Prostaglandina Endoperóxido Sintases (PGHSs) são enzimas homodiméricas integrais de membrana, N-glicosiladas, localizadas no lúmen do retículo endoplasmático, onde catalisam o primeiro passo na síntese de prostanóides, produzindo prostaglandina H2 a partir do ácido araquidônico (AA). Constituem-se, assim, em um dos principais alvos terapêuticos no tratamento de doenças inflamatórias. PGHSs apresentam duas isoformas: PGHS-1, expressa constitutivamente em diversos tipos celulares, e PGHS-2, usualmente expressa por indução. Ambas isoformas são glicosiladas nos resíduos Asn68, Asn144 e Asn410, modificações necessárias para a atividade e função adequadas destas enzimas. A reação ciclooxigenase necessita que o AA esteja numa orientação catalítica. Adicionalmente a esta orientação, o banco de dados Protein Data Bank contém estruturas cristalográficas que apresentam uma orientação alternativa para o AA, proposta como não-catalítica. Considerando a importância da glicosilação para a função da enzima, o presente trabalho tem como objetivo a caracterização estrutural e conformacional de PGHSs em suas formas glicosiladas, bem como analisar as diferentes orientações adotadas pelo AA em dados cristalográficos prévios. Assim, modelos de PGHS-1 e PGHS-2 glicosiladas foram construídos combinando diferentes fontes de dados experimentais (bioquímicos, cristalográficos e espectrométricos) e foram submetidos a simulações de dinâmica molecular (DM) usando o pacote de simulação do GROMACS e campo de força GROMOS9643a1. Parâmetros desenvolvidos pelo grupo foram empregados para descrever a porção sacarídica dos sistemas. Os dados obtidos indicam uma diminuição na flexibilidade da proteína na presença de glicosilação no domínio EGF em ambas as isoformas. Além disso, PGHS-1 e PGHS-2 ligadas às duas diferentes orientações do AA foram submetidas a estudos de DM, indicando que a orientação alternativa não é estável, possivelmente sendo uma conformação minoritária em solução. Tal orientação alternativa, contudo, pode sugerir novas abordagens para o planejamento de novos agentes anti-inflamatórios baseado na complementaridade à enzima-alvo. / Prostaglandin Endoperoxide Synthases (PGHSs) are homodimeric integral membrane enzymes, N-glycosylated, located in the endoplasmic reticulum lumen, where they catalyze the first step in the prostanoids synthesis, generating prostaglandin H2 from arachidonic acid (AA), so constituting one of the main therapeutic targets for treating inflammatory diseases. PGHSs present two isoforms: PGHS-1, constitutively expressed in several cell types, and PGHS-2, usually expressed by induction. Both isoforms are glycosylated at residues Asn68, Asn144 and Asn410, modifications necessary for adequate PGHSs enzymatic activities and function. The cyclooxygenase reaction requires AA to be in a catalytic orientation. Additionally to this orientation, the Protein Data Bank contains crystallographic structures presenting an alternative orientation for AA, proposed as non-catalytic. Considering the importance of glycosylation for the enzyme`s function, the current work intents to structurally and conformationally characterize the role of the sacharidic moiety of PGHSs, as well as to analyze the different orientations adopted by AA found in previous crystallographic data. Thus, glycosylated models for PGHS-1 and PGHS-2 were built combining different sources of experimental data (biochemical, crystallographic and spectrometric) and submitted to molecular dynamics (MD) using the GROMACS simulation suite and GROMOS9643a1 force field. Parameters developed by the group were employed in order to describe the carbohydrate moiety. The obtained data indicate a decrease in protein flexibility in the presence of glycosylation on the EGF domain of both isoforms. Also, PGHS-1 and PGHS-2 bound to the two different orientations of AA were submitted to MD studies indicating that the alternative orientation is not stable, possibly being a minority orientation in solution. This orientation, however, may suggest new approaches for structure-based design of new anti-inflammatory agents.

O conhecimento da glicobiologia estrutural se mantém como a parte menos explorada do estudo de estrutras tridimensionais. Considerando que a glicosilação pode estar envolvida em processos biológicos como crescimento celular e inflamação o descrever das bases moleculares da interação proteína-carboidrato pode auxiliar na compreensão destes eventos. Neste sentido considerando o pequeno número de trabalhos avaliando o perfil conformacional de glicoproteínas por simulação de dinâmica molecular e RMN este trabalho demonstrou que o campo de força GROMOS43a1 é capaz de representar adequadamente um conjunto de glicoproteínas tendo como conformação inicial as estrutras determinadas por RMN. O próximo desafio foi simular dissacarídeos isolados em solução e comparar o seu perfil aos estudos anteriores, o que demonstrou que o conjunto de conformações de cada dissacarídeo representa as conformações obtidas em ambos os métodos. Para validar o uso de conformações de dissacarídeos como unidades de construção de glicanas em glicoproteínas foi descrita a forma glicosilada das enzimas Cox-1 e Cox-2, que não possuíam a estrutura da glicosilação, e as conformações das glicanas nestas simulações foram similares as dos dissacarídeos, comprovando que as conformações de dissacarídeos podem ser extrapoláveis para construção de glicoproteínas. Finalmente foi construída a forma glicosilada da AGP humana, uma proteína que possui diferenças funcionais associadas ao perfil das glicanas ligadas. Sabe-se que em casos de resposta inflamatória a concentração plasmática da AGP pode ser aumentada em até cinco vezes a concentração normal e durante este aumento há uma diferença no número de ramificações das glicanas e presença de resíduos de fucose. Foram simuladas três estrutras AGP, sem glicosilação e glicosilada com a presença e ausência de fucoses,. A flexibilidade da estrutura não glicosilada é muito maior que das glicoproteínas, mostrando o papel estrutural da glicosilação. Adicionalmente foi estudada a interação que a AGP com selectinas, proteínas envolvidas nos processos inflamatórios, fornecendo dados preeliminares do papel molecular da interação AGP-selectina. / The knowning of strucutural glycobiology still the less explored area in threedimensional structures. Considering the envolviment of glycosylation in biological process such cellular grown and inflammation describe the molecular basis interactions of protein-carbohidrate may facilitate understanding of these events. In this way considering the small number of works evaluated the conformational profile of glycoproteins by molecular dynamics simulations and NMR this work demonstrate that the GROMOS96 43a1 force field adequately represent a glycoprotein’s conformational ensemble taking as the starting geometries, the NMR determined structures. The next step is simulate isolated disaccharides in solution and compare these proflite with previous work, which demonstrate that the conformational ensamble of disaccharides represents the conformations obtain in both methods. To validate the use of disaccharides conformations such construct units of glycans in glycoproteins, the glycosylated form of Cox-1 and Cox-2 with no previous structure were simulated, and the conformations of glycans were similar to disaccharides, proving that disaccharides conformations can be extrapolated to construct glycoproteins. Finaly it was construct the glycosylated form of human AGP, a protein with functional differentces associated to glycan linked profile. In cases of inflammatory response the the plasma concentration can rise up to fivefold and in this case the glycans differ in the branching and presence of fucose residues. Three structures of AGP were construct, unglycosylated and glycosylated with and without fucoses. The structural flexibility of unglycosylated form was higher than the glycosylated forms, demonstrated the structural role of glycans. Additionally it was study the interaction of AGP with selectins, proteins envolved in inflammatory process, supply preliminary data to molecular role of AGP-selectin interaction.

As Distrofias Musculares Progressivas constituem um grupo heterogêneo de doenças genéticas caracterizadas por uma degeneração progressiva e irreversível da musculatura esquelética. Recentemente, associaram-se defeitos do mecanismo de glicosilação da proteína α-DG com diversos tipos de distrofias musculares graves. Alterações nesse processo constituem, portanto um novo mecanismo patogenético nas doenças neuromusculares, abrindo novas possibilidades de estudo. Neste sentido, foram objetivos deste trabalho avaliar o perfil de expressão dos genes envolvidos na glicosilação da proteína α-DG em modelos murinos e em pacientes, e tentar relacionar com os diferentes processos distróficos. Verificamos que tanto camundongos normais como distróficos expressam os genes codificantes das glicosiltransferases na seguinte ordem: Pomgnt1>Large>Fkrp>Pomt1, em todas as idades e em todas as linhagens estudadas, sugerindo um mecanismo constante de regulação gênica, independente do crescimento, envelhecimento ou processo distrófico. Também observamos que a sua expressão não é influenciada pelo processo de degeneração/regeneração, uma vez que não houve concordância entre os animais com músculos mais afetados e degenerados (Largemyd e Lama2dy2J/J) e aqueles com músculos menos degenerados (Dmdmdx e SJL/J), e esse padrão se mantém quando se comparam músculos com graus de degeneração diferentes. Nos animais recém-nascidos, verificou-se um aumento de expressão significativo nas linhagens Dmdmdx e Largemyd e uma queda nas linhagens Lama2dy2J/J e SJL/J. Já nos animais adultos, verificou-se maior semelhança ao perfil dos camundongos controles normais da mesma idade, com exceção do gene Large que apresentou expressão diminuída em quase todos os animais em estudo. No músculo humano, observamos uma ordem do nível de expressão diferente do observado em camundongos, com POMT1>POMGnT1>FKRP>LARGE. Os pacientes com DMD apresentaram um aumento da expressão de todos os genes estudados, de forma similar ao observado no grupo de camundongos Dmdmdx recém-nascidos, sugerindo uma associação com a falta de distrofina. Os pacientes LGMD 2I não apresentaram redução significativa da expressão de FKRP, sugerindo que o processo de transcrição é normal, mas a tradução ou a função/atividade da enzima deve estar comprometida. Nos pacientes CMD 1A, onde a deficiência primária da α2-laminina não está associada a defeito de glicosilação da α-DG, observou-se redução na expressão de POMT1 e FKRP, sugerindo que, a deficiência dessas enzimas possivelmente não altera este processo. Na análise de proteínas, não se observou uma correlação direta com os resultados da expressão gênica das glicosiltrasferases, sugerindo mais uma vez que, por serem enzimas, essas proteínas funcionam de forma diferenciada quando comparadas a proteínas estruturais. Entretanto, nas reações com os anticorpos Anti-POMT1 e Anti-FKRP, os camundongos recém-nascidos apresentaram bandas adicionais de peso molecular maior, sugerindo que essas enzimas estão ligadas a outras proteínas ou entre si nos estágios iniciais de desenvolvimento muscular / Muscular Dystrophies (MD) are a heterogeneous group of genetic diseases characterized by progressive and irreversible degeneration of skeletal muscle. Recently, defects in α-DG glycosylation have been associated with different types of severe forms of muscular dystrophies. Therefore, alteration in this mechanism has been considered an important pathogenetic cause of muscle degeneration, opening new avenues for therapies. The main objective of this study is to evaluate the expression cascade of genes involved in the glycosylation of α-DG in murine models and in patients with different molecular defects causing MD. We found that both normal and dystrophic mice express the glycosyltransferases genes in the following quantitative order: Pomgnt1>Large>Fkrp>Pomt1, in all ages and in all studied strains, suggesting a constant mechanism of gene regulation, independent of growth, aging or dystrophic process. We also observed that this pattern of expression is not related to the degeneration/regeneration process, since there was no concordance between the animals with the most degenerated muscles (Largemyd and Lama2dy2J/J) or the less degenerated muscles (Dmdmdx and SJL/J). Additionally, both gastrocnemius (less degenerated in Dmdmdx) and diaphragm (more degenerated in Dmdmdx) presented the same pattern of expression. In newborn animals, a significant increased expression was observed in Dmdmdx and Largemyd and a decrease in Lama2dy2J/J and SJL/J. In adult animals, the expression profile of Pomt1, Pomgnt1 and Fkrp was similar in normal and affected mice, while Large showed a decreased expression in almost all affected animals. In human muscle, the quantitative order of expression of the 4 genes was: POMT1>POMGnT1>FKRP>LARGE, different from the mice. DMD patients showed an increased expression of all the studied genes, in a pattern similar as the observed in the newborns group of the murine Dmdmdx model, suggesting an association with the lack of protein dystrophin. LGMD 2I patients showed no significant reduction in FKRP expression, indicating a normal transcriptional process. In CMD 1A patients, there was a reduction in POMT1 and FKRP expression, in spite of a normal α-DG glycosylation observed in this disease, suggesting that the deficiency of these enzymes may not alter this process. At the protein level, we did not observe a direct correlation between protein quantities of glicosiltrasferases and gene expression, suggesting that enzymes regulation functions differently as compared with structural proteins. Interestingly, antibodies for POMT1 and FKRP detected, in newborn mice, additional bands of higher molecular weight, suggesting that these enzymes are linked to each other or with other proteins in the early stages of muscle development

A doença de Alzheimer (DA) é caracterizada por um quadro clínico complexo e multifatorial, que envolve perdas cognitivas, déficit de memória e prejuízo na convivência social, observadas mais precocemente nessa população. O tecido cerebral dos portadores apresenta perdas neurais, disfunções neurovasculares, processos inflamatórios, gliose e lesões características da doença como as placas neuríticas e os emaranhados neurofibrilares. Ademais, as evidências apontam para similaridade entre DA e a demência induzida por diabetes mellitus, visto haver uma relação direta que liga a resistência e a deficiência na sinalização da insulina, com as mudanças no metabolismo da glicose. Essas alterações resultam em redução no estado de O-glicosilação com N-acetil-glucosamina das proteínas intracelulares, ativação das células gliais e o desequilíbrio homeostático na relação entre cinase/fosfatase desencadeada pela redução de metabólitos endógenos e aumento de cálcio intracelular. A resposta direta dessas mudanças é caracterizada pela expressão de marcadores celulares e liberação de mediadores inflamatórios que contribuem para a progressão e severidade da doença. Ainda, interações entre variações metabólicas e a ativação inflamatória alteram o microambiente do sistema nervoso central, ativando aguda e cronicamente astrócitos e microglia. Neste estudo investigamos a hipótese de que a infusão intracerebroventricular da estreptozotocina (STZ) desencadeia alterações patofisiológicas e moleculares em hipocampos. Em nossos experimentos, foram avaliadas as mudanças promovidas pela infusão de STZ após 1 e 4 semanas. Nossos resultados demonstram que a STZ afeta elementos importantes na via de sinalização da insulina no hipocampo, declínio da funções cognitivas e alterações neuroquímicas. Demonstramos que o grupo STZ apresentou níveis elevados da serina 307 do IRS-1 e redução na captação de glicose no hipocampo, possivelmente, através da resistência local à insulina e por disfunções astrocíticas. Além disso, demonstramos o impacto da ativação excessiva da calcineurina e a sinalização do fator nuclear de ativação das células T (NFAT), têm consequências a curto e longo prazo na progressão dos processos neurodegenerativos observados no modelo de DA esporádico. / Alzheimer’s disease (AD) is characterized by a complex and multifactorial clinical presentation, which includes cognitive loss, memory deficits, and impairment in social coexistence, observed earlier in this population. The patients’ brain tissue presents neural losses, neurovascular dysfunctions, inflammatory processes, gliosis, and characteristic lesions of the disease, such as senile plaques and neurofibrillary tangles. In addition, the evidence indicates to similarity shared AD and dementia induced by diabetes mellitus by occur a direct relationship of insulin resistance and deficiency in insulin signaling with changes in glucose metabolism. These changes result in lower levels of protein modified by glycosylation with O-linked β-N-acetyl-glucosamine of intracellular, in activation of glial cells, and homeostatic imbalance in the kinase/phosphatase relationship triggered by the decrease of endogenous metabolites and increase of intracellular calcium. The direct response of these changes is characterized by the expression of cellular markers and the release of inflammatory mediators that contribute to the progression and severity of the disease. Furthermore, interactions among metabolic variations and inflammatory activation alter the microenvironment of the central nervous system, activating acute and chronic astrocytes and microglia. We hypothesized that intracerebroventricular infusion of streptozotocin (STZ) triggers pathophysiological and molecular changes in hippocampus. The changes promoted by the STZ infusion were evaluated after one and four weeks. Our results show that insulin STZ affects important elements of the insulin-signaling pathway in the hippocampus, cognitive decline and neurochemical changes. Here, we show that STZ group had elevated levels of serine 307 phosphorylation of IRS-1 and decrease in the uptake of glucose into the hippocampus, possibly, through local resistance to insulin and by astrocytic dysfunction. In addition, these results indicate that aberrant calcineurin activation and nuclear factor of activated T cells (NFAT) signaling develop earlier and later consequences in the progression of the neurodegenerative processes observed in the sporadic AD model.

Pacientes diabéticos tipo 2 apresentam risco de 3 à 5 vezes maior de sofrer infarto do miocárdio do que indivíduos não diabéticos, sendo que 75% desses pacientes morrem de complicações aterotrombóticas. Os mecanismos que levam o indivíduo a apresentar esse perfil pró-trombótico incluem danos ao endotélio, liberação de citocinas pró-inflamatórias, estresse oxidativo, ativação da cascata de coagulação e das plaquetas. As proteínas da cascata de coagulação e as plaquetas são os principais atores do controle do balanço anti/pró-coagulante. A cascata de coagulação pode ser ativada por dano ao endotélio ou por liberação de fatores, como o Fator Tecidual. Essa cascata culmina com a ativação da enzima trombina, que cliva o fibrinogênio e permite sua polimerização e deposição na forma de fibrina. A trombina também participa da ativação das plaquetas. Outros mecanismos têm sido propostos na tentativa de entender as causas do perfil pró-trombótico apresentado por indivíduos diabéticos. A geração Produtos Finais de Glicação Avançada (do inglês Advanced Glycation End-Products – AGE) nesses indivíduos tem sido frequentemente relatada como importante fator. Os AGE são modificações póstraducionais encontradas em proteínas e têm origem em uma reação nãoenzimática entre uma proteína e um açúcar redutor, ou com um aldeído reativo. Durante o diabetes a hiperglicemia é considerada a principal fonte de geração de AGE, mas a participação de outros aldeídos reativos, como o metilglioxal e o glicolaldeído (GA) também são de grande importância. O processo de glicação pode levar a duas situações no organismo: a) alteração na estrutura da proteína com consequente alteração da sua função; b) a geração de moléculas sinalizadoras (AGE) com potencial pró-inflamatório e pró-trombótico. Estudos recentes demonstraram que os AGE podem causar a ativação de plaquetas e promover a liberação de Fator Tecidual por monócitos e células endoteliais. Muitos estudos têm sido realizados com a intenção de entender o papel dos AGE sobre a coagulação, no entanto, faltam dados sobre os efeitos dos seus precursores (açucares e aldeídos reativos) na modulação da hemostasia. Nesta tese, demonstramos que o GA é capaz de reagir com proteínas plasmáticas in vitro, levando a um aumento nos níveis de carbonil. Os coágulos formados a partir de plasma incubado com GA apresentaram-se resistentes à ação proteolítica. O GA teve os mesmos efeitos quando incubado com o fibrinogênio purificado, indicando que essa proteína é um alvo importante no desequilíbrio hemostático causado pelo aldeído. Para avaliar se o aumento dos níveis do GA é relevante in vivo, ratos Wistar adultos foram injetados com esse aldeído. Verificou-se aumento na oxidação de proteínas (carbonil e sulfidril) e um encurtamento no tempo necessário para a coagulação do plasma, indicando um perfil pró-trombótico. Após o isolamento do fibrinogênio desses ratos, foi identificada a formação de CML e um atraso no tempo necessário para a fibrina polimerizar. Os nossos resultados indicam que o GA pode danificar diretamente o fibrinogênio e contribuir para os efeitos prótrombóticos vistos em algumas enfermidades. Ainda, os efeitos do GA in vivo não se restringem apenas às proteínas da cascata de coagulação sendo necessária a avaliação dos efeitos do GA sobre as células envolvidas com os processos de coagulação (plaquetas e células endoteliais). / The risk of myocardial infarction is 3-5 folds higher in type 2 diabetic patients than in healthy subjects. Seventy five percent of these patients die with atherothrombotic complications. The mechanisms behind this prothrombotic profile include endothelial damage, cytokine release, oxidative stress, coagulation and platelet activation. The balance between anti/pro-coagulant is controlled mainly by proteins of coagulation cascade and platelets. Coagulation can be triggered by endothelial damage or by factors release, such as Tissue Factor. This cascade ends with thrombin activation, which act upon fibrinogen and allows its polymerization in the insoluble form fibrin. Moreover, thrombin also may activate platelets. Several mechanisms have been proposed in order to explain the underlying factor responsible for prothrombotic profile seen in diabetes. The generation of Advanced Glycation End-products (AGE) in these patients has been often described as an important factor. AGE are posttranslational modifications found in proteins that have origin in a non-enzymatic reaction between a protein and a sugar (or reactive aldehydes). During the diabetes, the hyperglycaemia is believed to be the main agent of protein glycation. The role of reactive aldehydes, such as methylglyoxal and glycolaldehyde (GA) are important too. Glycation can lead to a two main events in organism: a) alteration in protein configuration, with change of function; b) generation of a class of signaling molecules (AGE), which may trigger the proinflammatory and pro-thrombotic events. Recent studies have revealed that AGE can cause platelet activation and induce Tissue Factor release from monocytes and endothelial cells. A lot of studies have been developed to understand the role of AGE in coagulation, although few have studied the glycation precursors on hemostasis. Here we show that GA is able in reacting with plasma proteins in vitro leading to generation of protein carbonyl. The clots generated from GA-incubated plasma were resistant to proteolysis. The incubation of purified fibrinogen in presence of GA revealed the same profile than we saw in whole plasma, suggesting the importance of this protein in the hemostatic dysfunction induced by GA. To evaluate if the increased levels of GA is relevant in vivo, Wistar rats were injected with the aldehyde and plasma was evaluated. Plasma proteins showed increase in oxidative damage (carbonyl and sulfhydryl) whereas the time necessary to plasma to clot shortened, suggesting a prothrombotic profile. The purification of fibrinogen from GA-injected rats revealed that there was an increase in generation of CML, evaluated by western blot. Moreover, there was a delay in the time necessary to fibrin polymerization in a system containing isolated fibrinogen. Our results suggest that GA can directly damage fibrinogen and thus, contribute to prothrombotic effects seen in some diseases. Moreover, the in vivo effects of GA are not only restricted to the coagulation cascade proteins. More studies are necessary to evaluate the effects of GA on cell that participate in coagulation regulation (e.g. platelets and endothelial cells).

A regulação da expressão gênica é essencial para os fungos se adaptarem às adversidades ambientais, como alterações no pH extracelular, escassez de nutrientes, força iônica e oscilações de temperatura. A resposta adaptativa ao pH ambiente é bem caracterizada em fungos modelo como Aspergillus nidulans, e envolve a via de transdução de sinal constituída pelos produtos dos genes pal e pacC. No dermatófito Trichophyton rubrum, o gene pacC foi inativado, e a linhagem mutante apresentou uma diminuição na atividade das queratinases, indicando que, de alguma forma, este gene está envolvido na regulação da atividade queratinolítica deste dermatófito, e consequentemente na sua virulência e patogenicidade. Além disto, a glicosilação protéica é uma importante forma de regulação pós traducional, estruturando e estabilizando glicoproteínas que podem ser da via secretória, da parede ou da membrana celular. O processo de glicosilação protéica sofre influência do pH extracelular e da fonte nutricional. Foi ainda relatado que este tipo de regulação pós traducional também sofre influência dos genes palB e pacC, indicando que estes genes tenham um papel na glicosilação de enzimas secretadas. O objetivo deste trabalho foi analisar a influência do pH e da fonte nutricional na expressão de genes que codificam enzimas de N- e O-manosilação, e sua possível modulação pela proteína PacC no dermatófito T. rubrum. Para tanto, foi analisado, por PCR em tempo real, o perfil transcricional destes genes nas linhagens H6 (controle) e pacC-1, utilizando-se como fonte de carbono glicose, glicose e glicina ou queratina em vários tempos de cultivo, em pH 5,0 ou 8,0. A análise da expressão gênica revelou que quando a linhagem controle é cultivada em queratina em pH 5,0 ocorre um aumento da expressão da O-manosiltransferase, comparado com o cultivo em glicina com glicose e glicose. Porém, nestas mesmas condições o gene da N-manosiltransferase da linhagem mutante apresenta maiores níveis de expressão que os da linhagem controle. Em pH 8,0 pode-se notar grande semelhança entre os perfis de expressão apresentados por estes dois genes. Os resultados obtidos indicam que o gene pacC tem um papel importante no sensoriamento de nutrientes em meio ácido, modulando a expressão destas transferases, nas condições avaliadas. Estas enzimas podem ativar proteínas que atuam na hidrólise da queratina, ou mesmo formar glicoproteínas de parede celular que são essenciais na adesão do fungo à célula do hospedeiro, sugerindo um papel das manosiltransferases no processo infeccioso. / Gene expression regulation is essential for fungi to adapt to environmental adversities, such as changes in the extracellular pH, nutrient starvation, ionic strength, and temperature. The adaptive response to ambient pH is well characterized in model fungi such as Aspergillus nidulans, and involves the signal transduction pathway consisting of the products of the pal and pacC genes. In the dermatophyte Trichophyton rubrum, the pacC gene was inactivated and the mutant strain showed a decreased activity of keratinases, indicating that, somehow, this gene is involved in the regulation of the keratonolytic activity of this dermatophyte, and consequently in its virulence and pathogenicity. Moreover, protein glycosylation is an important form of post-translational regulation, playing a role in protein folding and stability of glycoproteins of the secretory pathway, cell wall or membrane. The process of protein glycosylation is influenced by extracellular pH and nutritional source. It has also been reported that this type of post-translational regulation is also influenced by the palB and pacC genes, indicating that these genes have a role in glycosylation of secreted enzymes. The objective of this study was to analyze the influence of the pH and nutritional source in the expression of the genes coding for the N-and O-manosylation enzymes, and their possible modulation by PacC in the dermatophyte T. rubrum. To this end, the transcriptional profile of these genes was analyzed, by Real Time PCR, in the H6 (control) and pacC-1 strains, using glucose, glucose with glycine, or keratin as the carbon source, in several culture times, at pH 5.0 or 8.0. Gene expression analysis showed that when the control strain is grown in keratin at pH 5.0 there is an increased expression of the O-manosyltransferase encoding gene, compared to the cultivation in glucose and glucose with glycine. However, at the same conditions the gene coding for the N-manosyltransferase presented higher levels of expression in the mutant strain in relation to the control strain. At pH 8.0 there is a great similarity between the expression profile of these two genes. The obtained results indicate that pacC gene plays an important role in nutrient sensing at acidic pH by modulating the expression of these transferases in the conditions evaluated. These enzymes can activate proteins that play roles in the hydrolysis of keratin, or even forming cell wall glycoproteins that are essential for the adhesion of the fungus to the host cell, suggesting a role of the manosyltransferases in the infectious process.

Pacientes diabéticos tipo 2 apresentam risco de 3 à 5 vezes maior de sofrer infarto do miocárdio do que indivíduos não diabéticos, sendo que 75% desses pacientes morrem de complicações aterotrombóticas. Os mecanismos que levam o indivíduo a apresentar esse perfil pró-trombótico incluem danos ao endotélio, liberação de citocinas pró-inflamatórias, estresse oxidativo, ativação da cascata de coagulação e das plaquetas. As proteínas da cascata de coagulação e as plaquetas são os principais atores do controle do balanço anti/pró-coagulante. A cascata de coagulação pode ser ativada por dano ao endotélio ou por liberação de fatores, como o Fator Tecidual. Essa cascata culmina com a ativação da enzima trombina, que cliva o fibrinogênio e permite sua polimerização e deposição na forma de fibrina. A trombina também participa da ativação das plaquetas. Outros mecanismos têm sido propostos na tentativa de entender as causas do perfil pró-trombótico apresentado por indivíduos diabéticos. A geração Produtos Finais de Glicação Avançada (do inglês Advanced Glycation End-Products – AGE) nesses indivíduos tem sido frequentemente relatada como importante fator. Os AGE são modificações póstraducionais encontradas em proteínas e têm origem em uma reação nãoenzimática entre uma proteína e um açúcar redutor, ou com um aldeído reativo. Durante o diabetes a hiperglicemia é considerada a principal fonte de geração de AGE, mas a participação de outros aldeídos reativos, como o metilglioxal e o glicolaldeído (GA) também são de grande importância. O processo de glicação pode levar a duas situações no organismo: a) alteração na estrutura da proteína com consequente alteração da sua função; b) a geração de moléculas sinalizadoras (AGE) com potencial pró-inflamatório e pró-trombótico. Estudos recentes demonstraram que os AGE podem causar a ativação de plaquetas e promover a liberação de Fator Tecidual por monócitos e células endoteliais. Muitos estudos têm sido realizados com a intenção de entender o papel dos AGE sobre a coagulação, no entanto, faltam dados sobre os efeitos dos seus precursores (açucares e aldeídos reativos) na modulação da hemostasia. Nesta tese, demonstramos que o GA é capaz de reagir com proteínas plasmáticas in vitro, levando a um aumento nos níveis de carbonil. Os coágulos formados a partir de plasma incubado com GA apresentaram-se resistentes à ação proteolítica. O GA teve os mesmos efeitos quando incubado com o fibrinogênio purificado, indicando que essa proteína é um alvo importante no desequilíbrio hemostático causado pelo aldeído. Para avaliar se o aumento dos níveis do GA é relevante in vivo, ratos Wistar adultos foram injetados com esse aldeído. Verificou-se aumento na oxidação de proteínas (carbonil e sulfidril) e um encurtamento no tempo necessário para a coagulação do plasma, indicando um perfil pró-trombótico. Após o isolamento do fibrinogênio desses ratos, foi identificada a formação de CML e um atraso no tempo necessário para a fibrina polimerizar. Os nossos resultados indicam que o GA pode danificar diretamente o fibrinogênio e contribuir para os efeitos prótrombóticos vistos em algumas enfermidades. Ainda, os efeitos do GA in vivo não se restringem apenas às proteínas da cascata de coagulação sendo necessária a avaliação dos efeitos do GA sobre as células envolvidas com os processos de coagulação (plaquetas e células endoteliais). / The risk of myocardial infarction is 3-5 folds higher in type 2 diabetic patients than in healthy subjects. Seventy five percent of these patients die with atherothrombotic complications. The mechanisms behind this prothrombotic profile include endothelial damage, cytokine release, oxidative stress, coagulation and platelet activation. The balance between anti/pro-coagulant is controlled mainly by proteins of coagulation cascade and platelets. Coagulation can be triggered by endothelial damage or by factors release, such as Tissue Factor. This cascade ends with thrombin activation, which act upon fibrinogen and allows its polymerization in the insoluble form fibrin. Moreover, thrombin also may activate platelets. Several mechanisms have been proposed in order to explain the underlying factor responsible for prothrombotic profile seen in diabetes. The generation of Advanced Glycation End-products (AGE) in these patients has been often described as an important factor. AGE are posttranslational modifications found in proteins that have origin in a non-enzymatic reaction between a protein and a sugar (or reactive aldehydes). During the diabetes, the hyperglycaemia is believed to be the main agent of protein glycation. The role of reactive aldehydes, such as methylglyoxal and glycolaldehyde (GA) are important too. Glycation can lead to a two main events in organism: a) alteration in protein configuration, with change of function; b) generation of a class of signaling molecules (AGE), which may trigger the proinflammatory and pro-thrombotic events. Recent studies have revealed that AGE can cause platelet activation and induce Tissue Factor release from monocytes and endothelial cells. A lot of studies have been developed to understand the role of AGE in coagulation, although few have studied the glycation precursors on hemostasis. Here we show that GA is able in reacting with plasma proteins in vitro leading to generation of protein carbonyl. The clots generated from GA-incubated plasma were resistant to proteolysis. The incubation of purified fibrinogen in presence of GA revealed the same profile than we saw in whole plasma, suggesting the importance of this protein in the hemostatic dysfunction induced by GA. To evaluate if the increased levels of GA is relevant in vivo, Wistar rats were injected with the aldehyde and plasma was evaluated. Plasma proteins showed increase in oxidative damage (carbonyl and sulfhydryl) whereas the time necessary to plasma to clot shortened, suggesting a prothrombotic profile. The purification of fibrinogen from GA-injected rats revealed that there was an increase in generation of CML, evaluated by western blot. Moreover, there was a delay in the time necessary to fibrin polymerization in a system containing isolated fibrinogen. Our results suggest that GA can directly damage fibrinogen and thus, contribute to prothrombotic effects seen in some diseases. Moreover, the in vivo effects of GA are not only restricted to the coagulation cascade proteins. More studies are necessary to evaluate the effects of GA on cell that participate in coagulation regulation (e.g. platelets and endothelial cells).

Made available in DSpace on 2015-12-06T23:47:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007 / Objetivo: O propósito desta revisão sistemática foi avaliar a progressão da nefropatia diabética em indivíduos recebendo inibidores dos produtos finais da glicação avançada. Métodos: Tipos de estudos: ensaios clínicos randomizados; tipos de participantes: pacientes com nefropatia diabética (estágios 1 a 4); intervenção: uso dos inibidores dos produtos finais da glicação avançada associado à terapia convencional (inibidores da enzima conversora de angiotensina e/ou antagonistas do receptor da angiotensina II e/ou qualquer outra droga anti-hipertensiva); desfechos: duplicação dos valores da creatinina sérica, retardo na indicação de diálise, mortalidade, clearance da creatinina, proteinúria, albuminúria e taxa de filtração glomerular. Estratégia de busca: a) bases de dados eletrônicos: EMBASE; LILACS; MEDLINE; Cochrane library; b) busca manual; c) comunicação pessoal; d) contactos com indústria farmacêutica. Resultados: foram encontrados quatro estudos, porém somente um preencheu os critérios de inclusão. O desfecho principal deste estudo foi a duplicação da creatinina sérica, favorável ao grupo experimental, porém estatisticamente não significante, risco relativo (RR) de 0,78, intervalo de confiança (IC) de 0,55 a 1,03. No desfecho mortalidade não houve redução com significância estatística entre os grupos, RR de 1,33 e IC de 0,58 à 3,07. No desfecho retardo na indicação da diálise também não houve redução com significância estatística com RR de 1,06 e IC de 0,71 à 1,59. Conclusão: Nos dados apresentados não existem evidências para utilização dos inibidores dos produtos finais da glicação avançada na prevenção da progressão da nefropatia diabética. / Objective: The purposal of this systematic review was to assess the effectiveness of advanced glycation end products inhibitors in association to standard therapy on slowering the progression of diabetic kidney disease. Methods:- type of studies: all eligible randomized clinical trials; type of participants: diabetic individuals (type 1 or 2) with kidney disease (1,2,3,4 stages); intervention: advanced glycation end products inhibitors; outcomes: mortality, creatine clearance, doubling of serum creatinine, albuminuria, proteinuria, glomerular filtration rate (GFR), rate of decline of GFR and onset of dialysis. Strategy search: a) online database: EMBASE; LILACS; MEDLINE; Cochrane Library; b) manual search; c)personal communication; d) pharmaceutical industry contact. Two reviewers, independent, evaluated the references found with the search strategy and applied the inclusion criteria. The methodological quality of the selected assays was done according to Cochrane’s Handbook. After collecting all eligible assays, it was not possible to summarize data into a metanalysis. Results: applying the search strategies we identified four trials. Only one study met the inclusion criteria. The main outcome was doubling of serum creatinine, favourable to experimental group but without statistical significance, relative risk (RR) = 0,78, confidence interval (CI) = 0,55 to 1,03). On mortality there was no difference between groups, RR=1,33, CI 0,58-3,07. On the outcome progression to ESRD there was no difference too, RR=1,06 and CI = 0,71 to 1,59. Conclusions: Until now, according to data identified, there is no evidence that allows the clinical use of AGE inhibitors in diabetic kidney. / BV UNIFESP: Teses e dissertações

A doença de Alzheimer (DA) é caracterizada por um quadro clínico complexo e multifatorial, que envolve perdas cognitivas, déficit de memória e prejuízo na convivência social, observadas mais precocemente nessa população. O tecido cerebral dos portadores apresenta perdas neurais, disfunções neurovasculares, processos inflamatórios, gliose e lesões características da doença como as placas neuríticas e os emaranhados neurofibrilares. Ademais, as evidências apontam para similaridade entre DA e a demência induzida por diabetes mellitus, visto haver uma relação direta que liga a resistência e a deficiência na sinalização da insulina, com as mudanças no metabolismo da glicose. Essas alterações resultam em redução no estado de O-glicosilação com N-acetil-glucosamina das proteínas intracelulares, ativação das células gliais e o desequilíbrio homeostático na relação entre cinase/fosfatase desencadeada pela redução de metabólitos endógenos e aumento de cálcio intracelular. A resposta direta dessas mudanças é caracterizada pela expressão de marcadores celulares e liberação de mediadores inflamatórios que contribuem para a progressão e severidade da doença. Ainda, interações entre variações metabólicas e a ativação inflamatória alteram o microambiente do sistema nervoso central, ativando aguda e cronicamente astrócitos e microglia. Neste estudo investigamos a hipótese de que a infusão intracerebroventricular da estreptozotocina (STZ) desencadeia alterações patofisiológicas e moleculares em hipocampos. Em nossos experimentos, foram avaliadas as mudanças promovidas pela infusão de STZ após 1 e 4 semanas. Nossos resultados demonstram que a STZ afeta elementos importantes na via de sinalização da insulina no hipocampo, declínio da funções cognitivas e alterações neuroquímicas. Demonstramos que o grupo STZ apresentou níveis elevados da serina 307 do IRS-1 e redução na captação de glicose no hipocampo, possivelmente, através da resistência local à insulina e por disfunções astrocíticas. Além disso, demonstramos o impacto da ativação excessiva da calcineurina e a sinalização do fator nuclear de ativação das células T (NFAT), têm consequências a curto e longo prazo na progressão dos processos neurodegenerativos observados no modelo de DA esporádico. / Alzheimer’s disease (AD) is characterized by a complex and multifactorial clinical presentation, which includes cognitive loss, memory deficits, and impairment in social coexistence, observed earlier in this population. The patients’ brain tissue presents neural losses, neurovascular dysfunctions, inflammatory processes, gliosis, and characteristic lesions of the disease, such as senile plaques and neurofibrillary tangles. In addition, the evidence indicates to similarity shared AD and dementia induced by diabetes mellitus by occur a direct relationship of insulin resistance and deficiency in insulin signaling with changes in glucose metabolism. These changes result in lower levels of protein modified by glycosylation with O-linked β-N-acetyl-glucosamine of intracellular, in activation of glial cells, and homeostatic imbalance in the kinase/phosphatase relationship triggered by the decrease of endogenous metabolites and increase of intracellular calcium. The direct response of these changes is characterized by the expression of cellular markers and the release of inflammatory mediators that contribute to the progression and severity of the disease. Furthermore, interactions among metabolic variations and inflammatory activation alter the microenvironment of the central nervous system, activating acute and chronic astrocytes and microglia. We hypothesized that intracerebroventricular infusion of streptozotocin (STZ) triggers pathophysiological and molecular changes in hippocampus. The changes promoted by the STZ infusion were evaluated after one and four weeks. Our results show that insulin STZ affects important elements of the insulin-signaling pathway in the hippocampus, cognitive decline and neurochemical changes. Here, we show that STZ group had elevated levels of serine 307 phosphorylation of IRS-1 and decrease in the uptake of glucose into the hippocampus, possibly, through local resistance to insulin and by astrocytic dysfunction. In addition, these results indicate that aberrant calcineurin activation and nuclear factor of activated T cells (NFAT) signaling develop earlier and later consequences in the progression of the neurodegenerative processes observed in the sporadic AD model.

Pacientes diabéticos tipo 2 apresentam risco de 3 à 5 vezes maior de sofrer infarto do miocárdio do que indivíduos não diabéticos, sendo que 75% desses pacientes morrem de complicações aterotrombóticas. Os mecanismos que levam o indivíduo a apresentar esse perfil pró-trombótico incluem danos ao endotélio, liberação de citocinas pró-inflamatórias, estresse oxidativo, ativação da cascata de coagulação e das plaquetas. As proteínas da cascata de coagulação e as plaquetas são os principais atores do controle do balanço anti/pró-coagulante. A cascata de coagulação pode ser ativada por dano ao endotélio ou por liberação de fatores, como o Fator Tecidual. Essa cascata culmina com a ativação da enzima trombina, que cliva o fibrinogênio e permite sua polimerização e deposição na forma de fibrina. A trombina também participa da ativação das plaquetas. Outros mecanismos têm sido propostos na tentativa de entender as causas do perfil pró-trombótico apresentado por indivíduos diabéticos. A geração Produtos Finais de Glicação Avançada (do inglês Advanced Glycation End-Products – AGE) nesses indivíduos tem sido frequentemente relatada como importante fator. Os AGE são modificações póstraducionais encontradas em proteínas e têm origem em uma reação nãoenzimática entre uma proteína e um açúcar redutor, ou com um aldeído reativo. Durante o diabetes a hiperglicemia é considerada a principal fonte de geração de AGE, mas a participação de outros aldeídos reativos, como o metilglioxal e o glicolaldeído (GA) também são de grande importância. O processo de glicação pode levar a duas situações no organismo: a) alteração na estrutura da proteína com consequente alteração da sua função; b) a geração de moléculas sinalizadoras (AGE) com potencial pró-inflamatório e pró-trombótico. Estudos recentes demonstraram que os AGE podem causar a ativação de plaquetas e promover a liberação de Fator Tecidual por monócitos e células endoteliais. Muitos estudos têm sido realizados com a intenção de entender o papel dos AGE sobre a coagulação, no entanto, faltam dados sobre os efeitos dos seus precursores (açucares e aldeídos reativos) na modulação da hemostasia. Nesta tese, demonstramos que o GA é capaz de reagir com proteínas plasmáticas in vitro, levando a um aumento nos níveis de carbonil. Os coágulos formados a partir de plasma incubado com GA apresentaram-se resistentes à ação proteolítica. O GA teve os mesmos efeitos quando incubado com o fibrinogênio purificado, indicando que essa proteína é um alvo importante no desequilíbrio hemostático causado pelo aldeído. Para avaliar se o aumento dos níveis do GA é relevante in vivo, ratos Wistar adultos foram injetados com esse aldeído. Verificou-se aumento na oxidação de proteínas (carbonil e sulfidril) e um encurtamento no tempo necessário para a coagulação do plasma, indicando um perfil pró-trombótico. Após o isolamento do fibrinogênio desses ratos, foi identificada a formação de CML e um atraso no tempo necessário para a fibrina polimerizar. Os nossos resultados indicam que o GA pode danificar diretamente o fibrinogênio e contribuir para os efeitos prótrombóticos vistos em algumas enfermidades. Ainda, os efeitos do GA in vivo não se restringem apenas às proteínas da cascata de coagulação sendo necessária a avaliação dos efeitos do GA sobre as células envolvidas com os processos de coagulação (plaquetas e células endoteliais). / The risk of myocardial infarction is 3-5 folds higher in type 2 diabetic patients than in healthy subjects. Seventy five percent of these patients die with atherothrombotic complications. The mechanisms behind this prothrombotic profile include endothelial damage, cytokine release, oxidative stress, coagulation and platelet activation. The balance between anti/pro-coagulant is controlled mainly by proteins of coagulation cascade and platelets. Coagulation can be triggered by endothelial damage or by factors release, such as Tissue Factor. This cascade ends with thrombin activation, which act upon fibrinogen and allows its polymerization in the insoluble form fibrin. Moreover, thrombin also may activate platelets. Several mechanisms have been proposed in order to explain the underlying factor responsible for prothrombotic profile seen in diabetes. The generation of Advanced Glycation End-products (AGE) in these patients has been often described as an important factor. AGE are posttranslational modifications found in proteins that have origin in a non-enzymatic reaction between a protein and a sugar (or reactive aldehydes). During the diabetes, the hyperglycaemia is believed to be the main agent of protein glycation. The role of reactive aldehydes, such as methylglyoxal and glycolaldehyde (GA) are important too. Glycation can lead to a two main events in organism: a) alteration in protein configuration, with change of function; b) generation of a class of signaling molecules (AGE), which may trigger the proinflammatory and pro-thrombotic events. Recent studies have revealed that AGE can cause platelet activation and induce Tissue Factor release from monocytes and endothelial cells. A lot of studies have been developed to understand the role of AGE in coagulation, although few have studied the glycation precursors on hemostasis. Here we show that GA is able in reacting with plasma proteins in vitro leading to generation of protein carbonyl. The clots generated from GA-incubated plasma were resistant to proteolysis. The incubation of purified fibrinogen in presence of GA revealed the same profile than we saw in whole plasma, suggesting the importance of this protein in the hemostatic dysfunction induced by GA. To evaluate if the increased levels of GA is relevant in vivo, Wistar rats were injected with the aldehyde and plasma was evaluated. Plasma proteins showed increase in oxidative damage (carbonyl and sulfhydryl) whereas the time necessary to plasma to clot shortened, suggesting a prothrombotic profile. The purification of fibrinogen from GA-injected rats revealed that there was an increase in generation of CML, evaluated by western blot. Moreover, there was a delay in the time necessary to fibrin polymerization in a system containing isolated fibrinogen. Our results suggest that GA can directly damage fibrinogen and thus, contribute to prothrombotic effects seen in some diseases. Moreover, the in vivo effects of GA are not only restricted to the coagulation cascade proteins. More studies are necessary to evaluate the effects of GA on cell that participate in coagulation regulation (e.g. platelets and endothelial cells).