CAVALCANTI, Bruno Coêlho. Avaliação in vitro do potencial citotóxico de derivados arilaminados nor-ß-lapachônicos : estudos de mecanismo de ação. 2010. 171 f. Tese (Doutorado em Farmacologia) - Universidade Federal do Ceará. Faculdade de Medicina, Fortaleza, 2010. / Submitted by denise santos (denise.santos@ufc.br) on 2012-05-24T15:59:29Z No. of bitstreams: 1 2010_tese_bccavalcanti.pdf: 2020949 bytes, checksum: c9344957598760434a28f59fbd863a7a (MD5) / Approved for entry into archive by Eliene Nascimento(elienegvn@hotmail.com) on 2012-05-30T14:17:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_tese_bccavalcanti.pdf: 2020949 bytes, checksum: c9344957598760434a28f59fbd863a7a (MD5) / Made available in DSpace on 2012-05-30T14:17:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_tese_bccavalcanti.pdf: 2020949 bytes, checksum: c9344957598760434a28f59fbd863a7a (MD5) Previous issue date: 2010 / The search for new cytotoxic derivatives of nor-β-lapachone is part of a growing and continuous search for new active compounds. The present study aimed to evaluate the cytotoxic potential of four arylamino-nor-β-lapachone derivatives (1-4) and the probable mechanism involved in the cytotoxicity of these compounds. Among the tested derivatives, only three of them (1, 3 and 4) and the precursor molecule elicited a significant antiproliferative effects in all human tumor cell lines used in the study. In experiments with peripheral blood mononuclear cells (PBMC), nor-β-lapachone did not induce cytotoxicity, however its derivatives showed antiproliferative effects whose intensity ranged from moderate to weak, with IC50 values equal to 5.02 µM (1), 12.02 µM (3) and 10.65 µM (4). Moreover, all the compounds showed no hemolytic effects (EC50> 219.29 µM). Nor-β-lapachone and its derivatives (1, 3 and 4) induced apoptosis (mitochondrial pathway) in HL-60 cells, based upon morphological and flow cytometric analysis, and interference on HL-60 cell cycle progression, only at the highest concentration (4 µM). Compounds exposure induced intracellular ROS generation, as well as DNA strand breaks in HL-60 (NQO1−) and DU-145 (NQO1+) cell lines. The co-administration of GSH reduced the cellular sensibility to the toxic effects of the studied compounds. Unlike cells pre-treated with BH (glutathione depletor agent), cells pre-exposed to antioxidants agents (NAC or KI) showed low production of free radicals. On the other hand, dicoumarol (NQO1 inhibitor) prevented the ROS formation and DNA strand breaks only in DU-145 cells, indicating that these compounds can be metabolized by other reductases than NQO1. The DNA damage induced by nor-β-lapachone and its derivatives (1, 3 and 4) in DU-145 cells were partially repaired after 24 h, which agrees with the data of unscheduled DNA synthesis. In addition, all active compounds interfere with DNA repair processes of DNA damage induced by MMS, indicating that this action contributes to compounds cytotoxic effects. All active compounds inhibited the proliferation rate of S. cerevisiae strains defective in the expression of DNA topoisomerases (Top1Δ, Top3Δ and Top1ΔTop3Δ) more pronounced than that observed in wild type strain (BY4741), suggesting that the interference on topoisomerases activities may contributes to the cytotoxicity of active compounds. Genotoxicity and mutagenicity studies with Chinese hamster lung fibroblast cell line (V79), showed that all cytotoxic compounds promoted DNA strand breaks, DNA bases oxidation and micronucleus formation in a concentration (10 µM) far higher than needed to induce the same events in tumor cells. Strengthening the ROS contribution on the mutagenic events, the pre-treatment with NAC prevented the formation of micronucleated cells and reduced the V79 cell sensibility to the cytotoxic effects of the studied compounds. These findings underscore the antitumor properties of nor-β-lapachone and its arylamino derivatives and they can be considered as prototypes for the development of new anticancer agents. / A busca por novos derivados citotóxicos da nor-β-lapachona é parte de uma crescente e contínua busca por novos compostos ativos. O presente estudo teve como objetivo avaliar o potencial citotóxico de quatro derivados arilaminos (1-4) da nor-β-lapachona e os prováveis mecanismos envolvidos na citotoxicidade da nor-β-lapachona e de seus derivados. Três derivados (1, 3 e 4) e seu precursor apresentaram elevado potencial citotóxico sobre todas as linhagens celulares tumorais humanas utilizadas. Em estudos com células não tumorais (CMSP), a nor-β-lapachona não induziu citotoxicidade, porém seus derivados apresentaram efeitos antiproliferativos, cuja intensidade variou de moderado a fraco com valores de CI50 iguais a 5,02 µM (1), 12,02 µM (3) e 10,65 µM (4). Além disso, os compostos não apresentaram efeitos hemolíticos (EC50 > 219,29 µM). Tanto a nor-β-lapachona quanto seus derivados (1, 3 e 4) induziram apoptose (via mitocondrial) em células HL-60, como observado através dos ensaios de análises morfológicas e de citometria de fluxo, e distúrbios sobre a progressão do ciclo celular de células HL-60, apenas na maior concentração (4 µM). O tratamento com os compostos induziu a formação de EROS, assim como quebras das fitas da molécula de DNA em células HL-60 (NQO1−) e DU-145 (NQO1+). A co-administração de GSH reduziu a sensibilidade celular aos efeitos tóxicos dos compostos estudados, e o pré-tratamento com agentes antioxidantes (NAC e IK) reduziu drasticamente a produção de radicais livres, o mesmo não ocorrendo com culturas pré-tratadas com BH (agente depletor de GSH). Porém, o dicumarol (inibidor de NQO1) preveniu a formação de EROS e os efeitos genotóxicos apenas na linhagem DU-145, indicando que esses compostos possam ser metabolizados por outras redutases que não a NQO1. As lesões ao DNA de células DU-145 promovidas pela nor-β-lapachona e seus derivados (1, 3 e 4) foram, parcialmente, reparadas após um período de tempo de 24 horas, o que corrobora com a síntese não programada de DNA detectada após a exposição a esses compostos. Além disso, todos os compostos ativos interferiram sobre os processos de reparo dos danos ao DNA induzidos pelo MMS, o que indica que a interferência sobre esses processos contribui para seus efeitos citotóxicos. A nor-β-lapachona e seus derivados arilaminos (1, 3 e 4) inibiram a taxa de proliferação de cepas de S. cerevisiae defectivas na expressão de topoisomerases (Top1Δ, Top3Δ e Top1ΔTop3Δ) de maneira mais pronunciada do que observado na cepa selvagem (BY4741), indicando que a interferência sobre a atividade das topoisomerases influencia, de algum modo, a citotoxicidade desses compostos. Nos estudos de genotoxicidade e mutagenicidade com fibroblastos de pulmão de hamster chinês (linhagem V79), todos os compostos citotóxicos promoveram quebras nas fitas de DNA, oxidação de bases nitrogenadas e indução de micronúcleos, em concentração (10 µM) muito superior do que as necessárias para induzir os mesmos eventos em células tumorais. Reforçando a participação de EROS sobre os eventos mutagênicos, o pré-tratamento com NAC preveniu a formação de células micronucleadas e reduziu a sensibilidade celular aos efeitos tóxicos dos compostos estudados. Esses resultados ressaltam as propriedades antitumorais da nor-β-lapachona e seus derivados arilaminos e que eles podem ser considerados como protótipos para o desenvolvimento de novos agentes anticâncer.

Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas. Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Pró-Reitoria de Pesquisa de Pós Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by giuliana silveira (giulianagphoto@gmail.com) on 2016-04-12T19:15:01Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AvaliaçãoEstresseOxidativo.pdf: 1980670 bytes, checksum: 2712926e3f6121cef3cc34dcc87aa1fc (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2016-04-12T19:32:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AvaliaçãoEstresseOxidativo.pdf: 1980670 bytes, checksum: 2712926e3f6121cef3cc34dcc87aa1fc (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-12T19:32:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AvaliaçãoEstresseOxidativo.pdf: 1980670 bytes, checksum: 2712926e3f6121cef3cc34dcc87aa1fc (MD5) Previous issue date: 2016 / O Mayaro virus (MAYV) é membro da família Togaviridae, gênero Alphavirus. Em humanos, o MAYV causa a Febre Mayaro, doença que apresenta sintomas parecidos com a dengue e outras arboviroses, com exceção das artralgias e artrites persistentes, que são sintomas característicos da infecção pelos Alphavirus. Embora a Febre Mayaro seja importante em termos de saúde pública, os mecanismos que contribuem para a sua patogênese ainda são pouco elucidados. Neste contexto, trabalhos da literatura têm demostrado que o estresse oxidativo pode contribuir para a patogênese de muitos vírus. O estresse oxidativo é um estado de desregulação da sinalização e do controle redox, onde ocorre um desequilíbrio entre a produção de "Espécies Reactivas de Oxigênio" (EROs) e ação do sistema de defesa antioxidante, levando a danos celulares. Os principais antioxidantes enzimáticos são a Superóxido Dismutase (SOD) e Catalase (CAT), e entre os não-enzimáticos, a Glutationa (GSH). Assim, uma vez que são poucos os trabalhos na literatura pautando a patogênese do MAYV e que o estresse oxidativo pode ser fator chave no estabelecimento/progressão de uma variedade de doenças virais, a proposta desse trabalho foi investigar o envolvimento do estresse oxidativo na infecção pelo MAYV, e se esse evento está relacionado à produção exacerbada de EROs e/ou a alteração nas defesas antioxidantes. Para tal, macrófagos foram utilizados desde que são importantes células envolvidas no estabelecimento da artrite induzida por alfavírus. Macrófagos murinos J774 foram infectados com uma multiplicidade de infecção (moi) de 5 e em diferentes horas pós infecção (hpi) foram avaliados parâmetros oxidantes e antioxidantes nas células. A infecção aumentou a produção de EROs, a atividade da SOD e expressão das enzimas SOD e CAT, mas reduziu o conteúdo de Glutationa total. Níveis aumentados de Malondialdeído (MDA), um biomarcador de peroxidação lipídica, foram encontrados em células infectadas com o MAYV. Ainda, em células infectadas, a expressão do RNAm da citocina Fator de Necrose Tumoral Alfa (TNF-α) aumentou nos tempos iniciais após a infecção. Seguida a maior indução de TNF-α, observamos também em células infectadas pelo MAYV um aumento na expressão gênica da Mataloproteinase de Matriz 3 (MMP-3), cujo papel no dano articular já foi observado na infecção por outros alfavírus. Juntos, nossos resultados sugerem que uma alteração no status redox após infecção pelo MAYV leva as células ao estresse oxidativo e seus efeitos deletérios para a células hospedeiras. Estes resultados apontam para novas abordagens na compreensão dos mecanismos envolvidos na patogênese da infecção pelo MAYV. ______________________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT : Mayaro virus (MAYV) is a member of the family Togaviridae, genus Alphavirus. In human beings, the MAYV causes the Mayaro Fever, disease that presents symptoms similar to the dengue and others arboviruses, with an exception of the persistent arthralgia and arthritis, which are characteristic symptoms of the infection caused by the Alphavirus. Although the Mayaro Fever is more important in terms of public health, the mechanisms that contribute of the pathogenesis are still unknown. In this context, studies have shown that oxidative stress may contribute to the pathogenesis of many virus. The oxidative stress is a state of deregulation of the redox signaling and control, where there is an imbalance between the production of “reactive oxygen species" (ROS) and action of the antioxidant defense systems, leading to cellular damage. The main enzymatic antioxidant are the Superoxide Dismutase (SOD), and Catalase (CAT), and among the non-enzyme, the Glutathione (GSH). Therefore, there is little information regarding the pathogenic characteristics of MAYV, and considering that the oxidative stress may be a key factor in the establishment/progression of a variety of viral diseases, the purpose of this study was to examine the involvement of oxidative stress in infection by MAYV. We also analyzed if this event is related to the excessive production of ROS and/or changes in antioxidant defenses. Macrophages were used once that they are important cells involved in the establishment of the alphavirus-induced arthritis. The murine macrophages were infected with a multiplicity of infection (moi) of 5 and at different times post infection (pi) were evaluated parameters oxidants and antioxidants. The infection increased the production of ROS, the activity of SOD and expression of SOD and CAT, but decreased the content of total glutathione. In cells infected with MAYV, were found elevated levels of Malondialdehyde (MDA), a biomarker of lipid peroxidation. In addition, in infected cells, the expression of mRNA of cytokine Tumor Necrosis Factor alpha (TNF-α) increased in the inicial hours pi. We also observed in infected cells by MAYV an increased in the gene expression that matrix metalloproteinase 3 (MMP-3), which role in the articular damage has been already observed in the infection by others Alphavirus. Our results suggest that an alteration in the redox status after the infection by MAYV leads the cells to the oxidative stress and its effects deleterious for the host cells. These results show new approaches in the comprehension of mechanisms involved in the pathogenesis of the infection by the MAYV.

