos totais e SPF por inibir seletivamente a isoenzima MGA e assim, garantir o diagnóstico da DP. Os valores de coeficiente de variação estabelecidos para as técnicas em leucócitos e SPF estão dentro do aceitável e expressam boa precisão e reprodutibilidade das técnicas. A técnica fluorimétrica usando o substrato 4- Metilumbeliferil-α-D-glicopiranosideo em leucócitos é confiável podendo ser utilizada para diagnóstico definitivo e padrão da Doença de Pompe; em SPF, pode contribuir para melhorar a triagem desta doença, diferenciando pacientes com PD de indivíduos normais, tornando o processo de investigação e diagnóstico mais preciso e confiável. / Pompe disease (PD), also known as Glycogen Storage Disease Type II, is a lysosomal storage disorder (LSD) caused by the deficiency of the acid α-glucosidase enzyme (GAA). GAA catalyzes the cleavage of the glycosidic bonds α-1,4 and α-1,6 of the glycogen molecule, and when GAA activity is deficient glycogen accumulates intralysosomally in several tissues. This accumulation is significant in muscle tissue, which leads to the onset of clinical symptoms. Clinically, PD is manifested through a wide escpectro phenotypes, which have in common the occurrence of progressive muscle weakness. PD is diagnosed by measuring GAA activity in blood cells and tissues or by gene mutation analysis. The gold standard for diagnosis is the measurement of GAA activity in fibroblast samples and although this diagnosis is definitive, blood samples are also being used. Lysosomal enzyme activity currently has been measured in dried blood spot (DBS) samples as a method for screening newborns and high-risk populations. Since enzyme replacement therapy is already available for PD and improves patient life expectancy, the early PD diagnosis is crucial and must be appropriate and easily available so that the treatment can be initiated early and be more effective. Thus, this study aimed to evaluate some biochemical and kinetic characteristics of the enzyme in samples of total leukocytes and DBS in order to observe the differences in behavior between controls and patients, establish values of coefficients of variation for the techniques and observe the effect of using different concentrations of inhibitor acarbose. GAA from PD patients showed a different behavior from that observed in healthy controls in terms of the analyzed parameters (Km, Vmax, thermal stability) in total leukocytes. In DBS, GAA showed a different behavior from that observed in healthy controls in terms of optimum pH and thermal stability. Km and Vmax values for GAA were established only in DBS healthy controls. The use of acarbose inhibitor is essential for enzymatic analysis of GAA in total leukocyte and DBS samples for selectively inhibiting MGA isozyme and thereby secures the diagnosis of PD. The coefficients of variation values established for techniques in leukocytes and DBS are acceptable, precise, and can be appropriately reproduced. The fluorimetric technique using 4- methylumbelliferyl-α-D-glucopyranoside substrate in leukocytes is reliable and can be used for definitive diagnosis of Pompe disease; in DBS, can help to improve the screening of this disease, differentiating PD patients from normal individuals, making the research process and more accurate and reliable diagnosis.

A Doença de Pompe (DP), também conhecida como Doença de Armazenamento do Gligogênio Tipo II, é uma doença lisossômica de depósito (DLD) causada pela deficiência da enzima α-glicosidase ácida (GAA). A GAA catalisa a clivagem das ligações glicosídicas α-1,4 e α-1,6 da molécula de glicogênio, e sua deficiência gera um acúmulo intralisossomal de glicogênio em vários tecidos. Esse acúmulo é expressivo no tecido muscular, e com isso surge o aparecimento dos sintomas clínicos. Clinicamente, a DP manifesta-se através de um amplo espectro de fenótipos, que apresentam em comum a ocorrência de fraqueza muscular progressiva. O diagnóstico da DP é realizado através da medida da atividade enzimática em células sanguíneas e tecidos ou por análise da mutação gênica. O padrão-ouro para o diagnóstico é a medida da atividade da GAA em amostras de fibroblastos e, embora este tipo de diagnóstico seja definitivo, amostras de sangue também estão sendo utilizadas. A medida da atividade das enzimas lisossomais vem sendo atualmente realizada em amostras de sangue impregnado em papel filtro (SPF) como método de triagem neonatal e de populações de alto risco. Sabendo que a Terapia de Reposição Enzimática para DP já está disponível e melhora a sobrevida dos pacientes, o diagnóstico precoce da DP é essencial, deve ser adequado e de fácil acesso para que o tratamento inicie cedo e seja mais eficaz. Assim, este estudo teve como objetivo avaliar algumas caracteristicas bioquímicas e cinéticas da enzima em amostras de leucócitos totais e SPF de modo a observar as diferenças quanto ao seu comportamento, entre controles e pacientes, estabelecer valores de coeficientes de variação para as técnicas e observar o efeito do uso de diferentes concentrações do inibidor acarbose. A GAA de pacientes com DP mostrou um comportamento diferente do observado em controles saudáveis em termos dos parâmetros analisados (Km, Vmax, estabilidade térmica), em leucócitos totais. Em SPF, GAA mostrou um comportamento diferente do observado nos controles saudáveis em termos de pH ótimo e