Made available in DSpace on 2017-07-24T19:37:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Robson Rodrigo Miranda.pdf: 3117830 bytes, checksum: 06e1c7195d09d214dbcc6eeb5412efe4 (MD5) Previous issue date: 2015-03-10 / Chagas disease is one of the seventeen neglected tropical diseases according to the World Health Organization. In the recent decades, new parasite metabolic pathways were identified, what brings perspectives for the development of more specific and less toxic drugs, towards crucial target pathways. Once the therapeutic target is identified, a structural and biochemical characterization of the enzymes involved becomes necessary. It may be speculated that one possible therapeutic target to combat Chagas disease is the Histidine Ammonia-Lyase enzyme, which participates in the catabolic pathway of histidine. Therefore, in order to contribute to the structural and biochemical understanding of this enzyme, their heterologous production in E. coli was performed. The product protein was purified by affinity chromatography and used in various techniques for initial characterization. The activity was determined by kinect assay, the thermal stability and secondary structure content were investigated by Circular Dichroism (CD) and the oligomerization stated in solution was analyzed by Dynamic Light Scattering (DLS). The X ray diffraction technique was used to elucidate the three dimensional structure. TcHAL was expressed and purified satisfactorily. The activity proved adequate protein folding and the Circular Dichroism indicated a predominance of α-helix secondary structure and the start of the thermal denaturation at 68°C. TcHAL was crystallized and provided suitable diffraction patterns for the 3D structure elucidation. These biochemical and structural studies advanced the understanding of this enzyme and of the inhibition potentialities. / A Doença de Chagas é uma das dezessete doenças tropicais negligenciadas de acordo com a Organização Mundial da Saúde. Nas últimas décadas foram descritas novas vias metabólicas deste parasita, o que abre perspectivas para o desenvolvimento de medicamentos mais específicos e menos tóxicos, para vias cruciais como alvo. Uma vez identificado o alvo terapêutico, passa a ser necessária a caracterização estrutural e bioquímica das enzimas envolvidas. Especula-se como alvo terapêutico para combater a Doença de Chagas a enzima Histidina Amônio Liase, que participa da via catabólica da histidina. Sendo assim, visando contribuir com o entendimento estrutural e bioquímico desta, foi realizada a sua produção heteróloga em E. coli. Esta foi purificada por cromatografia de afinidade e utilizada em diversas técnicas para caracterização inicial. A atividade foi determinada em ensaio cinético, a estabilidade térmica e as estruturas secundárias foram investigadas por Dicroísmo Circular (CD) e o estado de oligomerização em solução foi analisado por Espalhamento Dinâmico de Luz (DLS). A técnica de difração de raios X foi empregada para elucidação da estrutura tridimensional. A TcHAL foi expressa e purificada de maneira satisfatória. A atividade revelou um adequado enovelamento protéico e o Dicroísmo Circular indicou predominância de estruturas secundárias hélices-α e início da desnaturação térmica próximo a 68 °C. A TcHAL foi cristalizada e forneceu padrões de difração suficientes para elucidação da estrutura 3D. Os estudos bioquímicos e estruturais avançaram o entendimento desta enzima e das possibilidades de sua inibição.

O Trypanosoma cruzi é capaz de matabolizar aminoácidos como fontes de carbono e energia, dentre eles, o aminoácido histidina (His). Canonicamente, a via de degradação de His compreende quatro passos enzimáticos que consistem na oxidação de His a glutamato (Glu). O Glu gerado é convertido em alfa-cetoglutarato (α-KG), que é incorporado ao ciclo de Krebs (TCA), gerando coenzimas reduzidas que irão fornecer elétrons para a cadeia transportadora de elétrons (CTE), produzindo ATP. Nesse trabalho foi possível demonstrar que o substrato da terceira enzima envolvida na degradação de His (imidazolona propionase-TcIP), chamado 4-imidazolona-5-propionato (IPA) é oxidado não enzimáticamente a α-KG, e este é capaz de ser metabolizado diretamente via TCA. Ainda foi possível demonstrar que essa enzima se encontra formando um complexo macromolecular com a segunda enzima da via (urocanato hidratase TcUH). Finalmente, obervou-se que o controle da expressão da TcIP é importante no processo de metaciclogênse de T. cruzi. / Trypanosoma cruzi is able to catabolize amino acids as carbon and energy sources, among them the amino acid histidine (His). Canonically, the His degradation pathway comprises four enzymatic steps consisting of the oxidation of His to glutamate (Glu). The Glu is converted to alpha ketoglutarate (α-KG), which is incorporated into the Krebs cycle (TCA), generating reduced coenzymes that will supply electrons to the electron transport chain (ETC), producing ATP. In this work it was possible to demonstrate that the substrate of the third enzyme involved in the His degradation (imidazolonepropionase - TcIP), called 4-imidazolone-5-propionate (IPA), is non-enzymatically oxidized to α-KG, which is able to be metabolized directly through TCA. It was possible to demonstrate that this enzyme is forming a macromolecular complex with the second enzyme (urocanate hydratase - TcUH). Finally, it was established that the control of TcIP expression is important in the metacyclogenesis process in T. cruzi.

