Submitted by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2015-04-22T14:56:58Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_InibicaoAtividadeTirosinase.pdf: 1540557 bytes, checksum: bf7b5b8f8fb58780ffe88b1bcf2dcf67 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2015-04-22T17:03:25Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_InibicaoAtividadeTirosinase.pdf: 1540557 bytes, checksum: bf7b5b8f8fb58780ffe88b1bcf2dcf67 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-22T17:03:25Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_InibicaoAtividadeTirosinase.pdf: 1540557 bytes, checksum: bf7b5b8f8fb58780ffe88b1bcf2dcf67 (MD5) Previous issue date: 2014 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / A tirosinase é uma enzima chave para a biossíntese de melanina. É uma enzima “cobre-dependente” que pode existir em três estados intermediários: desoxi (Cu1+ -Cu1+), oxi (Cu 2+ - O2 -Cu2+) e met (Cu2+) - Cu2+). Apresenta atividade bifuncional, pois oxida fenóis ou catecóis em seus o-difenóis correspondentes, sendo que o processo de oxidação de fenóis pode ser descrito por cinética de Michaelis-Menten. Distúrbios na tirosinase estão associados com hiperpigmentação e escurecimento enzimático de frutas e fungos. Assim a busca por substâncias de origem natural ou sintética capazes de regular o comportamento desta enzima é fator chave para o tratamento de tais desordens. Nesta perspectiva, no presente trabalho buscou-se analisar bioquimicamente a atividade anti-tirosinase de análogos do ácido kójico derivados de 4H- pironas (S-01, S-02, S-03 e S-04) e derivados de diidropirano [3, 2-b] cromenodionas (S-05, S-06, S-07 e S-08), quimicamente planejadas por modelagem molecular no LPDF, do ICEN da UFPA. A cinética das substâncias S-02, S-04, S-06, S-07 e S-08 apresentaram inibição do tipo competitiva, semelhante ao padrão de inibição do ácido kójico, com valores de Ki de 145,0 ± 20,0 μM; 64,0 ± 10,0 μM; 4,0 ± 0,0 μM; 6,0 ± 0,0 μM; 9,0 ± 0,0 μM, respectivamente, e de 5,0 ± 0,0 μM para o ácido kójico, enquanto a substância S-01 apresentou uma inibição do tipo mista (Ki = 999,0 ± 150,0 μM). Já as substâncias S-03 e S-05 não apresentaram atividade inibitória. As substâncias testadas demonstraram alto grau de segurança tanto na integridade de membrana de eritrócitos em teste de hemólise, quanto na viabilidade em teste com MTT em culturas de fibroblasto MRC5, em cultura de células nervosas de retina de embrião de galinha e em melanoma B16F10. Assim, demonstrou-se que as substâncias S-02, S-04, S-06, S-07 e S-08 apresentam atividade como potentes inibidores de tirosinase, podendo ser candidatos no tratamento de desordens de pigmentação. / Tyrosinase is an enzyme’s key for melanin biosynthesis. It is a "copper-dependent" enzyme which exhibits three intermediate states: deoxy (Cu1+ -Cu1+), oxi (Cu 2+ - O2 -Cu2+) e met (Cu2+) - Cu2+). This enzyme has bifunctional activity since it can oxidize phenol or catechols in their corresponding o-diphenols. In addition, oxidation of phenols can be described by Michaelis-Menten kinetics. Hyperpigmentation disorders and enzymatic browning of fruit and fungi is associated with tyrosinase.Therefore the research for substances of natural or synthetic origin that could have an effective regulation on the behavior of this enzyme is a key factor of the treatment of such disorders. In this perspective, the present study consisted in analyze the biochemically anti-tyrosinase activity of kojic acid and its analogues derivatives from 4H-pyrones (S-01, S-02, S-03 and S-04) and derivatives from diidropirano [3, 2-b] cromenodionas (S-05, S-06, S-07 and S-08) chemically designed by molecular modeling in LPDF from ICEN UFPa. The kinetics of substances S-02, S-04, S-06, S-07 and S-08 showed competitive inhibition, similar to the pattern of inhibition of kojic acid with Ki values = 145,0 ± 20,0 μM; 64,0 ± 10,0 μM; 4,0 ± 0,0 μM; 6,0 ± 0,0 μM; 9,0 ± 0,0 μM, respectively, and 5,0 ± 0.0 μM for kojic acid, while S-01 had mixed type of inhibition (Ki = 999,0 ± 150,0 μM). Since the S-03 and S-05 substances showed no inhibitory activity. The substances tested demonstrated a high degree of safety both in the integrity of the erythrocyte membrane in the hemolysis test as in the test with MTT viability in cultures of MRC5 fibroblasts, culture of nerve cells from chicken embryo retina and B16F10 melanoma. Thus, it was demonstrated that S-02, S-04, S-06, S-07 and S-08 substances have potent activity as inhibitors of tyrosinase and may be candidates for the treatment of pigmentation disorders.