estabilidade térmica; e valores de Km e Vmax para GAA foram estabelecidos somente em SPF de controles saudáveis. O uso do inibidor acarbose é essencial para a análise enzimática da GAA em amostras de leucócitos totais e SPF por inibir seletivamente a isoenzima MGA e assim, garantir o diagnóstico da DP. Os valores de coeficiente de variação estabelecidos para as técnicas em leucócitos e SPF estão dentro do aceitável e expressam boa precisão e reprodutibilidade das técnicas. A técnica fluorimétrica usando o substrato 4- Metilumbeliferil-α-D-glicopiranosideo em leucócitos é confiável podendo ser utilizada para diagnóstico definitivo e padrão da Doença de Pompe; em SPF, pode contribuir para melhorar a triagem desta doença, diferenciando pacientes com PD de indivíduos normais, tornando o processo de investigação e diagnóstico mais preciso e confiável. / Pompe disease (PD), also known as Glycogen Storage Disease Type II, is a lysosomal storage disorder (LSD) caused by the deficiency of the acid α-glucosidase enzyme (GAA). GAA catalyzes the cleavage of the glycosidic bonds α-1,4 and α-1,6 of the glycogen molecule, and when GAA activity is deficient glycogen accumulates intralysosomally in several tissues. This accumulation is significant in muscle tissue, which leads to the onset of clinical symptoms. Clinically, PD is manifested through a wide escpectro phenotypes, which have in common the occurrence of progressive muscle weakness. PD is diagnosed by measuring GAA activity in blood cells and tissues or by gene mutation analysis. The gold standard for diagnosis is the measurement of GAA activity in fibroblast samples and although this diagnosis is definitive, blood samples are also being used. Lysosomal enzyme activity currently has been measured in dried blood spot (DBS) samples as a method for screening newborns and high-risk populations. Since enzyme replacement therapy is already available for PD and improves patient life expectancy, the early PD diagnosis is crucial and must be appropriate and easily available so that the treatment can be initiated early and be more effective. Thus, this study aimed to evaluate some biochemical and kinetic characteristics of the enzyme in samples of total leukocytes and DBS in order to observe the differences in behavior between controls and patients, establish values of coefficients of variation for the techniques and observe the effect of using different concentrations of inhibitor acarbose. GAA from PD patients showed a different behavior from that observed in healthy controls in terms of the analyzed parameters (Km, Vmax, thermal stability) in total leukocytes. In DBS, GAA showed a different behavior from that observed in healthy controls in terms of optimum pH and thermal stability. Km and Vmax values for GAA were established only in DBS healthy controls. The use of acarbose inhibitor is essential for enzymatic analysis of GAA in total leukocyte and DBS samples for selectively inhibiting MGA isozyme and thereby secures the diagnosis of PD. The coefficients of variation values established for techniques in leukocytes and DBS are acceptable, precise, and can be appropriately reproduced. The fluorimetric technique using 4- methylumbelliferyl-α-D-glucopyranoside substrate in leukocytes is reliable and can be used for definitive diagnosis of Pompe disease; in DBS, can help to improve the screening of this disease, differentiating PD patients from normal individuals, making the research process and more accurate and reliable diagnosis.

Orientador: Fabio Tebaldi Silveira Nogueira / Banca:?? / Resumo: A metilação do DNA está relacionada à regulação gênica, memória celular, silenciamento de elementos transponíveis, imprinting genômico e repressão de pseudoelementos provenientes de sequências duplicadas. Os padrões de metilação são estabelecidos, mantidos e traduzidos em estados funcionais apropriados da maquinaria de metilação do DNA, a qual inclui uma família classificada em três grupos de enzimas do tipo metiltransferases: DNMT1, DNMT3 e DNMT2. A DNA metiltransferase 2 (DNMT2) foi identificada na busca de novos candidatos à uma segunda DNA metiltransferase. Esta enzima não possui função biológica definida, porém, é capaz de metilar tanto DNA quanto RNA, em especial RNA transportadores (tRNAs). A DNMT2 está localizada tanto no núcleo quanto no citoplasma em células humanas, sendo capaz de migrar do núcleo para o citoplasma em resposta a estresses celulares. É provável que a enzima metile o tRNA no citoplasma, possivelmente para protegê-lo contra clivagens em situações de estresse. Quando estas clivagens ocorrem de forma específica, pequenos fragmentos de RNA são gerados (denominados tRFs), fato observado em diversas espécies, incluindo Arabidopsis thaliana. Aparentemente, estes fragmentos de RNA fazem parte de uma nova via de interferência por RNA (RNAi). Contudo, seu papel biológico ainda não foi definido. O objetivo deste trabalho foi determinar a função da enzima DNMT2 de plantas durante o desenvolvimento e em resposta a estresses, além de estabelecer seu possível papel na proteção de tRNAs. Até o momento, foi demonstrado que a enzima AtDNMT2 possuí localização, tanto nuclear quanto citoplasmática e também pode ser visualizada em estruturas que aparentam ser citoesqueletos. Foi possível determinar que AtDNMT2 não atua na proteção do tRNA AspGTC durante estresse