A exposição prolongada a estressores socio-ambientais induz alterações duradouras nos níveis afetivo, cognitivo e fisiológico característicos de transtornos de ansiedade e depressão. No paradigma de estresse crônico variado (ECV) é possível modelar essas alterações com base na exposição aleatória, intermitente e incerta dos roedores a vários estressores. Porém, alguns indivíduos também demostram uma capacidade notável de adaptação ativa e persistem diante de eventos imprevisíveis e incontroláveis. Sabe-se também que o sistema neural histaminérgico (SNH) é um indicador sensível do estresse e regula as reações defensivas relacionadas. Contudo, pouco se sabe sobre o papel da histamina no modelo de ECV. Considerando ainda que o perfil comportamental dos camundongos estressados pelo ECV seja contraditório, o presente estudo investigou se (1) duas linhagens de camundongos seriam susceptíveis a respostas relacionadas ao estresse; (2) a neurotransmissão histaminérgica estaria envolvida na ansiedade induzida pelo estresse; (3) o tratamento crônico com L-histidina (LH) combinado ou não ao ECV modificaria a expressão de Fos em áreas cerebrais límbicas. Para testar o impacto do protocolo ECV sobre respostas do tipo depressivas, os comportamentos de camundongos Suíços não estressados (NST) e estressados (ST) foram analisados na tarefa de esquiva ativa de duas vias e no teste de suspensão da cauda. Não foi detectado aumento significativo da imobilidade passiva, mas o grupo ST apresentou hiperreatividade na tarefa de esquiva. Como etapa seguinte, os efeitos do ECV no comportamento ansioso dos animais NST e ST foi verificado no labirinto em cruz elevado (LCE). Notavelmente, camundongos C57Bl/6 estressados desenvolveram respostas ansiogênicas, enquanto a linhagem de Suíço exibiu um perfil comportamental heterogêneo no LCE. Estes resultados indicam que o regime de ECV induz um efeito ansiogênico de modo consistente em animais C57Bl/6 adultos, enquanto os camundongos Suíço são resilientes ao protocolo. Além disso, a ansiedade induzida pelo ECV não foi revertida ou potencializada pela administração crônica de LH, enquanto que a estimulação farmacológica prolongada do SNH poderia representar um potencial estresse isoladamente. Adicionalmente, uma hipo-ativação das áreas corticais pré-limbicas e infralímbicas foi relacionada à condição de estresse crônico, sem efeitos resultantes do tratamento farmacológico. A expressão de Fos+ induzida pela exposição ao LCE foi detectada nos subnúcleos lateral, basolateral e central, porém não houve ativação diferencial destes subnúcleos amígdaloides influenciados pelo ECV e/ou tratamento. Assim, os resultados apresentadas corroboram evidências de que respostas ao estresse são genética e experiência-dependentes, resultando em resiliência ou má adaptação de indivíduos e linhagens. Além disso, o ECV foi capaz de causar uma resposta ansiogênica acompanhada de hipo-ativação de subáreas específicas do córtex pré-frontal medial, região cerebral importante na regulação dos comportamentos defensivos e nas respostas psicofisiológicas do estresse. Finalmente, o tratamento crônico com LH não alterou os parâmetros comportamentais e neuroanatômico-funcionais influenciados pelo estresse. / Chronic exposure to socio-environmental stressors leads to a myriad of long-term alterations in affective, cognitive and physiological levels, which typifies prevalent neuropsychiatric disorders. Importantly, chronic variable stress (CVS) is an experimental model for anxiety- and depressive-like disorders based on the random, intermittent, and uncertain exposure to various stressors. Some individuals also show a remarkable ability to adapt and actively cope and persist in the face of such unpredictable and uncontrollable events. Histamine is a sensitive indicator of stressful experiences and modulates the activation of neuroendocrine stress response to influence defensive reactions. However, little is known about the role of histamine on CVS model. While the behavioral profile of CUS-stressed mice is also contradictory, we investigated whether (1) two widely used mouse strains were susceptible to stress-related responses; (2) histaminergic neurotransmission is involved on stress-induced anxiety; (3) L-histidine (LH) chronic treatment combined to CVS changes Fos expression in limbic areas. To test the impact of the CVS protocol on depressive-like responses, the performance of non-stressed (NST) and stressed (ST) Swiss animals was analyzed in the two-way avoidance task and in the tail suspension test. No increased