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Sporotrichosis is a subcutaneous mycosis that affects humans and animals, and it is caused by dimorphic melanized fungi belonging to the genus Sporothrix. Sporotrichosis is mainly acquired by traumatic implantation of the fungus into the dermis through scratches inflicted by domestic animals or by handling plants. This study approaches: a) the in vitro susceptibility of Sporothrix schenckii complex species to photodynamic inactivation using methylene blue as a photosensitizer and laser as the light source; b) the combination of amphotericin B plus posaconazole in a murine model of systemic infection by S. brasiliensis and S. schenckii sensu stricto, seeking to enhance the treatment of disseminated sporotrichosis; c) the interference of fungal melanin in the in vitro susceptibility of S. brasiliensis and S. schenckii sensu stricto to amphotericin B and itraconazole. In the photodynamic therapy study we have applied methylene blue as a photosensitizing agent and Light emitting diode (InGaAlP) against Sporothrix schenckii complex species in an in vitro assay. The viability of the conidia was determined through the counting of colony forming units. The activity of amphotericin B and posaconazole alone or in combination was evaluated by using a microdilution checkerboard method. For the in vivo study, OF-1 mice were intravenously (i.v.) infected with a lethal inoculum of 2 x 107 CFU/animal. Two strains of S. brasiliensis and two of S. schenckii were tested. Animals received amphotericin i.v. at suboptimal dose i.e., 0.3 mg/kg, in combination with oral posaconazole at 2.5 mg/kg, 5 mg/kg or 10 mg/kg BID. Results were compared with their respective monotherapies and efficacy was evaluated by prolongation of survival and reduction of tissue burden in spleen and liver. In the study of the interference of melanin in the susceptibility of S. brasiliensis and S. schenckii sensu stricto, yeast cells were cultivated in minimal medium with or without L-DOPA in order to induce the production of melanin. Microdilution and time-kill methods were used to determine the antifungal activity against yeast cells with different amounts of melanin. The laser light (InGaAlP) together with a methylene blue photosensitizer were able to significantly reduce the growth of all the tested Sporothrix strains. In vitro data demonstrated a synergistic effect of the combination and although posaconazole alone was effective against sporotrichosis, efficacy was increased when combined with amphotericin B. The maximum efficacy of the combinations was obtained with posaconazole 5 mg/kg. The killing assay showed that melanization protected isolates within the Sporothrix schenckii complex from amphotericin B, particularly in the lower concentrations tested. The conclusions of the present study are: a) the in vitro inhibition of Sporothrix spp. isolates by laser light deserves in vivo experimental and clinical studies since it may be a promising treatment for cutaneous and subcutaneous sporotrichosis; b) posaconazole in combination with suboptimal doses of amphotericin B could be an option in the treatment of disseminated sporotrichosis especially when itraconazole or amphotericin B at optimal doses are contraindicated; c) combination studies of amphotericin B with inhibitors of melanin are required in order to avoid this effect. / A esporotricose é uma micose subcutânea que afeta homens e animais, e é causada por fungos dimórficos melanizados pertencentes ao gênero Sporothrix. Pode ser principalmente adquirida por implantação traumática do fungo na derme através da arranhadura de animais domésticos ou manipulação de plantas contaminadas. O presente estudo investigou: a) a suscetibilidade in vitro de espécies do Complexo Sporothrix schenckii à inativação fotodinâmica; b) a combinação de anfotericina B e posaconazol em modelo murino de infecção sistêmica por S. brasiliensis e S. schenckii stricto sensu, buscando melhorar o tratamento da esporotricosse disseminada; c) a interferência da melanina fúngica na suscetibilidade in vitro de S. brasiliensis e S. schenckii stricto sensu à anfotericina B e itraconazol. No estudo da terapia fotodinâmica foi aplicado