As nitrorredutases compreendem uma família de proteínas conservadas evolutivamente e originalmente identificadas em eubactérias. São enzimas capazes de catalisar a redução do grupo nitro e utilizam FMN (flavina mononucleotideo) ou FAD (flavina adenina dinucleotídeo oxidado) como grupo prostético e NADPH (nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato reduzido) ou NADH (nicotinamida adenina dinucleotídeo reduzido) como agentes redutores. As nitrorredutases podem ser encontradas em bactérias e em menor extensão em eucariotos. Dois subgrupos de nitrorredutases foram caracterizados em bactérias: oxigênio-insensível ou tipo I e oxigênio-sensível ou tipo II. Na levedura Saccharomyces cerevisiae duas prováveis nitrorredutases, Frm2p/Hbn1p foram identificadas. Em relação às enzimas pertencentes à família das nitrorredutases não se tem conhecimento sobre a sua função biológica, bem como em relação à sua posição filogenética. Tendo isso em vista, o objetivo deste trabalho é esclarecer a possível função das proteínas Frm2 e Hbn1 de Saccharomyces cerevisiae na resposta ao estresse oxidativo, bem como determinar a posição filogenética e a sua presença em outros organismos procariotos e eucariotos. Os resultados da análise filogenética mostram que bactérias possuem seqüências similares a Frm2p/Hbn1p (denominadas Nr1Ap) que formam um clado distinto dentro da família Frm2p/Hbn1p. Análises de agrupamentos hidrofóbicos (HCA) e modelagem tri-dimensional foram realizadas para comparar regiões conservadas entre proteínas Nr1Ap e Frm2p/Hbn1p. A nitrorredutase Frm2p possivelmente esteja atuando na via de sinalização lipídica, enquanto a função da Hbn1p é desconhecida. Entretanto, alguns estudos têm indicado que as nitrorredutases podem estar envolvidas na resposta a estresse oxidativo. Com o objetivo de esclarecer a função de Frm2p e Hbn1p, foi avaliada a sensibilidade de linhagens de levedura proficientes e deficientes em ambas proteínas ao estresse oxidativo, investigando a competência respiratória, as atividades de enzimas antioxidantes, a produção intracelular de espécies reativas de oxigênio (EROs) e a peroxidação lipídica. Os resultados mostram uma menor atividade basal de superóxido dismutase (SOD) e elevada sensibilidade a óxido de 4-nitroquinolina (4-NQO) e Nnitrosodietilamina (NDEA), indução de mutantes citoplasmáticos (petites), produção intracelular de EROs e peroxidação lipídica quando expostas a estes agentes geradores de superóxido nas linhagens frm2 , hbn1 e frm2 hbn1 . Ainda podemos observar elevada atividade basal de catalase (CAT), glutationa peroxidase (GPx) e conteúdo de glutationa (GSH) nas linhagens frm2 e frm2 hbn1. Estas linhagens possuem menor produção de EROs e peroxidação lipídica quando expostas aos agentes geradores de peróxidos H2O2 e t-BOOH. Isso sugere que a ausência da Frm2p é o fator responsável por estas alterações vistas. Portanto, neste trabalho foi mostrada a influência das nitrorredutases Frm2 e Hbn1 na resposta ao estresse oxidativo em S. cerevisiae, pela modulação da atividade das enzimas antioxidantes, SOD, CAT e GPx, bem como do conteúdo de GSH. Adicionalmente também foi constatado que as nitrorredutases Frm2p e Hbn1p provavelmente não atuam na metabolização de nitrocompostos. Estes resultados são consistentes com os dados encontrados na análise filogenética, que apontam estas proteínas como constituindo uma nova família de prováveis nitrorredutases ainda não caracterizada, encontrada em bactérias e fungos. / The nitroreductase family comprises a group of FMN (flavine mononucleotide) ou FAD (flavine adenine dinucleotíde oxidade)-dependent enzymes able to metabolize nitrosubstituted compounds using the reducing power of NADPH (nicotinamide adenine dinucleotide fosfate reduzide) or NADH (nicotinamide adenine dinucleotide reduzide). The nitroreductases can be found within bacterial species and, in a less extend, in eukaryotes. Two types of nitroreductase subgroups were characterized in bacteria: oxygen-insensitive or type I and oxygen sensitive or type II. In the yeast Saccharomyces cerevisiae two putative nitroreductase proteins, Frm2p and Hbn1p, were described. A feature of the nitroreductase family is our lack of knowledge about its biological function and evolutionary history. Taking into account these considerations, the purpose of this work was to elucidate the possible participation of these enzymes in response to oxidative stress as well as to determine the phylogenetic position of Frm2p and Hbn1p and the presence of homologous sequences in other prokaryotic and eukaryotic species. In order to obtain data about the phylogenetic position of Frm2p/Hbn1p, we performed an in-depth phylogenetic analysis of these proteins. The phylogenetic analysis of these proteins showed that bacterial cells have a Frm2p/Hbn1p-like sequences (termed NrlAp) which form a distinct clade within the fungal Frm2p/Hbn1p family. Hydrophobic cluster analysis (HCA) and three-dimensional protein modeling allowed us to compare conserved regions among NrlAp and Frm2/Hbn1p proteins. While Frm2p appears to act in the lipid signaling pathway, the function of Hbn1p is unknown. However, some works suggests a possible involvement from the nitroreductases in response the stress oxidative. In order to elucidate the functions of Frm2p and Hbn1p, we evaluate the sensitivity of proficient and deficient yeast strains for both proteins for oxidative stress, considering the respiratory competence, antioxidant enzyme activities, intracellular reactive oxygen species (ROS) production and lipid peroxidation. The results showed a weaker basal activity of superoxide dismutase (SOD) and higher sensitivity for 4-nitroquinoline-oxide (4-NQO) and NNitrosodiethylamine (NDEA), induction of petites, ROS production and lipid peroxidation when exposed the these superoxide generating agents. The results showed a higher basal activity of catalase (CAT), glutathione peroxidase (Gpx) and reduced glutathione (GSH) content in the single and double mutant strains frm2 and frm2 hbn1 . These strains were less ROS-producing and lipid peroxidation when exposed to peroxides-generating agents H2O2 and t-BOOH. Thus, the absence of Frm2p may be the event responsible for these alterations. Considering the data gathered in this work, we showed the influence of nitroreductases Frm2p and Hbn1p in response to oxidative stress in S. cerevisae yeast by modulation of antioxidant enzymes activities, such as SOD, CAT, GPx and GSH content. Additionally, it was showed that the nitroreductases Frm2p and Hbn1p are not envolved in the activation of nitrocompounds. Theses results are consistent with those found in the filogenetic analysis that indicated that theses proteins belong to the new bacterial and fungal Frm2p/Hbn1p nitroreductase-like family.

Programa de Pós-Graduação em Saúde e Nutrição. Escola de Nutrição, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2015-05-20T21:01:57Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_AvaliaçãoPotencialAntioxidanteLicopeno.pdf: 1200572 bytes, checksum: e394f89e5e877613399c2cb53ae6440a (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2015-05-22T14:57:45Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_AvaliaçãoPotencialAntioxidanteLicopeno.pdf: 1200572 bytes, checksum: e394f89e5e877613399c2cb53ae6440a (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-22T14:57:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_AvaliaçãoPotencialAntioxidanteLicopeno.pdf: 1200572 bytes, checksum: e394f89e5e877613399c2cb53ae6440a (MD5) Previous issue date: 2015 / Carcinogênese é um processo multipassos que pode ser induzido e/ou modulado por agentes químicos ou físicos, incluindo aqueles que induzem espécies reativas de oxigênio (EROs). Estas espécies são geradas a partir de uma grande variedade de processos como a respiração mitocondrial e a NADPH oxidase. A produção excessiva de EROs pode oxidar biomoléculas e facilitar processos relacionados com a carcinogênese. Em baixas doses, estas moléculas podem agir como importantes mediadores do crescimento celular, adesão, diferenciação e apoptose. As EROs podem, por exemplo, modular a via da PKC. PKC é uma família de serina-treonina cinases que regulam uma variedade de funções celulares. A ativação aberrante da PKC está relacionada a doenças como o câncer e o diabetes. A PKC pode ser ativada por EROs e a produção de EROs pode requerer a ativação da PKC porque essas cinases tem um papel na ativação da NADPH oxidase. Dessa forma, a ativação da PKC e da NADPH oxidase podem elevar os níveis de EROs, causando danos celulares. Estas reações potencialmente deletérias podem ser controladas por um sistema de antioxidantes enzimáticos (superóxido dismutase - SOD e catalase - CAT) e não enzimáticos (flavonóides e carotenóides). O licopeno é um carotenóide de coloração vermelha que está presente em vários vegetais e frutas. Trata-se de um dos antioxidantes mais potentes e tem demonstrado desempenhar um importante papel na prevenção de vários tipos de câncer, incluindo o hepatocarcinoma. Sendo assim, este estudo objetivou investigar o potencial antioxidante do licopeno e avaliar o efeito deste carotenóide na via da PKC, em células SK-Hep-1, uma linhagem de hepatocarcinoma altamente invasiva. O potencial antioxidante do licopeno foi examinado através da quantificação celular de EROs e das atividades das enzimas SOD e CAT. O efeito do licopeno na via da PKC foi examinado pela quantificação celular de EROs após estimulação com PMA e ionomicina. O papel da NADPH oxidase foi avaliado através da sua inibição com DPI, um inibidor desta enzima. Nossos resultados mostram que o DPI inibiu a produção de EROs, demonstrando a importância da enzima NADPH oxidase na geração de EROs na linhagem celular estudada. O licopeno diminuiu a produção basal de EROs e aumentou a atividade da SOD. Além disso, o licopeno inibiu a produção de EROs induzida por ionomicina e PMA. Estes resultados analisados em conjunto sugerem que um dos mecanismos antioxidantes do licopeno seja através da modulação da proteína cinase C. Entretanto, mais estudos são necessários para confirmar esta hipótese. _____________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Carcinogenesis is a multistep process which can be induced and/ or modulated by chemical and physical agents, including those that induce reactive oxygen species (ROS).These species are generated by a wide variety of processes like mitochondrial respiration and NADPH oxidase. The excessive generation of ROS might oxidize cellular biomolecules and facilitate carcinogenesis-related processes. In lower doses, these molecules can act as important mediators of cell growth, adhesion, differentiation and apoptosis. ROS can, for example, modulate the PKC pathway. PKC is a family of serine/threonine kinases that regulates a variety of cell functions. Aberrant PKC activation is related to diseases such as cancer and diabetes. PKC can be activated by ROS and ROS production can require PKC activation because these kinases have a role in NADPH oxidase activation. On this way, the PKC and NADPH oxidase activation might elevate intracellular levels of ROS causing damage. These potentially deleterious reactions can be controlled by a system of enzymatic (SOD and CAT) and nonenzymatic antioxidants (flavonoids and carotenoids). Lycopene is a red colored carotenoid present in many vegetables and fruits. It‟s one of the most potent antioxidants and has been shown to play an important role in preventing from various types of cancer, including hepatoma. This study aimed to investigate the antioxidant potential of lycopene and evaluate the effect of this carotenoid on PKC pathway, in SK-Hep-1 cells, a highly invasive hepatoma cell line. The antioxidant potential of lycopene was examined by quantification of cellular ROS and of SOD and CAT activities. The effect of lycopene on PKC pathway was examined by quantification of cellular ROS after stimulation with phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA) and ionomycin. The role of NADPH oxidase was examined by its inhibition with DPI, an NADPH oxidase inhibitor. Our results show that DPI inhibited ROS production, demonstrating the importance of NADPH oxidase in ROS generation in SK-Hep-1cell. Lycopene decreased basal ROS production and increased SOD activity. Furthermore, lycopene inhibit ROS by ionomycin and PMA-induced. Taken together, these results suggest lycopene antioxidant mechanisms are through modulation of protein kinase C. However, more studies are needed to confirm this hypothesis.

As nitrorredutases compreendem uma família de proteínas conservadas evolutivamente e originalmente identificadas em eubactérias. São enzimas capazes de catalisar a redução do grupo nitro e utilizam FMN (flavina mononucleotideo) ou FAD (flavina adenina dinucleotídeo oxidado) como grupo prostético e NADPH (nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato reduzido) ou NADH (nicotinamida adenina dinucleotídeo reduzido) como agentes redutores. As nitrorredutases podem ser encontradas em bactérias e em menor extensão em eucariotos. Dois subgrupos de nitrorredutases foram caracterizados em bactérias: oxigênio-insensível ou tipo I e oxigênio-sensível ou tipo II. Na levedura Saccharomyces cerevisiae duas prováveis nitrorredutases, Frm2p/Hbn1p foram identificadas. Em relação às enzimas pertencentes à família das nitrorredutases não se tem conhecimento sobre a sua função biológica, bem como em relação à sua posição filogenética. Tendo isso em vista, o objetivo deste trabalho é esclarecer a possível função das proteínas Frm2 e Hbn1 de Saccharomyces cerevisiae na resposta ao estresse oxidativo, bem como determinar a posição filogenética e a sua presença em outros organismos procariotos e eucariotos. Os resultados da análise filogenética mostram que bactérias possuem seqüências similares a Frm2p/Hbn1p (denominadas Nr1Ap) que formam um clado distinto dentro da família Frm2p/Hbn1p. Análises de agrupamentos hidrofóbicos (HCA) e modelagem tri-dimensional foram realizadas para comparar regiões conservadas entre proteínas Nr1Ap e Frm2p/Hbn1p. A nitrorredutase Frm2p possivelmente esteja atuando na via de sinalização lipídica, enquanto a função da Hbn1p é desconhecida. Entretanto, alguns estudos têm indicado que as nitrorredutases podem estar envolvidas na resposta a estresse oxidativo. Com o objetivo de esclarecer a função de Frm2p e Hbn1p, foi avaliada a sensibilidade de linhagens de levedura proficientes e deficientes em ambas proteínas ao estresse oxidativo, investigando a competência respiratória, as atividades de enzimas antioxidantes, a produção intracelular de espécies reativas de oxigênio (EROs) e a peroxidação lipídica. Os resultados mostram uma menor atividade basal de superóxido dismutase (SOD) e elevada sensibilidade a óxido de 4-nitroquinolina (4-NQO) e Nnitrosodietilamina (NDEA), indução de mutantes citoplasmáticos (petites), produção intracelular de EROs e peroxidação lipídica quando expostas a estes agentes geradores de superóxido nas linhagens frm2 , hbn1 e frm2 hbn1 . Ainda podemos observar elevada atividade basal de catalase (CAT), glutationa peroxidase (GPx) e conteúdo de glutationa (GSH) nas linhagens frm2 e frm2 hbn1. Estas linhagens possuem menor produção de EROs e peroxidação lipídica quando expostas aos agentes geradores de peróxidos H2O2 e t-BOOH. Isso sugere que a ausência da Frm2p é o fator responsável por estas alterações vistas. Portanto, neste trabalho foi mostrada a influência das nitrorredutases Frm2 e Hbn1 na resposta ao estresse oxidativo em S. cerevisiae, pela modulação da atividade das enzimas antioxidantes, SOD, CAT e GPx, bem como do conteúdo de GSH. Adicionalmente também foi constatado que as nitrorredutases Frm2p e Hbn1p provavelmente não atuam na metabolização de nitrocompostos. Estes resultados são consistentes com os dados encontrados na análise filogenética, que apontam estas proteínas como constituindo uma nova família de prováveis nitrorredutases ainda não caracterizada, encontrada em bactérias e fungos. / The nitroreductase family comprises a group of FMN (flavine mononucleotide) ou FAD (flavine adenine dinucleotíde oxidade)-dependent enzymes able to metabolize nitrosubstituted compounds using the reducing power of NADPH (nicotinamide adenine dinucleotide fosfate reduzide) or NADH (nicotinamide adenine dinucleotide reduzide). The nitroreductases can be found within bacterial species and, in a less extend, in eukaryotes. Two types of nitroreductase subgroups were characterized in bacteria: oxygen-insensitive or type I and oxygen sensitive or type II. In the yeast Saccharomyces cerevisiae two putative nitroreductase proteins, Frm2p and Hbn1p, were described. A feature of the nitroreductase family is our lack of knowledge about its biological function and evolutionary history. Taking into account these considerations, the purpose of this work was to elucidate the possible participation of these enzymes in response to oxidative stress as well as to determine the phylogenetic position of Frm2p and Hbn1p and the presence of homologous sequences in other prokaryotic and eukaryotic species. In order to obtain data about the phylogenetic position of Frm2p/Hbn1p, we performed an in-depth phylogenetic analysis of these proteins. The phylogenetic analysis of these proteins showed that bacterial cells have a Frm2p/Hbn1p-like sequences (termed NrlAp) which form a distinct clade within the fungal Frm2p/Hbn1p family. Hydrophobic cluster analysis (HCA) and three-dimensional protein modeling allowed us to compare conserved regions among NrlAp and Frm2/Hbn1p proteins. While Frm2p appears to act in the lipid signaling pathway, the function of Hbn1p is unknown. However, some works suggests a possible involvement from the nitroreductases in response the stress oxidative. In order to elucidate the functions of Frm2p and Hbn1p, we evaluate the sensitivity of proficient and deficient yeast strains for both proteins for oxidative stress, considering the respiratory competence, antioxidant enzyme activities, intracellular reactive oxygen species (ROS) production and lipid peroxidation. The results showed a weaker basal activity of superoxide dismutase (SOD) and higher sensitivity for 4-nitroquinoline-oxide (4-NQO) and NNitrosodiethylamine (NDEA), induction of petites, ROS production and lipid peroxidation when exposed the these superoxide generating agents. The results showed a higher basal activity of catalase (CAT), glutathione peroxidase (Gpx) and reduced glutathione (GSH) content in the single and double mutant strains frm2 and frm2 hbn1 . These strains were less ROS-producing and lipid peroxidation when exposed to peroxides-generating agents H2O2 and t-BOOH. Thus, the absence of Frm2p may be the event responsible for these alterations. Considering the data gathered in this work, we showed the influence of nitroreductases Frm2p and Hbn1p in response to oxidative stress in S. cerevisae yeast by modulation of antioxidant enzymes activities, such as SOD, CAT, GPx and GSH content. Additionally, it was showed that the nitroreductases Frm2p and Hbn1p are not envolved in the activation of nitrocompounds. Theses results are consistent with those found in the filogenetic analysis that indicated that theses proteins belong to the new bacterial and fungal Frm2p/Hbn1p nitroreductase-like family.

As nitrorredutases compreendem uma família de proteínas conservadas evolutivamente e originalmente identificadas em eubactérias. São enzimas capazes de catalisar a redução do grupo nitro e utilizam FMN (flavina mononucleotideo) ou FAD (flavina adenina dinucleotídeo oxidado) como grupo prostético e NADPH (nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato reduzido) ou NADH (nicotinamida adenina dinucleotídeo reduzido) como agentes redutores. As nitrorredutases podem ser encontradas em bactérias e em menor extensão em eucariotos. Dois subgrupos de nitrorredutases foram caracterizados em bactérias: oxigênio-insensível ou tipo I e oxigênio-sensível ou tipo II. Na levedura Saccharomyces cerevisiae duas prováveis nitrorredutases, Frm2p/Hbn1p foram identificadas. Em relação às enzimas pertencentes à família das nitrorredutases não se tem conhecimento sobre a sua função biológica, bem como em relação à sua posição filogenética. Tendo isso em vista, o objetivo deste trabalho é esclarecer a possível função das proteínas Frm2 e Hbn1 de Saccharomyces cerevisiae na resposta ao estresse oxidativo, bem como determinar a posição filogenética e a sua presença em outros organismos procariotos e eucariotos. Os resultados da análise filogenética mostram que bactérias possuem seqüências similares a Frm2p/Hbn1p (denominadas Nr1Ap) que formam um clado distinto dentro da família Frm2p/Hbn1p. Análises de agrupamentos hidrofóbicos (HCA) e modelagem tri-dimensional foram realizadas para comparar regiões conservadas entre proteínas Nr1Ap e Frm2p/Hbn1p. A nitrorredutase Frm2p possivelmente esteja atuando na via de sinalização lipídica, enquanto a função da Hbn1p é desconhecida. Entretanto, alguns estudos têm indicado que as nitrorredutases podem estar envolvidas na resposta a estresse oxidativo. Com o objetivo de esclarecer a função de Frm2p e Hbn1p, foi avaliada a sensibilidade de linhagens de levedura proficientes e deficientes em ambas proteínas ao estresse oxidativo, investigando a competência respiratória, as atividades de enzimas antioxidantes, a produção intracelular de espécies reativas de oxigênio (EROs) e a peroxidação lipídica. Os resultados mostram uma menor atividade basal de superóxido dismutase (SOD) e elevada sensibilidade a óxido de 4-nitroquinolina (4-NQO) e Nnitrosodietilamina (NDEA), indução de mutantes citoplasmáticos (petites), produção intracelular de EROs e peroxidação lipídica quando expostas a estes agentes geradores de superóxido nas linhagens frm2 , hbn1 e frm2 hbn1 . Ainda podemos observar elevada atividade basal de catalase (CAT), glutationa peroxidase (GPx) e conteúdo de glutationa (GSH) nas linhagens frm2 e frm2 hbn1. Estas linhagens possuem menor produção de EROs e peroxidação lipídica quando expostas aos agentes geradores de peróxidos H2O2 e t-BOOH. Isso sugere que a ausência da Frm2p é o fator responsável por estas alterações vistas. Portanto, neste trabalho foi mostrada a influência das nitrorredutases Frm2 e Hbn1 na resposta ao estresse oxidativo em S. cerevisiae, pela modulação da atividade das enzimas antioxidantes, SOD, CAT e GPx, bem como do conteúdo de GSH. Adicionalmente também foi constatado que as nitrorredutases Frm2p e Hbn1p provavelmente não atuam na metabolização de nitrocompostos. Estes resultados são consistentes com os dados encontrados na análise filogenética, que apontam estas proteínas como constituindo uma nova família de prováveis nitrorredutases ainda não caracterizada, encontrada em bactérias e fungos. / The nitroreductase family comprises a group of FMN (flavine mononucleotide) ou FAD (flavine adenine dinucleotíde oxidade)-dependent enzymes able to metabolize nitrosubstituted compounds using the reducing power of NADPH (nicotinamide adenine dinucleotide fosfate reduzide) or NADH (nicotinamide adenine dinucleotide reduzide). The nitroreductases can be found within bacterial species and, in a less extend, in eukaryotes. Two types of nitroreductase subgroups were characterized in bacteria: oxygen-insensitive or type I and oxygen sensitive or type II. In the yeast Saccharomyces cerevisiae two putative nitroreductase proteins, Frm2p and Hbn1p, were described. A feature of the nitroreductase family is our lack of knowledge about its biological function and evolutionary history. Taking into account these considerations, the purpose of this work was to elucidate the possible participation of these enzymes in response to oxidative stress as well as to determine the phylogenetic position of Frm2p and Hbn1p and the presence of homologous sequences in other prokaryotic and eukaryotic species. In order to obtain data about the phylogenetic position of Frm2p/Hbn1p, we performed an in-depth phylogenetic analysis of these proteins. The phylogenetic analysis of these proteins showed that bacterial cells have a Frm2p/Hbn1p-like sequences (termed NrlAp) which form a distinct clade within the fungal Frm2p/Hbn1p family. Hydrophobic cluster analysis (HCA) and three-dimensional protein modeling allowed us to compare conserved regions among NrlAp and Frm2/Hbn1p proteins. While Frm2p appears to act in the lipid signaling pathway, the function of Hbn1p is unknown. However, some works suggests a possible involvement from the nitroreductases in response the stress oxidative. In order to elucidate the functions of Frm2p and Hbn1p, we evaluate the sensitivity of proficient and deficient yeast strains for both proteins for oxidative stress, considering the respiratory competence, antioxidant enzyme activities, intracellular reactive oxygen species (ROS) production and lipid peroxidation. The results showed a weaker basal activity of superoxide dismutase (SOD) and higher sensitivity for 4-nitroquinoline-oxide (4-NQO) and NNitrosodiethylamine (NDEA), induction of petites, ROS production and lipid peroxidation when exposed the these superoxide generating agents. The results showed a higher basal activity of catalase (CAT), glutathione peroxidase (Gpx) and reduced glutathione (GSH) content in the single and double mutant strains frm2 and frm2 hbn1 . These strains were less ROS-producing and lipid peroxidation when exposed to peroxides-generating agents H2O2 and t-BOOH. Thus, the absence of Frm2p may be the event responsible for these alterations. Considering the data gathered in this work, we showed the influence of nitroreductases Frm2p and Hbn1p in response to oxidative stress in S. cerevisae yeast by modulation of antioxidant enzymes activities, such as SOD, CAT, GPx and GSH content. Additionally, it was showed that the nitroreductases Frm2p and Hbn1p are not envolved in the activation of nitrocompounds. Theses results are consistent with those found in the filogenetic analysis that indicated that theses proteins belong to the new bacterial and fungal Frm2p/Hbn1p nitroreductase-like family.

A vitamina A apresenta importantes papéis no sistema cardiovascular, desde a fase embrionária até a vida adulta. Além disso, propriedades antioxidantes são atribuídas a essa vitamina; Contudo, propriedades pró-oxidantes lhe são atribuídas. Portanto, nosso objetivo foi comparar parâmetros energéticos/redox (no sistema cardiovascular) entre animais submetidos a uma suplementação com vitamina A e animais não submetidos a essa suplementação. Ratos adultos Wistar machos foram tratados com 4 diferentes doses (1000-9000 UI.Kg-1.dia-1) de palmitato de retinol ou com salina (controle) ao longo de 3 diferentes períodos (3, 7 e 28 dias). Após o tratamento, a artéria aorta e o coração foram retirados para as análises. Foram avaliados parâmetros de estresse oxidativo em ambas as estruturas, e parâmetros de estresse nitrosativo e energéticos no coração dos animais tratados por 28 dias. A análise estatística foi realizada por Anova de uma via, seguida do pos hoc de Dunnet, com significância de ρ ≤ 0,05. Na artéria aorta, foi observada uma diminuição na lipoperoxidação após 7 e 28 dias, bem como aumento de sulfidril em 3 dias e alterações enzimáticas em todos períodos. No coração, foi detectado um aumento de lipoperoxidação e de carbonilação após 7 e 28 dias e uma dimuição na reatividade não enzimática nos 3 períodos. Alterações enzimáticas foram vistas nos 3 períodos. No período mais longo, foi observado aumento de nitração na fração mitocondrial e diminuição da atividade dos complexos da cadeia transferidora de elétrons. Concluímos que ocorre uma adaptação oposta entre coração e artéria, onde há um aumento de estresse oxidativo no coração e uma diminuição na aorta, no entanto, uma futura análise fisiológica ainda é necessária para se sugerir um ou outro como positivo ou negativo. Além disso, o estresse cardíaco crônico está associado com um possível bloqueio energético e um estado de estresse nitrosativo mitocondrial. / Vitamin A plays important roles on cardiovascular system, since development until adult life. Besides physiological roles, antioxidants properties are also attributed to its. However, pro-oxidants properties have been associated to vitamin A. Therefore, our aim was to compare redox parameters among animals supplemented with vitamin A and one not. Adult male Wistar rats were treated with different doses (1000-9000 IU.Kg-1.day-1) of retinyl palmitate or saline (control) for 3 different periods (3, 7 and 28 days). Thereafter, the aorta artery and the heart were removed to follow analysis. Oxidative stress parameters were assessed in both organs, while nitrosative stress and energetic parameters were evaluated only at heart from animals treated for 28 days. Statistics were conducted with Anova one way, followed by Dunnet’s pos hoc, and significance of ρ ≤ 0.05. On arterial level it was observed a decrease in lipoperoxidation after 7 and 28 days, as well as an increase in sulfhydryl after 3 days and changed enzymatic activity for all periods. In the heart, it was detected an increased lipoperoxidation and carbonyl levels after 7 and 28 days, and a decreased non-enzimatic reactivity for all periods. Additionally, enzymatic changes were also seen. For the chronic treatment we could observe an increase in mitochondrial nitration and a decrease in respiratory chain complexes activities. Thus, we concluded that happens an opposite adaptation between heart and aorta, since there is an increased oxidative stress status in the heart, while in the aorta there is a decreased status. However, a physiological evaluation is needed to suggest what is positive or negative. Furthermore, the cardiac oxidative stress is associated to an energetic impairment and a mitochondrial nitrosative stress.

A Hipertensão Arterial Pulmonar (HAP) é uma doença que acomete os vasos pulmonares, essencialmente pré-capilares, levando ao remodelamento da parede vascular. Caracteriza-se como síndrome hemodinâmica, que consiste no aumento da resistência vascular pulmonar e da pós-carga ventricular direita. Um grande número de evidências apresenta a participação do estresse oxidativo no desenvolvimento das mudanças cardiopulmonares decorrentes da HAP. Assim, a proposta desse estudo foi avaliar alterações estruturais e de estresse oxidativo tempo-dependentes produzidas pela monocrotalina, droga que mimetiza a HAP em humanos, sobre o pulmão de ratos e sua repercussão tardia na função cardíaca ventricular esquerda. Utilizamos ratos Wistar com 2 meses de idade, sendo que os procedimentos experimentais foram divididos em 2 momentos distintos: a primeira etapa direcionada a análise pulmonar e a segunda para análise cardíaca. A indução de HAP foi feita por injeção de monocrotalina (MCT) 60 mg/kg. No primeiro momento, investigamos as alterações morfométricas e oxidativas pulmonares aos 7 e 21 dias após MCT, sendo que os pulmões foram homogeneizados para análise das substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico, carbonilação das proteínas, ânion radical superóxido por meio da reação de NitroBlue Tetrazolium, atividades da mieloperoxidase (MPO) e da catalase (CAT). Após, investigamos as alterações do ventrículo esquerdo (VE) aos 7, 21 e 31 dias, sendo avaliadas a função do VE por meio de ecocardiografia e marcadores oxidativos no homogeneizado de VE pela razão das glutationas (GSSG/GSH), tioredoxina redutase (TrxR), peróxido de hidrogênio (H2O2) e concentração de vitamina C. Observamos hipertrofia do VD e congestão pulmonar nos grupos MCT 21 e 31 dias. A estereologia do pulmão apresentou redução nas densidades de volume e área, associada ao aumento do espaço alveolar aos 21 dias após MCT, bem como aumento da lipoperoxidação no homogeneizado de pulmão, maior concentração de radical superóxido e maior atividade da CAT e MPO. A ecocardiografia apresentou modificação na onda de fluxo da artéria pulmonar, característica de aumento de resistência, a partir de 21 dias após MCT, bem como aumento do tempo de ejeção e nos parâmetros de função ventricular esquerda aos 31 dias após MCT. A concentração de H2O2 no homogeneizado de VE esteve aumentada nos grupos MCT 21 e 31 dias e na análise dos antioxidantes observamos redução na concentração de ácido ascórbico e aumento de TrxR no VE. Foi demonstrado aumento da resistência vascular pulmonar, bem como aumento de pró-oxidantes e do dano oxidativo a lipídios no homogeneizado de pulmão após 21 dias de indução de HAP por MCT; esse dano é acompanhado por aumento na atividade da CAT e histologia sugestiva de congestão pulmonar nesse tecido, seguida por alteração ventricular direita. Estas mudanças no ventrículo direito promovidas pela HAP podem contribuir, a longo prazo, para a disfunção ventricular esquerda observada aos 31 dias após MCT. Essas alterações do VE estão associadas ao aumento de peróxido de hidrogênio e redução de vitamina C no homogeneizado ventricular esquerdo. / Pulmonary Arterial Hypertension (PAH) is a disease that affects the pulmonary vessels, essentially pre-capillaries, leading to remodeling of the vascular wall. It is characterized hemodynamic syndrome, which is the increase in pulmonary vascular resistance and right ventricular afterload. A growing body of evidence shows the involvement of oxidative stress in the development of the cardiopulmonary changes due to PAH. Thus, the purpose of this study was to evaluate structural changes and time-dependent oxidative stress produced by monocrotaline, a drug that mimics the human PAH, on the rat lung and its impact on late left ventricular cardiac function. Wistar rats with 2 months of age were used in this research. The experimental procedures were divided into two distinct periods: the first step aimed at analyzing lung and the second for cardiac analysis. Induction of PAH was performed by injection of monocrotaline (MCT) 60 mg/kg. At first we investigated morphological changes and oxidative lung at 7 and 21 days after MCT, and the lungs were homogenized for analysis of thiobarbituric acid reactive substances, protein carbonylation, superoxide anion radical by the reaction of nitroblue tetrazolium, activities myeloperoxidase (MPO) and catalase (CAT). After, we analyzed changes in left ventricular (LV) at 7, 21 and 31 days and evaluated LV function by echocardiography and oxidative markers in the LV homogenate by the ratio of glutathione (GSSG / GSH), thioredoxin reeducates (TrxR ), hydrogen peroxide (H2O2) and concentration of vitamin C. Was Observed cardiac hypertrophy, pulmonary congestion and RV in MCT groups 21 and 31 days. The stereology showed a reduction in lung volume and area densities, associated with an increased alveolar space on day 21 after MCT, as well as increased lipid peroxidation in lung homogenate, increased concentration of superoxide anion and increased activity of CAT and MPO. Echocardiography showed wave of change in pulmonary artery flow from 21 days after MCT, and increase in ejection time and the parameters of left ventricular function at 31 days after MCT. The concentration of H2O2 in homogenized LV was increased in MCT groups 21 and 31 days and the analysis of antioxidants observed reduction in the concentration of ascorbic acid and increased TrxR in the LV. Our findings showed increased pulmonary vascular resistance, as well as increased pro-oxidants and oxidative damage to lipids in lung homogenate after 21 days of induction of PAH by MCT, this damage is accompanied by increased activity of CAT and histological pulmonary congestion in this tissue, followed by right ventricular changes. These changes in the right ventricle promoted by the PAH can contribute in the long run, to left ventricular dysfunction observed at 31 days after MCT. These changes are associated with increased LV for hydrogen peroxide and vitamin C reductions in the left ventricular homogenate.

Orientador: Gisele Zoccal Mingoti / Resumo: As vesículas lipídicas unilamelares gigantes (GUVs) são consideradas ótimas ferramentas em sistemas de estudos que mimetizam membranas biológicas, devido à sua composição fosfolipídica e sensibilidade ao estresse oxidativo, além de possuírem capacidade de encapsular macromoléculas. Este foi o primeiro estudo a utilizar vesículas unilamelares gigantes como carreadoras de antioxidante (cisteina) em sistema de produção in vitro de embriões (PIVE). Sua utilização aliada ao sistema de cultivo é interessante, pois acredita-se poder ocorrer liberação do antioxidante de acordo com a demanda do sistema de PIVE. O objetivo desse estudo foi avaliar o comportamento das GUVs co-cultivadas in vitro com embriões bovinos, definir o método de indução ao estresse oxidativo e sua efetividade ao encapsular e carrear antioxidantes sob condições de estresse oxidativo. Foram testados indutores de estresse oxidativo [menadiona (MD) e peróxido de hidrogênio (H2O2)] nas GUVs, sendo o H2O2 em altas concentrações eficaz em induzir o estresse oxidativo através da alteração do diâmetro [Controle (18,96 μm) vs. H2O2 0,1 mM (17,71 μm), H2O2 0,5 mM (17,32 μm) e H2O2 1,0 mM (16,63 μm)]. Houve redução na taxa de desenvolvimento embrionário (P<0,05) dos grupos co-cultivados com GUVs e submetidos ao estresse oxidativo pela MD [Controle (26,70%) GUV (25,18%) vs. GUV+MD 5,0 μM (6,95%) e GUV+MD 7,5 μM (0,95%)]. As maiores concentrações intracelulares de ROS em embriões bovinos (P<0,05), foi no grupo GUV+MD 5,0 μM (... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Giant unilamellar lipid vesicles (GUVs) are considered to be great tools in study systems that mimic biological membranes due to their phospholipid composition and sensitivity to oxidative stress, as well as their ability to encapsulate macromolecules. This was the first study to use giant unilamellar vesicles as antioxidant (cysteine) carriers in an in vitro embryo production system (PIVE). Its use combined with the cultivation system would be interesting because it is believed that antioxidant release could occur according to the demand of the PIVE system. The aim of this study was to evaluate the behavior of GUVs co-cultured in vitro with bovine embryos, to standardize the oxidative stress induction method and its effectiveness to encapsulate and carry antioxidants under oxidative stress conditions. Oxidative stress inducers [meanadione (MD) and hydrogen peroxide (H2O2)] were tested in GUVs, and H2O2 at high concentrations was effective in inducing oxidative stress by changing the diameter [Control (18.96 μm) vs. 0.1 mM H2O2 (17.71 μm), 0.5 mM H2O2 (17.32 μm) and 1.0 mM H2O2 (16.63 μm)]. Embryonic development rate (P <0.05) was reduced in groups co-cultivated with GUVs and submitted to oxidative stress by DM [Control (26.70%) GUV (25.18%) vs. GUV + MD 5.0 μM (6.95%) and GUV + MD 7.5 μM (0.95%)]. The highest intracellular ROS concentrations in bovine embryos (P <0.05) were in the GUV + MD 5.0 μM group (16.28) vs. Control (3.76) and GUV (3.99 ± 0.33). By co-cultivating GUVs ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

As espécies reativas de oxigênio (ERO) são produzidas constantemente pelo metabolismo aeróbico. Em situações de estresse biótico ou abiótico, a produção é aumentada e a toxicidade das ERO pode conduzir a diversos danos celulares. As ERO atuam também como moléculas sinalizadoras regulando a expressão de genes de defesa a estresses, senescência, morte programada da célula, crescimento e desenvolvimento da planta, entre outros processos metabólicos. Uma vez que as ERO são tóxicas e também participam de eventos de sinalização, as células vegetais requerem mecanismos que regulem finamente a concentração intracelular destas moléculas. A ascorbato peroxidase (APx) é uma enzima fundamental do metabolismo antioxidante, catalisando a decomposição do H2O2. Em arroz, a APx é codificada por oito genes, cujas isoformas são caracterizadas por sua localização subcelular: citosólica, peroxissomal, mitocondrial ou cloroplástica. O objetivo deste trabalho foi caracterizar funcionalmente as APx citosólicas (OsAPx1 e OsAPx2) e peroxissomais (OsAPx3 e OsAPx4). A estratégia utilizada foi o silenciamento pós-transcricional por RNA de interferência (RNAi) dos genes individualmente e de ambos os genes codificantes de isoformas do mesmo compartimento subcelular. A redução da expressão de cada gene, assim como de ambos os genes de um compartimento, resultou na produção de diferentes sinais. As plantas RNAi mostraram diferentes fenótipos e padrões de expressão transcricional dos genes da família OsAPx. Analisando as plantas silenciadas para os genes OsAPx1 e OsAPx2 sob estresse com radiação UV e altas doses de alumínio, foi observada compensação por outras enzimas antioxidantes e aclimatação, possivelmente sinalizados pelos níveis mais elevados de H2O2. Estes resultados indicam que cada isoforma de OsAPx pode apresentar funções específicas na célula. / Reactive Oxygen Species (ROS) are continually produced by aerobic metabolism. Under biotic and abiotic stresses, the production is enhanced and the ROS toxicity can lead to cell damage. ROS act also as signalling molecules and are able to regulate the expression of resistance genes, senescence, programmed cell death, plant growth and development, among other metabolic processes. By the fact that ROS are cytotoxic and make part of signalling events, plant cells need mechanisms to tightly regulate the intracellular concentration of these molecules. Ascorbate peroxidase (APx) is a fundamental enzyme of the antioxidant metabolism, it catalyses the H2O2 decomposition. In rice, APx are encoded by a small multigene family, and the different isoforms are classified according to their subcellular localization: cytosolic, peroxisomal, mithocondrial or chloroplastic. The present work aimed to characterize the function of cytosolic (OsAPx1 and OsAPx2) and peroxisomal (OsAPx3 and OsAPx4) APx isoforms. The strategy was the post-transcription silencing by interference RNA (RNAi) of single genes and both genes of the same subcellular localization. The reduced expression of each gene or both genes from the same compartment resulted in the development of different signals. RNAi plants showed changes in the phenotype and in the transcriptional expression of the OsAPx gene family. The analyses of OsAPx1 and OsAPx2 silenced plants under stresses with UV radiation and aluminum revealed that the lack of APx was compensated by other antioxidant enzymes and the acclimation could be signaled by the increased level of H2O2. These results indicate that each isoform of APx should have specific functions in the cell.