passive immobility was detected, but the ST group did display hyperreactivity in the avoidance task. Next, the effects of CVS on anxiety were examined in the elevated plus maze (EPM). Remarkably, stressed C57Bl/6 developed anxiogenic responses, while Swiss mice displayed a heterogeneous behavioral profile in the EPM. These results indicate that 2-week-long CVS regimen consistently induces anxiogenic-like response in adult C57Bl/6 mice, while Swiss animals seem to be resilient. Additionally, CVS-induced anxiety is not reversed or potentialized by the chronic administration of LH, but the histamine precursor appears to be a potential stressor per se. Importantly, a hypoactivation of the prelimbic and infralimbic cortical areas was related to the chronic stress condition, with no main effects of the pharmacological treatment. EPM induced Fos+ expression was detected in the lateral, basolateral and central subnuclei, without differential activation of these amygdaloid subnuclei provoked by CVS and/or histaminergic stimulation. The present evidences corroborate the concept that stress responses can be genetic- and experience-dependent, resulting in resilience or maladaptation of a particular strain. Also, stress-induced anxiety could be related to a hypoactivation of the medial prefrontal cortex, important brain region in regulating the defensive behaviors and HPA stress response.

Submitted by Luciana Sebin (lusebin@ufscar.br) on 2016-10-11T18:07:04Z No. of bitstreams: 1 DissCDSJ.pdf: 5508281 bytes, checksum: 494e75225dc01ef99c7d2a4685a0f5a7 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2016-10-17T18:15:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissCDSJ.pdf: 5508281 bytes, checksum: 494e75225dc01ef99c7d2a4685a0f5a7 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2016-10-17T18:15:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissCDSJ.pdf: 5508281 bytes, checksum: 494e75225dc01ef99c7d2a4685a0f5a7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-17T18:23:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissCDSJ.pdf: 5508281 bytes, checksum: 494e75225dc01ef99c7d2a4685a0f5a7 (MD5) Previous issue date: 2016-02-24 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Phenylalanine ammonia lyase (PAL) catalyzes the non-oxidative deamination of L-Phe. It is an important enzyme in the production of enantio-pure mixtures of phenylalanine. Besides being important in plant secondary metabolism, PAL has also been used both for industrial applications as in the treatment of leukemia and phenylketonuria. The PAL have high similarity with histidine ammonia lyase (HAL) and it is believed that the PAL originated from HAL. Use of HAL termini sequences, previously obtained from the metagenome of Poraquê Lake (03°57' S, 63°10' W) to produce an engineered enzyme. The HAL assembled from them had its catalytic core exchanged by one which was designed from the previously described PAL sequences. Thus, We aim to shift the HAL activity making it active in the presence of phenylalanine through an easy protocol. Our phylogenetic analysis shows a clear division between plant and fungal PALs, and showed that recombination played a key role in the separation of these groups. In addition, We also observed that PAL catalytic core is conserved despite positive selection operating in protein termini. The recombinant enzyme, mPAL_c1, was produced in insoluble form and was refolded in vitro. mPAL_c1, when using L-Phe as substrate, has a TOPT. of 30°C (at pH 7.5 with 2mM MnCl2), KM of 55μM and Kcat/KM of 0.01633 mM-1s-1. The activity of mPAL_c1 showed about 30% of activity of commercial PAL from Rhodotorula toruloides at 2 mM L-Phe. Activation of mPAL_c1 was tested through substrate concentration rising from 2 mM to 5 mM of L-Phe, and its activity was almost 5 times higher. The results still suggest a histidine ammonia lyase remnant activity. The low catalytic rates are justified due to protein aggregation and misfolding, detected by size exclusion chromatography and by circular dichroism. In summary, our protocol has proved to be useful in protein design. / A fenilalanina amônia liase (PAL) catalisa a desaminação não oxidativa de L-Phe. Ela é uma enzima importante na produção de misturas enântio-puras de fenilalanina. Além de ser importante no metabolismo secundário vegetal, a PAL também tem sido utilizada tanto para aplicações industriais quanto no tratamento de leucemia e fenilcetonúria. As PAL apresentam alta similaridade com as histidina amônia liases (HAL) e acredita-se que as PAL se originaram das HAL. Utilizamos sequências das extremidades de uma HAL, previamente obtidas do metagenoma do Lago Poraquê (03°57' S e 63°10' W) para produção de uma enzima engenheirada. A HAL montada a partir delas teve seu núcleo catalítico trocado por um que foi desenhado a partir de sequências de PAL previamente descritas. Desta forma visamos deslocar as atividades da HAL tornando-a ativa em presença de fenilalanina por meio de um protocolo simplificado. As nossas análises filogenéticas revelam uma divisão clara entre PALs vegetais e fúngicas, e mostram que a recombinação teve um papel fundamental na separação destes grupos. Além disto, também observamos que o núcleo catalítico da enzima é conservado, com relação às extremidades. A enzima recombinante, mPAL_c1, foi produzida sob forma insolúvel e reenovelada in vitro. A mPAL_c1 tendo como substrato a L-Phe, possui uma Topt. de 30°C num pH de 7,5 com 2mM de MnCl2 e um KM de 55μM, VMáx de 15mU e Kcat/KM de 0,01633 mM-1s-1. A atividade da mPAL_c1 se mostrou cerca de 30% da atividade da PAL comercial de Rhodotorula toruloides a 2 mM de L-Phe. A ativação pelo substrato foi de quase 5 vezes quando a concentração de L-Phe foi elevada de 2mM até 5mM. Os resultados sugerem um resquício de atividade de histidina amônia-liase. As baixas taxas catalíticas se justificam devido à agregação e misfolding proteicos, detectados pela cromatografia de exclusão molecular e pelo dicroísmo circular. Por fim, o protocolo estabelecido neste estudo se mostrou útil para a engenharia de proteínas.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:51:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1830082 bytes, checksum: ec907521bfa48f79975e5fe22c20d972 (MD5) Previous issue date: 2009-10-01 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The filamentous fungus Colletotrichum lindemuthianum (Sacc & Magnus) Briosi & Cav., causal agent of anthracnose, is an important pathogen of common bean (Phaseolus vulgaris L.). This fungus is an excellent model organism for understanding the infection process of pathogenic fungi. A C. lindemuthianum non-pathogenic mutant (LVSa1) with partial deficiency in the production of melanin was obtained through plasmid insertional mutagenesis. The aim of this study was to isolate and characterize the interrupted gene in theLVSa1 mutant and demonstrate its importance in the plant infection process. The mutated gene was isolated from a C. lindemuthianum genomic bank and named slnCl1. The sequence analysis revealed that slnCl1 encodes a histidine kinase. The sequence presents an ORF of 3555 base pairs, interrupted by three putative introns, containing 51, 87 and 89 bp. The multiple alignment of the deduced sequence of the protein, including sequences of all histidine kinases classes available in the databases, grouped SlnCl1 in class VI; possessing highly conserved regions characteristic of histidine kinase, and related to its function. A mutant with partial deficiency for the production of melanin was obtained through site-directed insertional mutagenesis using a gene fragment. This mutant showed a significant reduction in the ability to infect bean leaves, demonstrating that SlnCl1 is important to the pathogenicity process of this fungus. As many histidines kinases already described in fungi, SlnCl1 is involved in osmoregulation and adaptation to different osmotic concentrations in C. lindemuthianum. Furthermore, through this sensor protein, the fungus can distinguish the osmotic stress caused by high concentrations of sugars and salts. The mutant was sensitive to fungicides that target a MAPK signaling pathway, probably regulated by slnCl1. The results suggest that C. lindemuthianum must have other histidines kinases involved in the osmoregulation process. The study of the signaling cascade regulated by slnCl1 may represent a major advance in understanding the pathogenicity and developing new methods to combat this disease. / O fungo filamentoso Colletotrichum lindemuthianum (Sacc & Magnus) Briosi & Cav., agente causal da antracnose, é um importante patógeno do feijoeiro comum (Phaseolus vulgaris L.). Esse fungo é um excelente modelo de estudo para o entendimento do processo de infecção de fungos fitopatogênicos. Por meio de mutagênese por inserção de plasmídeo foi obtido um mutante (LVSa1) não patogênico de C. lindemuthianum com deficiência parcial na produção de melanina. O objetivo desse trabalho foi isolar e caracterizar o gene interrompido no mutante LVSa1 e comprovar a sua importância no processo de infecção da planta. O gene mutado foi isolado de um banco genômico de C. lindemuthianum e denominado slnCl1. A análise da sequência revelou que slnCl1 codifica uma histidina quinase. A sequência apresenta uma ORF de 3555 pares de bases, interrompida por três íntrons putativos, contendo 51, 87 e 89 pb. O alinhamento múltiplo da sequência deduzida da proteína, com sequências de todas as classes de histidinas quinases disponíveis nos bancos de dados agrupou SlnCl1 na classe VI, possuindo regiões extremamente conservadas características de histidina quinases e relacionadas a sua função. Por meio de mutagênese insercional sítio dirigida utilizando um fragmento do gene, foi obtido um mutante que apresentou deficiência parcial na produção de melanina. Esse mutante apresentou uma redução significativa na capacidade de infectar folhas de feijoeiro, demonstrando que SlnCl1 é importante no processo de patogenicidade desse fungo. Como muitas histidinas quinases já descritas em fungos, SlnCl1 apresenta envolvimento no processo de osmorregulação e adaptação a diferentes concentrações osmóticas em C. lindemuthianum. Além disso, por meio dessa proteína sensora, o fungo pode distinguir o estresse osmótico causado por altas concentrações de açúcares e de sais. O mutante mostrou-se sensível a fungicidas que tem como alvo uma via de sinalização MAPK, provavelmente regulada por slnCl1. Os resultados obtidos sugerem que C. lindemuthianum deve possuir outras histidinas quinases envolvidas no processo de osmorregulação. O estudo da cascata de sinalização regulada por slnCl1 pode representar um grande avanço no entendimento do processo de patogenicidade e na elaboração de novos métodos de combate a doença.

A atividade biológica de aldeídos α,Β-insaturados tem sido associada a diversos processos incluindo regulação gênica, envelhecimento Alzheimer e disfunções mitocondriais. Neste trabalho investigamos a formação de adutos do trans,trans-2,4-decadienal (DDE), um aldeído produzido endogenamente e presente como contaminante em alimentos e água, em lisina, histidina e citocromo c. Avaliamos também alterações na função de mitocôndrias de fígado de rato expostas ao aldeído. As análises por espectrometria de massas, LC-ESI/MS, indicaram a formação de diversos tipos de adutos de DDE nos aminoácidos lisina e histidina, entre eles bases de Schiff e enaminas. Os resultados obtidos por espectrometria de massas, MALDI-Tof, indicaram a formação de adutos de DDE formados via base de Schiff de maneira concentração do aldeído, tempo e pH dependentes. As análises da proteína digerida por ESI-Q-ToF, indicaram que os adutos foram formados nos resíduos H-33, K-39, 72 e 100, localizados em regiões ricas em resíduos básicos, cuja interação com membranas e citocromo e oxidase tem sido postulada. Observamos também o deslocamento da banda Soret (λ = 409 nm) e o desaparecimento da banda em λ = 695 nm, relativa a coordenação do sexto ligante do grupo heme (M-80). Este fenômeno está associado a abertura da cavidade do grupo heme e o deslocamento do ligante, indicando alterações nas estruturas secundária e terciária da proteína. Os experimentos realizados com mitocôndrias isoladas indicaram que DDE promove danos à membrana interna mitocondrial, demonstrando i pelo aumento no consumo de O2 em mitocôndrias em estado 4. Em decorrência destas lesões observamos também o intenso inchamento mitocondrial, indicado por experimentos de espalhamento de luz e microscopia eletrônica de transmissão. O inchamento não foi bloqueado por ciclosporina A, um inibidor do poro de transição mitocondrial. DDE também induziu a perda do potencial de membrana da organela, demonstrado pelo monitoramento do indicador fluorescente safranina O e aumento da peroxidação lipídica atestado pela quantificação de malondialdeido (MDA). Estes resultados indicam que DDE promove alterações estruturais no citocromo e podendo levar ao comprometimento da atividade da proteína, além de promover alterações em parâmetros mitocondriais, indicando um possível envolvimento na disfunção mitocondrial promovida por estresse oxidativo. / Lipid hydroperoxide-derived α,β-unsaturated aldehydes are involved in several cellular processes such as gene expression, aging, Alzheimer disease and mitochondrial dysfunction. In this work we have investigated adduct formation in lysine, histidine and cytochrome c by trans,trans-2,4-decadienal (DDE), an endogenously lipoperoxidation product. DDE is also a widespread environment aldehyde found, for example, in food and as a contaminant in water. Alterations in rat liver mitochondrial parameters such as oxygen consumption, membrane potentials, swelling and lipoperoxidation were also investigated. LC-ESI/MS experiments indicated that DDE react with aminoacids lysine and histidine producing adducts. In addition, MALDI-TOF experiments indicated increases in the molecular weight of cytochrome c consistent with the formation of DDE adducts via the Schiff base mechanism. Our data shows that the protein modification was time, pH and DDE-concentration dependent, leading to the formation of at least six adducts after 2 h incubation at pH 7.4. ESI-Q-TOF MS analysis of tryptic digests indicated that H-33, K-39, K-72 and K-100 were modified by DDE. These adducts are present in clusters of basic amino acid residues, which are believed to participate in the interaction of cytochrome c with mitochondrial membrane and cytochrome c oxidase. A blue shift in the Soret band from 409 to 406 nm was also observed, indicating heme crevice opening and displacement of heme sixth ligand (Met-80) coordination in modified protein. DDE (180 µM) treatment increases the rate of mitochondrial oxygen consumption, suggesting a partial mitochondrial uncoupling. Moreover, extensive mitochondrial swelling upon treatment with DDE (900 nM-162 &#181M) was observed by light scattering and transmission electron microscopy experiments. These effects were not prevented by the mitochondrial permeability transition inhibitor cyclosporin A. A DDE concentration-dependent loss in the inner mitocondrial membrane potential, monitored by safranin O fluorescence and an increase in lipoperoxidation were also observed. All together, these results suggest that reactive aldehydes can induce inner mitochondrial membrane damage playing a role in mitochondrial dysfunction associated with oxidative stress.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:55:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 371875 bytes, checksum: ebd0743d805bcdc1ccc6a45d01681ac4 (MD5) Previous issue date: 2014-03-12 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This paper aimed to propose new models to forecast the chemical composition of the non- carcass component; evaluate the equations proposed by BR-Corte (2010) to predict chemical composition of carcass and empty body from bovines using variables of the body and the section between 9th and 11th ribs from data of crossbred animals 3&#8260;4 Zebu x 1&#8260;4 Dutch; and use 3-methilhistidine (3MH) excretion to study the muscle protein synthesis and degradation in both crossbred males and females, at different stages of growth. In chapter 1, the objectives were to develop equations to estimate the non-carcass components chemical composition and to evaluate the prediction equations of chemical composition of carcass and empty body from bovines, proposed by BR-Corte (2010). Data from 130 animals in three experiments (24 castrated males CM; 24 females; and 82 non-castrated males NCM). Over the three experiments, the slaughter procedure was the same, where the gastrointestinal tract was washed to determine the empty body weight and all components of the animal body were weighed individually. The right half carcass was completely dissected and the weight of flash, fat and bones was measured. A sample from both carcass and non-carcass components were collected to determine the chemical composition. The section between the 9th and 11th ribs (HH section) was removed from all castrated males, all females and from 50 non-castrated males and completely dissected to evaluate the chemical composition prediction equations of carcass and empty body from BR-Corte (2010). Equations to estimate composition of the ethereal extract (EE), crude protein (CP), mineral material, calcium, phosphorus, magnesium, sodium and potassium of non-carcass components were proposed. Also, the BR-Corte (2010) equations to crude protein and ethereal extract contents of carcass and empty body were tested and the ones that did not estimate accordingly the known values were readjusted. The equations from BR-Corte (2010) estimated rightly the EE content in carcass from CM, NCM and females; and the EE content in empty body from CM and females. Thus, the forecast equations of CP in carcass from CM, NCM and female; EE in empty body from NCM; and CP in empty body from CM, NCM and females were readjusted. In Chapter 2, the objective was to evaluate the protein synthesis and degradation from castrated males and females, using 3MH. 20 castrated males and 20 females were used. They were with an average age of 12 months and average initial weight of 299 kg for males and 266,7 kg for females. The animals were separated in four groups with eight animals each group (four females and four males) to be slaughtered at 30, 60, 90 and 120 days of confining. The animals were separated in a completely randomized design, in 4 x2 factorial scheme, being two gender condition (castrated males and females) and four confining periods (30, 60, 90 and 120 days). Eight animals (four of each gender) were slaughtered at the beginning of the experiment to determine the initial muscle protein and mass; and four animals of each gender were slaughtered at the end of each period of confining to determine muscle protein and mass. The diet consisted of 45% forage and contained 116.35 g of crude protein / kgDM. To assess protein degradation was performed total collection of urine for three days in all animals slaughtered at the end of each period of confinement for analysis of excretion of 3-methyl-histidine. The urine collection was performed five days before each slaughter. The concentration of 3-methylhistidine in mmol / mmol of creatinine in urine did not differ between males and females (P <0.44) and between periods of confining (P> 0.45). The fractional degradation rate was lower in males than in females (P <0.01) and higher for animals slaughtered at 60, 90 and 120 compared to the slaughter with 30 days of confinement (P <0.01), with no interaction between sex and period of confining (P> 0.38). For the fractional synthesis rate there was no interaction between sex and period of confining (P> 0.31) and sex effect (P> 0.10), but the effect of confinement period (P <0,0,1) was observed, which was lower for animals slaughtered at 30 days compared to the others. The fractional rate of increase showed no interaction between sex and period of confining (P> 0.34), being higher in males (P <0.03) and between different periods of confining (P <0.01), being higher for animals slaughtered at 120 days, followed by 90, 30 and 60 days of confining. It is concluded that the degradation rate is higher in females and the rate of increase is higher in castrated males with no difference between genders for the rate of protein synthesis, which was increased with days on feed. / Objetivou-se com esse trabalho propor novos modelos para predizer a composição química do componente não-carcaça, avaliar com dados de animais cruzados 3&#8260;4 Zebu × 1&#8260;4 Holandês as equações propostas no BR-Corte (2010) para predizer a composição química da carcaça e do corpo vazio de bovinos utilizando variáveis do corpo e seção entre a 9a e 11a costelas e utilizar a excreção de 3-metil-histidina (3MH) para estudar a síntese e degradação proteica muscular em machos e fêmeas cruzados, em diferentes fases de desenvolvimento. No capítulo 1, objetivou-se desenvolver equações para estimar a composição química dos componentes não carcaça e avaliar com dados de animais cruzados 3&#8260;4 Zebu × 1&#8260;4 Holandês, as equações para predição da composição química da carcaça e do corpo vazio propostas pelo BR-Corte (2010) para bovinos. Foram utilizados dados de 130 animais de três experimentos (24 machos castrados (MC), 24 fêmeas e 82 machos não-castrados (MNC)). Nos três experimentos, o procedimento de abate foi o mesmo, onde o trato gastrintestinal foi lavado para determinação do peso de corpo vazio, e todos os componentes do corpo do animal pesados individualmente. A meia carcaça direita foi dissecada completamente, sendo pesadas as quantidades de carne, gordura e ossos. Foram separadas de cada animal uma amostra do componente carcaça e uma amostra do componente não-carcaça para determinação da composição química. Nos machos castrados, fêmeas e 50 dos machos não castrados, foi retirada a seção compreendida entre a 9a e a 11a costelas (seção HH) e realizada sua dissecação completa para avaliação das equações para predição da composição química da carcaça e corpo vazio propostos pelo BR-Corte (2010). Foram propostas equações para estimação da composição de extrato etéreo, proteína bruta, materia mineral, cálcio, fósforo, magnésio, sódio e potássio dos componentes não carcaça; testadas as equações propostas no BR- Corte (2010) para os teores de proteína bruta e extrato etéreo na carcaça e no corpo vazio de bovinos e reajustadas as equações que não estimaram adequadamente os valores observados. As equações propostas pelo BR-Corte (2010) estimaram de forma adequada os teores de EE na carcaça de MC, MNC e fêmeas, e EE no corpo vazio de MC e fêmeas. Assim, foram reajustadas e sugeridas equações para predição da composição da PB da carcaça de MC, MNC e fêmeas, do EE do corpo vazio de MNC e da PB do corpo vazio de MC, MNC e fêmeas. No capítulo 2 objetivou-se avaliar a degradação e a síntese proteica de bovinos machos castrados e fêmeas, utilizando a excreção de 3-metil- histidina. Foram utilizados 40 bovinos cruzados 3&#8260;4 Zebu × 1&#8260;4 Holandês, sendo 20 machos castrados e 20 fêmeas, com idade média de 12 meses e peso inicial médio de 299 kg para os machos e 266,7 kg para as fêmeas. Os animais foram divididos em quatro grupos de oito animais cada um (sendo quatro machos e quatro fêmeas) para serem abatidos aos 30, 60, 90 e 120 dias de confinamento. Oito animais (quatro de cada sexo) foram abatidos ao início do experimento para determinação também da massa e proteína muscular inicial e quatro animais de cada sexo ao final de cada período de confinamento para determinação da massa e proteína muscular. A dieta foi constituída de 45% de volumoso e continha 116,35 g de proteína bruta / kgMS. Para avaliar a degradação proteica foi efetuada coleta total de urina durante três dias em todos os animais abatidos no final de cada período de confinamento para análise da excreção de 3-metil-histidina. A coleta de urina foi realizada cinco dias antes de cada abate. A concentração de 3-metil-histidina em &#956;mol/mmol de creatinina na urina não diferiu entre machos e fêmeas (P>0,44) e entre períodos de confinamento (P>0,45). A taxa fracional de degradação foi menor nos machos que nas fêmeas (P<0,01) e maior para os animais abatidos aos 60, 90 e 120 em comparação aos abatidos com 30 dias de confinamento (P<0,01), não havendo interação entre sexo e período de confinamento (P>0,38). Para a taxa fracional de síntese não houve interação entre sexo e período de confinamento (P>0,31) e efeito de sexo (P>0,10), mas foi observado efeito de período de confinamento (P<0,0,1) que foi menor para os animais abatidos aos 30 dias em comparação aos demais. A taxa fracional de acréscimo não apresentou interação entre sexo e período de confinamento (P>0,34), sendo maior nos machos (P<0,03) e diferente entre os períodos de confinamento (P<0,01), sendo maior para os animais abatidos aos 120 dias, seguidos dos 90 dias e posteriormente dos 30 e 60 dias de confinamento. Conclui-se que a taxa de degradação é maior nas fêmeas e a taxa de acréscimo é maior nos machos castrados não havendo diferença entre os sexos para a taxa de síntese proteica, que foi aumentada com os dias de confinamento.

Islet transplantation has found its niche in diabetes treatment. It has contributed to a better quality of life and better glycemic control of patients with diabetes suffering from severe hypoglycemia that are not eligible for vascularized pancreas transplantation. Islet isolation is a technically challenging procedure. The different studies within this doctoral thesis aim to improve and standardize different steps in the isolation procedure. They are in particular looking to improve human pancreas preservation during cold storage, to optimize islet release from the exocrine tissue and to assess whether the isolated islet yield can be predicted from a biopsy. We found that pancreas preservation with pre-oxygenated perfluorodecalin (two-layer method) did not improve the ischemic tolerance of the human pancreas as compared to cold storage with the University of Wisconsin (UW) solution. Furthermore, in pancreas with long cold ischemia time (CIT) (&gt;10 hours), Histidine-Tryptophan-Ketoglutarate (HTK) had a limited preservation capacity as compared with the UW solution with respect to isolation outcome. We also found that during enzymatic pancreas digestion, Vitacyte HA was able to provide a similar islet yield and quality as Serva NB1 with less collagenase activity and shorter digestion time. We further describe the first experience with a new GMP manufactured enzyme called Liberase MTF-S for successful human islet isolation. Finally, we found that the isolated islet yield could not be predicted from a biopsy taken from the head of the pancreas concerning solely morphological parameters of the islets tissue. The improvement of pancreas preservation will allow for marginal organs with prolonged cold ischemia time to expand the donor pool. Better knowledge of how the pancreatic extracellular matrix is digested by collagenase will lead to a fast and predictable islet release from the exocrine tissue. By standardizing the isolation procedure and improving organ selection we will increase the success rate in human islet isolation, thereby making islet transplantation available for more patients.