oxidativo, porém é positivamente regulada durante diferentes tipos de estresse. A planta mutante dnmt2 não possui... / Abstract: DNA methylation is associated with genetic regulation, cell memory, silencing of transposable elements, genomic imprinting and repression of pseudo-elements coming from duplicate sequences. Methylation patterns are established, kept and translated via an appropriate functional DNA methylation machinery, which includes a family of proteins classified into three methyltransferase enzyme groups: DNMT1, DNMT3 e DNMT2. DNA methyltransferase 2 (DNMT2) was first identified by searching for novel DNA methyltransferase candidates. DNMT2 is highly conserved in different kingdoms and does not have a biological function well defined so far; however, it has been shown that DNMT2 can methylate both DNA and RNA in animal cells, most specifically transfer RNA (tRNA). In human cells, DNMT2 is localized both in the nucleus and in the cytoplasm, being capable to migrate from nucleus to cytoplasm under stress conditions. In the cytoplasm, DNMT2 methylates tRNAs, possibly to protect against cleavage events that occur under stress conditions. When these cleavages occur in a specific pattern, small RNA fragment emerges (tRFs). tRFs are found in several species, including Arabidopsis thaliana. It seems that these tRNA fragments are part of a new RNAi pathway. However, its biological role has not been reveal yet. The aim of this work is to evaluate the possible role(s) of DNMT2 in plant development and stress response and also establish its possible role in tRNA protection. So far we demonstrated that AtDNMT2 has both nuclear and cytoplasmic cellular localization and can also be visualized in what seen to be the cytoskeleton. We determined that AtDNMT2 does not play role in tRNA AspGTC protection under oxidative stress, though AtDNMT2 is up regulated in different stresses. The mutant plant Atdnmt2 does not have obvious phenotype, what makes harder to understand its biological role, leading us to deeper molecular studies. In this context, the present work reveals... / Doutor

Orientador: Marcelo de Almeida Silva / Banca: Fernando Broetto / Banca: Adalton Mazetti Fernandes / Banca: Carlos Feltran / Banca: José Rodrigues Magalhães Filho / Resumo: Essa pesquisa teve como objetivo avaliar as características fisiológicas, bioquímicas e os componentes da produção da mandioca de mesa IAC 576-70 sob deficiência hídrica em diferentes fases fenológicas da cultura. O experimento foi conduzido em cultivo protegido, em delineamento inteiramente casualizado e esquema fatorial 3x3, constituído por três fases fenológicas (de 90 a 180; de 180 a 270 e de 270 a 360 dias após o plantio, DAP) e três tensões de água no solo (-10, -40 e -70 kPa), com cinco repetições. As manivas-sementes foram plantadas em caixas com 0,30 m3 de solo e a umidade do solo foi monitorada por tensiômetros, mantendo-se o solo na capacidade de campo até o início dos tratamentos. As características fisiológicas e bioquímicas foram descritas apenas na fase de 90 a 180 DAP, pois a perda natural de folhas no período do inverno na região comprometeu as avaliações nas demais fases. Aos 135 DAP a deficiência hídrica aumentou 42,9% o teor de clorofila total nas plantas sob tensão de -70 kPa. O potencial da água, o teor relativo de água e o extravasamento de eletrólitos nas folhas não foram alterados pelas tensões de água no solo. Houve acréscimo de 16,0% na densidade estomática foliar nas tensões de -40 e -70 kPa, enquanto que a eficiência quântica efetiva do fotossintema II e a taxa de transporte de elétrons foram reduzidas. As plantas sob as menores tensões de água no solo aumentaram 15,4% os teores de açúcares solúveis nas folhas. As atividades das enzimas antioxidan... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This research aimed to evaluate the physiological and biochemical characteristics and yield components of sweet cassava plants IAC 576-70 under water deficit in different phenological phases of the crop. The experiment was carried out in a completely randomized design and factorial scheme 3 x 3, consisting of three phenological stages (90 to 180, 180 to 270 and 270 to 360 days after planting DAP), and three soil water tension (-10, -40 and -70 kPa), with five replicates. The stem cuttings were planted in boxes with 0.30 m3 of soil and the soil moisture was monitored by tensiometers, keeping the soil in the field capacity until the beginning of the treatments. The physiological and biochemical characteristics were described only in the phenological phase 90 to 180 DAP, because the natural loss of leaves in the winter period in the region compromised the evaluations in the other phases. At 135 DAP the water deficit increased by 42.9% the total chlorophyll content in plants under tension of -70 kPa. The water potential, relative water content and electrolyte leakage in the leaf were not altered by soil water tension. There was an increase of 16.0% in leaf stomatal density under tensions of -40 and -70 kPa, while the effective quantum efficiency of photosystem II and the rate of electron transport were reduced. The plants under the tensions of -40 and -70 kPa increased the soluble sugar content of the leaves by 15.4%. The activities of antioxidant enzymes were more accentuated at... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor