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La formaldehído deshidrogenasa dependiente de glutatión (FALDH) (EC 1.2.1.1), conocida también como ADH clase III, es un enzima ubícuo, presente en el reino vegetal y animal. La eliminación del formaldehído dentro de la célula se realiza principalmente mediante la FALDH, que utiliza NAD+ como cofactor. El formaldehído es un intermediario del metabolismo celular normal, aunque puede tener también un origen exógeno, siendo un polucionante atmosférico y de aguas residuales. Por otra parte, el formaldehído se forma intracelularmente durante la peroxidación lipídica en situaciones de estrés oxidativo. La eliminación de este formaldehído, que es muy tóxico para la célula, es necesaria para su supervivencia.Recientemente se ha descubierto que la FALDH tiene también actividad S-nitrosoglutatión reductasa. El S-nitrosoglutatión (GSNO) es uno de los más abundantes metabolitos endógenos del oxido nítrico (NO), que actúa como uno de los señalizadores moleculares en los mecanismos de defensa de las plantas.En esta Tesis Doctoral hemos demostrado que la expresión de la FALDH está regulada por herida y por diferentes hormonas vegetales, tales como el ácido jasmónico y el ácido salicílico. También hemos generado plantas transgénicas de A. thaliana portadoras de una construcción antisentido, que presenta una importante disminución de la actividad enzimática FALDH, directamente relacionados con los niveles de proteína. Dichas plantas transgénicas tienen una menor capacidad de metabolizar formaldehído exógeno y presentan un aumento de la resistencia basal a patógenos fúngicos y bacterianos. Por otra parte, las plantas transgénicas con niveles de FALDH modificados (tanto las antisentido como las de sobreexpresión) muestran un fenotipo diferente, principalmente en la raíz. La inmunolocalización en tejidos reveló que la FALDH presenta un patrón de expresión en hojas y en raíz que es específico del tipo celular. A nivel subcelular, la FALDH está presente en citoplasma, núcleo y cloroplasto. Esta es la primera vez que se describe la localización cloroplástica de la FALDH. / The glutathione-dependent formaldehyde dehydrogenase (FALDH) is the main enzyme of the formaldehyde detoxification system in eukaryotes. In Arabidopsis, it is coded by a single gene, which is constitutively expressed. To gain more insight into the functional role of this enzyme in plants, we have studied the spatial distribution of the enzyme at cellular and subcellular level. By immunolocalization experiments on root and leaf sections we have demonstrate that the pattern of expression of the enzyme is cell specific. At subcellular level, FALDH localizes in cytoplasm, nucleus and chloroplasts. We have demonstrated that Arabidopsis plants with reduced levels of FALDH, bearing antisense constructs, show a slower rate in formaldehyde elimination. These results confirm the central role of FALDH in formaldehyde metabolism in plants and have important implications in the phytoremediation of environmental formaldehyde. We observed also that the antisense transgenics lines were more resistance to the infection with pathogens (bacteria and fungus).The importance of FALDH has been greatly increased by the discovery of its potent activity toward S-nitrosoglutathione, the condensation product of glutathione and nitric oxide (NO). NO and NO-related metabolites, such as S-nitrosothiols (SNOs) play a central role in signal transduction and host defense. We have investigated the gene response to mechanical wounding and plant hormones involved in signal transduction, showing that the gene is down-regulated by wounding in a JA-dependent pathway, and that it is transcriptionally activated by salicylic acid. This is the first time that regulation of FALDH in response to signals associated with plant defense has been demonstrated.

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Orientadores: Maria Edwirges Hoffmann, Marta Helena Krieger / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-07T20:12:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Soraggi_ClaudiadeLourdes_D.pdf: 1381104 bytes, checksum: c9a1645ee2ea31e5e43d843d4db6a1fd (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O óxido nítrico é uma molécula multifuncional, a qual está envolvida numa extensa variedade de funções fisiológicas, estendendo-se da neurotransmissão, citotoxicidade de macrófagos e modulação das funções fisiológicas do sistema cardiovascular. Devido às ações benéficas do NO nas diversas disfunções vasculares, há um grande interesse no desenvolvimento em dispositivos que possam liberar NO de maneira controlada no sistema cardiovascular e tecido-específica. Por exemplo, 'stents¿ intracoronarianos recobertos por materiais com liberação de NO, podem reduzir a incidência da reestenose e inibir a formação da neoíntima após angioplastia percutânea coronariana. O objetivo deste estudo foi o de estabelecer protocolos para avaliação da citotoxicidade e do potencial anti-reestenótico e anti-trombogênico de formulações eluidoras de NO para aplicações em dispositivos intravasculares. As formulações eluidoras de NO foram avaliadas por meio de: A) citotoxicidade através dos ensaios da redução do MTT e da captação do vermelho neutro (NR) com as linhagens celulares: 3T3 e RASM, B) potencial anti-reestenótico utilizando-se o ensaio de inibição da proliferação celular com células de musculatura lisa de coelho (RASM) e C) potencial anti-trombogênico, utilizando-se plaquetas humanas em ensaios de agregação e adesão plaquetária. Foram testadas S-nitrosoglutationa (GSNO), solução polimérica contendo poli (vinil álcool) PVA e poli (vinil pirrolidona) (PVP), e formulação contendo PVA, PVP, GSNO. O ensaio da captação do vermelho neutro mostrou que a GSNO e GSNO/PVA/PVP não apresentaram citotoxicidade em concentrações até 30 mg/mL de GSNO, em ambas as linhagens celulares. Enquanto que o ensaio de redução do MTT mostrou que apenas a solução contendo GSNO apresentou citotoxicidade com EC50=2,75±0,05 mg/mL em células 3T3. A sensibilidade da linhagem 3T3 foi maior do que =2,3±0,4 µg/mL), e GSNO (EC= 2,5±0,3 µg/mL). O ensaio da adesão plaquetária mostrou que a inibição superior a 50% causada pela GSNO só foi obtida em concentração acima 6,72 mg/mL, mas nesta concentração não foram encontradas plaquetas viáveis. Os resultados mostraram que a metodologia adotada foi apropriada para a avaliação do potencial anti-reestenótico e anti-trombogênico e também para estabelecer a margem de segurança de novas formulações envolvendo S-nitrosoglutationa e soluções poliméricas. para células RASM, enquanto que células RASM foram mais sensíveis à alteração de permeabilidade de membrana. A GSNO per se promoveu inibição da proliferação celular no ensaio da proliferação celular e este efeito foi potencializado em presença dos polímeros PVA/PVP em concentrações superiores a 22,7 mg/mL. Foi verificada inibição da agregação plaquetária para ambas as soluções, GSNO/PVA/PVP (EC5050 =2,3±0,4 µg/mL), e GSNO (EC= 2,5±0,3 µg/mL). O ensaio da adesão plaquetária mostrou que a inibição superior a 50% causada pela GSNO só foi obtida em concentração acima 6,72 mg/mL, mas nesta concentração não foram encontradas plaquetas viáveis. Os resultados mostraram que a metodologia adotada foi apropriada para a avaliação do potencial anti-reestenótico e anti-trombogênico e também para estabelecer a margem de segurança de novas formulações envolvendo S-nitrosoglutationa e soluções poliméricas / Abstract: Nitric oxide (NO) is a multifunctional molecule which is involved in a wide variety of physiological functions, ranging ftom neurotransmission, macrophage cytotoxicity, and modulation of physiological functions of the cardiovascular system. Due to NO beneficial action in various vascular pathological conditions, there is a great interest on development in devices that can release NO by a controlled manner and tissue-specific. For example, intracoronary stents coated with NO releasing materials, may reduce the incidence of restenosis and inhibit neo-intima formation after following percutaneous angioplasty. The aim of this study was to establish protocols for evaluation of NO eluting formulations cytotoxicity and antirestenotic and antithrombotic activities which have potential for application in intravascular devices. NO releasing formulations were evaluated regarding to following aspects: A) cytotoxicity measured by MTT reduction and Neutral Red uptake assays with 3T3 and RASM celllines, B) antirestenotic potential by using cell proliferation assay, with rabbit smooth muscle cells ~M), and C) antithrombogenic potential, by using a human platelet aggregation and adhesion assays. S-nitrosoglutathione (GSNO), polymer solutions containing poly(vinyl alcohol) (pV A) and poly(vinyl pyrrolidone) (pVP), and formulation containing GSNO, PV A and PVP were tested. Neutra! Red uptake assays showed that .GSNO and GSNOIPV A/P)'P-solutions presented no cytotoxicity up to 30 mg /mL GSNO, in both celllines. While, MTT reduction assays showed that only the solution of GSNO alone presented cytotoxicity with ECso=2.75± 0,05 mg/rnL, in 3T3 cell line. The sensitivity of3T3 cells to cytotoxicity was higher than that ofRASM cells, while RASM cells were more sensitivity to membrane permeation alterations. GSNO per se presented inhibition in a cell proliferation assay and this effect was potentialized with PV AIPVP in concentrations up 'to 22.7 mglmL. Concentration-dependent inhibition of platelet aggregation was verified for both GSNO/PV AIPVP (ECso of 2.3±0.4 JlglmL), and GSNO alone (ECso of 2.5±0.3 JlglrnL) solutions. Platelet adhesion assay showed that the inhibition above 50% caused by GSNO only in concentration up to 6.72 mglmL was found, but in this concentration range, decrease of viable platelets was presented. The results showed that the methodology adopted was suitable to evaluate antirestenotic and antithrombotic potential, and to establish security margins for the development of new formulations involving GSNO and polymers in solution / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

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