azul de metileno como fotossensibilizador e emissão de luz diiodo (InGaAlP) frente espécies do complexo Sporothrix schenckii em ensaio in vitro. A viabilidade dos conídios foi determinada através de contagem de unidades formadoras de colônia (UFC). A atividade da anfotericina B e posaconazol sozinhos ou combinados foi avaliada segundo a técnica de microdiluição em caldo e técnica de checkerboard. No estudo in vivo, camundongos OF-1 foram infectados com um inóculo de 2 x 107 UFC/animal. Foram utilizadas duas cepas de S. brasiliensis e duas cepas de S. schenckii. Os animais receberam doses de 0.3 mg/kg de anfotericina B em combinação com 2.5 mg/kg e 5 mg/kg de posaconazol. Os resultados foram comparados com as respectivas monoterapias e a eficácia foi avaliada através do prolongamento da sobrevivência e redução da carga fúngica no fígado e baço. No estudo da interferência da melanina na suscetibilidade de S. brasiliensis e S. schenckii stricto sensu à anfotericina B e itraconazol, células leveduriformes foram cultivadas em meio mínimo com e sem L-DOPA. Métodos de microdiluição e tempo de morte foram utilizados para determinar a atividade dos antifúngicos frente às células com diferentes quantidades de melanina. A luz laser (InGaAlP) em conjunto com o azul de metileno foram capazes de reduzir significativamente o crescimento de todas as cepas de Sporothrix testadas. Os dados in vitro demonstraram um efeito sinérgico da combinação de posaconazol e anfotericina B, e, apesar de o posaconazol 5 mg/kg sozinho apresentar eficácia contra a esporotricose, teve sua eficiência aumentada quando combinado com anfotericina B 0,3 mg/kg. A técnica de tempo de morte mostrou que a melanização protegeu os isolados do complexo Sporothrix schenckii da anfotericina B, particularmente na concentração mais baixa testada. Desta forma, as conclusões do presente estudo são: a) a inibição fotodinâmica in vitro de isolados de Sporothrix merece estudos experimentais e clínicos, uma vez que pode ser um tratamento promissor para a esporotricose cutânea e subcutânea; b) o posaconazol em combinação com dose baixa de anfotericina B pode ser uma opção para o tratamento de esporotricose disseminada, especialmente quando itraconazol e anfotericina B são contraindicados; c) estudos de combinação de anfotericina B com inibidores de melanina são necessários a fim de evitar o efeito protetor da melanina contra as defesas do organismo e contra antifúngicos.

Orientador: Douglas Soares Galvão / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-09T02:37:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Autreto_PedroAlvesdaSilva_M.pdf: 14908796 bytes, checksum: 389f8f28e3d38fbfe32aeab511893f6e (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: As melaninas constituem uma classe de pigmentos biológicos de destaque devido, sobretudo, a sua predominante presença nos tecidos dos mamíferos. Há fortes evidências que sugerem que a pigmentação por melanina tem por objetivo proteger a pele contra efeitos prejudiciais da radiação ultravioleta. Além deste papel de fotoproteção, outras funções biológicas são especuladas em razão da presença do pigmento em regiões não iluminadas do corpo como por exemplo no cérebro em que há uma aparente destruição preferencial das células que contém melanina quando ocorrem doenças como o mal de Parkinson. Apesar de décadas de investigações, nenhuma amostra de melanina foi estruturalmente bem caracterizada. Dentre os diversos obstáculos que são responsáveis pelo lento progresso que marca a pesquisa deste pigmento, o maior deles é que as melaninas naturais são altamente insolúveis e de presumido alto peso molecular. Pesquisas recentes desenvolvem sínteses alternativas para as melaninas utilizando outros solventes e demonstram que até 20 % da estrutura desta pode ser composta por água. Assim, neste trabalho investigamos, por métodos quânticos, a geometria e estrutura eletrônica das moléculas 5,6 indolquinona, suas formas reduzidas (semiquinona e hidroquinona) e 27 dímeros obtidos a partir destas, em seus estados neutros e iônicos ( ± 1 e ± 2), no vácuo e nos solventes DMF(dimetilformamida), DMSO (dimetilsulfóxido) e água. Verificamos como o solvente altera as propriedades eletrônicas e espectroscópicas destas estruturas e como este pode ser fundamental para a determinação de suas geometrias. Utilizamos dois modelos para simular o solvente: um modelo contínuo, COSMO (Conductor-like Screening Model) e um discreto, que considera explicitamente cada molécula do solvente e é baseado em simulações Monte Carlo. Notamos que o solvente altera a propriedade de aceitador de dois elétrons de diversas estruturas, fato até então não observado e de importante consequência biológica, visto as eumelaninas poderem ser base de um mecanismo de defesa celular contra radicais livres. Os picos dos espectros de absorção, de um modo geral, são deslocados para o vermelho e, em alguns casos, tem um alargamento. Isto poderia contribuir para a constrção da larga banda característica das eumelaninas. Diversos outros aspectos importantes, em excelente acordo com dados experimentais, são também apresentados ao se considerar o solvente. Um dos mais relevantes mostra que o solvente tem forte influência na geometria da molécula com o menor custo de dimerização, o que nos leva a concluir que esta pode ser de fato a semente de "nucleação" para a formação do polímero de melanina. / Abstract: Melanins belong to an important class of biological pigments due to its abundant presence in mamal tissues. There are strong evidences that suggest that the pigmentation due to melanin would protect the skin against the biochemical devastation induced by solar exposure. Besides the photo-protection feature, other biological functions have been speculated to melanin due to its presence in non-illuminated areas of the body and the apparent preferential destruction of melanin-containing cells in the substancia nigra of the brain in Parkinsonism. Unfortunately, in what concerns structural and chemical composition, no melanin sample has been fully and unambiguously characterized yet, despite the enormous amount of experimental work done so far. The main difficulty for that is that melanin is insoluble in most organic solvents and has high molecular weight. A new synthetic route for melanins, using organic solvents, has been recently achieved and it was demonstrated that about 20 % of the structure of the pigment is composed by water. In this work we have investigated using quantum methods the geometries and electronic structure of 5,6 indolquinone, their redox forms (semiquinone and hidroquinone) and 27 dimers associated, in their neutral and ionic states ( ± 1 e ± 2). The calculation were carried in vacuum and in the solvents dimethyl sulfoxide (DMSO), N,N-dimethyl formamide (DMF) and water. We study the effect of the solvent on the electronic and spectroscopic properties and its importance to determine eumelanin structure. Two models for solvents were used. The first was a continuum model, COSMO (Conductor-like Screening Model), and the second one (based on Monte Carlo simulations) explicitly considers each molecule of the solvent. The results showed that the solvents affected the electron accepton properties allowing the acceptance of two electrons. These aspects have been not been observed before from vacuum calculations and it is of important biological consequence because the melanins can be the base of mechanism of cellular defense against free radicals. The peaks of absorption spectra of the solvated structure are dislocated from red and broadened. This could contribute to the characteristic broad band of eumelanins. Many others important aspects are in better agreement with experimental data when solvent aspects are explicitly taken into account. One of most important results was the observation that solvent effects can alter the order of the lowest energy dimer configuration in relation to the structures in vacuum. This dimer was suggested to be the nucleation seed for the polymer formation. / Mestrado / Física Atômica e Molecular / Mestre em Física

A legislação brasileira para cosméticos exige que os apelos mercadológicos desses produtos sejam comprovados. Os testes in vivo utilizando animais para avaliação desta categoria de produtos ou os princípios ativos nela contidos são, atualmente, bastante criticados. O presente trabalho teve como objetivo desenvolver um modelo de cultura de pele humana e avaliar a viabilidade dos melanócitos durante o período de 7 dias. A manutenção do tecido foi avaliada pela observação microscópica após coloração com HE e Masson, os melanócitos ativos pela reação de DOPA e a melanina pela coloração Fontana-Masson. Fragmentos de pele com 2mm2 mantidos em meio de Leibovitz à temperatura ambiente e atmosfera com 95% de ar e 5% de CO2, sofreram menos alterações morfológicas comparados aos mantidos em DMEM à temperatura de 37°C, 5% de CO2, 40% de O2 e 55% de N2. Fragmentos com 20mm2 mantidos em Leibovitz apresentaram alterações semelhantes aos de 2mm2. Células em divisão foram observadas em amostras de pele mantidas em Leibovitz enriquecido com SFB e ácido retinóico. A presença de melanina foi verificada durante todo o período de cultura, bem como a dos melanócitos, que se mostraram DOPA reativos. A radiação UVA/UVB, empregada com a finalidade de verificar se os melanócitos sofriam alguma alteração na atividade e morfologia, não provocou qualquer mudança nestas células, por outro lado induziu uma redistribuição da melanina nos queratinócitos dos fragmentos irradiados. Os resultados obtidos mostraram que é possível manter pele humana em cultura por 7dias, bem como a viabilidade dos melanócitos e sugere ser possível a aplicação do modelo estudado em futuros ensaios de eficácia e segurança de produtos tópicos. / The Brazilian law for cosmetics demands that the marketing of these products should be proofed. The tests in vivo utilizing animals for evaluation of this category of products or the active components in it, are very criticized nowadays. The present work had as an objective to develop a model of culture of human skin, and evaluate the viability of the melanocytes during a period of 7 days. The maintenance of the tissue was evaluated by the microscopic observation after coloring with HE and Masson, the active melanocytes by the DOPA reaction and the melanin by coloring of Fontana-Masson. Fragments of skin with 2mm2 kept in Leibovitz at room temperature and atmosphere with 95 % of air and 5 % of CO2, presented less morphologic alterations than the ones kept in DMEM at the temperature of 37, 5% of CO2, 40% of O2 and 55% of N2. Fragments with 20mm2 kept in Leibovitz presented similar alterations to the 2mm2. Mitotic cells were observed in samples of skin kept in enriched Leibovitz with FBS and retinoic acid. The presence of melanin was verified through all of the period of culture as well as the melanocytes that were DOPA-reactive. The radiation UVA/UVB, used with the aim of verifying if the melanocytes presented any alteration in the activity and morphology, didn\'t provoke any changes in the cells, on the other hand it induced a redistribution of the melanin in the keratinocytes of the irradiated fragments. The results obtained showed that it is possible to keep the human skin in culture for 7 days as well as the viability of melanocytes, and suggests the possibility of application of the studied model in future research on the efficacy and the safety of topic products.

A coloração dos vertebrados deve-se a presença de pigmentos, sintetizados e/ou armazenados em células denominadas células pigmentares cutâneas. A mudança de cor nos vertebrados é principalmente regulada por α-MSH e uma família de enzimas melanossômicas, que incluem tirosinase e as proteínas relacionadas à tirosinase 1 e 2 (TRP-1 e TRP-2, respectivamente). Sua ação está ligada à dispersão dos melanossomos ou síntese de melanina, processos que resultam em escurecimento do animal, enquanto a agregação ou inibição de síntese leva ao seu empalidecimento. Opsinas, como a melanopsina e a rodopsina, além de presentes na retina, podem ser expressas em células pigmentares cutâneas, intermediando foto-respostas de proliferação e de dispersão de melanossomos. O objetivo deste trabalho foi investigar a expressão temporal da rodopsina, tirosinase e do receptor MC1R, bem como os efeitos do tratamento com α-MSH 10-7 M, 10-8 M e 10-9 M por 24 horas sobre esses parâmetros, em melanócitos B16 de Mus musculus, mantidos em escuro constante. Através de PCR em tempo real (quantitativo) demonstrou-se que α-MSH 10-7 M não modula os níveis de mRNA para o receptor MC1R quando comparado com o grupo controle, contudo há uma evidente tendência de redução dos níveis do transcrito. Todavia, na concentração de 10-8 M, observou-se um aumento estatisticamente significativo no nível do transcrito na hora 20 quando comparado ao grupo controle e na concentração de 10-9 M o tratamento mostrou uma diminuição estatisticamente significativa no nível do transcrito entre o grupo controle e o tratado para cada ponto temporal analisado. Para a rodopsina, foi demonstrado que &alpha-MSH 10-7 M modula os níveis do mRNA quando comparado ao grupo controle, mostrando uma diminuição estatisticamente significativa na hora 0 e 16. Na concentração de 10-8 M houve um aumento estatisticamente significativo nos níveis do transcrito na hora 4 quando comparado ao grupo controle. Já, na concentração de 10-9 M, o hormônio induziu um robusto aumento no nível do transcrito quando comparado ao grupo controle para cada ponto temporal analisado. Nossos resultados são pioneiros em demonstrar a modulação de rodopsina por α-MSH, pois não há dados na literatura, seja em retina ou em outros tecidos, que tenham investigado essa ação do hormônio melanotrópico. O mesmo padrão foi observado para a tirosinase, demonstrando uma diminuição estatisticamente significativa na concentração de 10-7 M na hora 0 e um aumento significativo na concentração de 10-8 M na hora 8 e na concentração de 10-9 M na hora 12 e 8. Através de PCR em tempo real (quantitavo) nós demonstramos que α-MSH apresenta uma modulação dose-dependente para o transcrito do mRNA do receptor MC1R, tirosinase e rodopsina, mas não sincronizou a expressão desses genes, que permaneceram arrítmicos / In vertebrates, skin color is given by pigments, synthesized and/or stored in cutaneous pigment cells. The vertebrate color change is mainly regulated by α-MSH and a family of melanosome enzymes, which includes tyrosinase and tyrosinaserelated proteins 1 and 2 (TRP-1 and TRP-2, respectively). α-MSH action is associated with melanosome dispersion or melanin synthesis, processes which lead to skin darkening, whereas melanin aggregation or synthesis inhibition results in skin lightening. Opsins, such as melanopsin and rhodopsin, may be expressed in skin pigment cells, besides being present in the retina, and mediate non visual photoresponses such as cell proliferation and melanosome dispersion. The aim of this study was to investigate the temporal expression of rhodopsin, tyrosinase and the receptor MC1R, as well as the effects of 10-7 M, 10-8 M and 10-9 M α-MSH for 24 hours in Mus musculus B16 melanocytes, kept in constant darkness. Using real time PCR (quantitative) we demonstrated that 10-7 M α-MSH does not modulate MC1R mRNA levels, as compared to the control group, although a tendency to reduction was evident. On the other hand, at the concentration of 10-8 M, we observed a statistically significant increase of the transcript level at the hour 20, as compared to the control group and at the concentration of 10-9 M the treatment showed a statistically significant decrease of the transcript level for each temporal point analyzed. For rhodopsin, we showed that 10-7 M α-MSH modulates mRNA levels, as compared to the control group, demonstrating a statistically significant decrease at the hour 0 and 16. At the concentration of 10-8 M there was a statistically significant increase of transcript levels at the hour 4, as compared to the control group. The hormone at 10-9 M induced a robust increase of the transcript levels, as compared to the control group, for each time point analyzed. Our results are pioneering in demonstrating the regulation of rhodopsin by α-MSH, since there are no data in the literature which report the action of melanotropic hormone on rhodopsin in either the retina or other tissues. Similar pattern was observed for the tyrosinase gene, demonstrating a statistically significant decrease in the concentration of 10-7 M at the hour 0 and a significant increase in the concentration of 10-8 M at the hour 8 and in the concentration of the 10-9 M at the hour 12 and 8. Using real time PCR (quantitative) we demonstrated that α-MSH shows a dose-dependent modulation for mRNA transcripts of the MC1R receptor, tyrosinase and rhodopsin, but the hormone was not able to synchronize the expression of these genes, which remained arhythmic

Melanina é um polímero constituído por uma grande heterogeneidade de monômeros tendo como característica comum a presença de grupos indóis. Por outro lado, a eumelanina produzida pela oxidação enzimática da tirosina é um polímero mais simples constituído principalmente de monômeros 5,6-dihidroxindol (DHI) e de indol-5,6-quinona (IQ). Tirosinase é a enzima chave na produção de melanina, sendo que a sua atividade cinética é medida em função da formação do intermediário dopacroma. Nanopartículas (NPs) de sílica são partículas nanométricas compostas de oxido de silício e são obtidas pelo processo sol-gel desenvolvido por Stöber de hidrólise e condensação de tetraetilortosilicato (TEOS), usando etanol como solvente em meio alcalino. As NPs foram funcionalizadas com 3-Aminopropiltrietoxissilano (ATPES) e depois com glutaraldeído. Este último permitiu a imobilização da tirosinase na superfície da sílica. Caracterizamos as NPs antes e após a reação da enzima, a atividade catalítica da enzima ligada à NP e o mecanismos de formação de melanina na superfície da sílica. As NPs foram caracterizadas por espectrofotometria de absorção e de reflectância, termogravimetria e microscopia eletrônica. A síntese da NP de sílica retornou partículas esféricas com 55nm de diâmetro e a funcionalização da partícula mostrou modificar eficientemente a sua superfície. A imobilização da tirosinase por ligação covalente foi de 99,5% contra 0,5% da adsorção física. A atividade da tirosinase foi caracterizada pela formação de dopacroma. O Km da enzima imobilizada não sofreu alteração em comparação com a tirosinase livre, mas a eficiência catalítica - que considera a eficiência recuperada - foi de apenas 1/3 para a enzima ligada covalentemente, significando que 2/3 das enzimas ligadas não estão ativas. Obtivemos NPs revestidas com melanina a partir de oxidação de tirosina solubilizada em duas preparações: NP com tirosinase ligada covalentemente na superfície e NP funcionalizada com glutaraldeido dispersa em solução de DHI e IQ. O revestimento de melanina foi na forma de um filme fino com espessura ~1,9nm, conferindo perfil de absorção luminosa equivalente ao da própria melanina. Mostramos que o mecanismo de polimerização passa pela oxidação da tirosina pela tirosinase, que gera intermediários oxidados (principalmente DHI e IQ) que vão para solução (mesmo quando a tirosinase está ligada covalentemente na sílica). Estes intermediários ligam-se ao glutaraldeido e a superfície da sílica passa a funcionar como ambiente de polimerização da melanina. / Melanin is a polymer consisting of a large heterogeneity of monomers having as a common feature the presence of indole groups. Contrarily, eumelanin produced by enzymatic oxidation of tyrosine is a simpler polymer consisting mainly of 5,6-dihidroxindol (DHI) and indole-5,6-quinone (IQ) monomers. Tyrosinase is the key enzyme in melanin production, and its kinetic activity is measured by the formation of the intermediate dopacroma. Nanoparticles (NPs) are made of silica nanoparticles of silicon oxide and are obtained by sol-gel method developed by Stöber of hydrolysis and condensation of tetraethylorthosilicate (TEOS), using ethanol as solvent in an alkaline medium. NPs were functionalized with 3-Aminopropyltriethoxysilane (ATPES) and then with glutaraldehyde. The latter allows the immobilization of tyrosinase on the silica surface. We characterized NPs before and after the reaction of the enzyme, the catalytic activity of the enzyme bound to the NP and melanin-forming mechanisms on the silica surface. NPs were characterized by absorption spectrophotometry and reflectance, electron microscopy and thermogravimetric analysis. The synthesis of silica NP returned spherical particles of 55nm diameter and particle functionalization showed efficiently modify its surface. The immobilization of tyrosinase by covalent bond was 99.5% versus 0.5% by physical adsorption. The activity of tyrosinase was characterized by the formation of dopacroma. The Km of the immobilized enzyme did not change compared to the free tyrosinase, but the catalytic efficiency - considering the recovered efficiently - was only 1/3 for the enzyme covalently bound, meaning that 2/3 of the enzymes are not connected active. We obtained melanin coated NPs from tyrosine oxidation in two preparations: NP with covalently bound tyrosinase in the NP surface and NP functionalized with glutaraldehyde dispersed in DHI and IQ solution. The melanin coating was in the form of a thin film with the thickness of ~ 1,9 nm, giving light absorption profile equivalent to that of melanin itself. We showed that the polymerization mechanism involves the oxidation of tyrosine by tyrosinase, which generates oxidized intermediates (especially DHI and lQ) that go into solution (even when tyrosinase is covalently bound to the silica). These intermediates bind the glutaraldehyde and the surface of the silica begins to function as an environment for melanin polymerization.

O MCH é um neuropeptídeo sintetizado preferencialmente no hipotálamo que exibe projeções para todo o neuroeixo, podendo modular vários processos fisiológicos, como a ingestão aguda de alimento. Um alvo de suas projeções é o núcleo accumbens (Acb), componente do estriado ventral envolvido na recompensa de estímulos hedônicos. Nossa contribuição visa mapear as células imunorreativas (ir) ao MCH responsáveis pelas aferências do Acb, onde também investigamos aposições entre os sistemas MCH, GABA e ChAT. Utilizaram-se os métodos de simples e duplas imunoperoxidases e combinação de imunofluorescência e captação de traçadores retrógrados. A maior densidade de fibras ir-MCH ocupa a parte shell do Acb (AcbSh); as aferências ir-MCH partem, por exemplo, da área hipotalâmica lateral e área perifornicial. Controles anterógrados foram obtidos a partir da LHA. Observaram-se aposições entre terminais ir-MCH e células ir-GABA e ir-ChAT, no AcbSh. Assim, sugere-se que os territórios hipotalâmicos que contém MCH inervem o AcbSh e contatem outros sistemas neuroquímicos no Acb. / MCH is a neuropeptide synthesized preferentially in the hypothalamus that shows projections throughout neuraxis, and may modulate various physiological processes such as food intake. One target of its projections is the nucleus accumbens (Acb), a component of the striatum involved in reward of hedonic stimuli. Our contribution aims to map immunoreactive (ir) cells responsible for the MCH inputs of the Acb, and to investigate appositions between MCH fibers, GABA and ChAT cells. We used the single and double immunoperoxidase methods and immunofluorescence combined with retrograde tracer. The highest density of fiber MCH-ir occupies the shell part of the Acb (AcbSh); MCH-ir inputs are mainly from lateral hypothalamic and perifornical areas. Anterograde controls were obtained from the LHA. We have founded appositions between MCH-ir terminals and GABA- and ChAT-ir cells at AcbSh. Thus, is suggested that hypothalamic areas containing MCH innervate the AcbSh and contact other neurochemical systems systems in the Acb.

Avaliamos o efeito do treinamento físico intenso e da restrição alimentar no eixo reprodutor e na expressão do RNAm do MCH em ratas fêmeas. Utilizamos ratas fêmeas sedentárias alimentadas (SA), sedentárias com restrição alimentar, treinadas alimentadas (TA) e treinadas com restrição alimentar. O grupo TR entrou em anestro a partir da quarta semana de experimento. Os grupos restritos apresentaram redução de peso corporal, ovários, úteros e tecido adiposo branco, comparados aos alimentados. Houve redução sérica de leptina nos grupos SR e TR. Os grupos TA, SR e TR apresentaram cistos ovarianos. A expressão do RNAm do ppMCH na área incerto-hipotalâmica (IHy) foi menor nos animais TR, SR e nos animais alimentados em proestro, e na área hipotalâmica lateral (LHA) foi maior nos animais em restrição alimentar e nos animais alimentados em proestro. Conclui-se que a leptina exerce forte influencia no eixo reprodutor feminino, tal ação parece ter envolvimento do MCH, sobretudo o proveniente da IHy, uma vez que o MCH da LHA tem relação com o estímulo a busca de alimento. / We evaluated the effect of intense physical training and food restriction on the reproductive axis and MCH mRNA expression in female rats. We used female rats fed sedentary (SF), food-restricted sedentary, trained fed (TF) and trained with food restriction. The group entered anestrus TR from the fourth week of the experiment. The restricted groups had reduced body weight, ovary, uterus and white adipose tissue, compared to the fed. There was a reduction of serum leptin in the SR and TR groups. The TF groups, SR and TR had ovarian cysts. The expression of mRNA ppMCH incerto-hypothalamic area (IHy) was lower in TR animals, SR and animals fed on proestrus, and the lateral hypothalamic area (LHA) were higher in animals on restricted food and animal feeding in proestrus. It is concluded that leptin exerts a strong influence on female reproductive axis, such action appears to have involvement of MCH, especially from the IHy, since the MCH of the LHA is related to the motivational behavior associated to the search for food.

A imobilização de moléculas de interesse biológico em superfícies sólidas é essencial para uma série de aplicações biotecnológicas. Dentre as técnicas de imobilização, a automontagem camada por camada por adsorção física possui inúmeras vantagens, incluindo condições brandas e fisiológicas de preparação, capacidade de incorporar diferentes biomoléculas, e controle molecular. Nesta tese foram explorados filmes nanoestruturados de materiais de interesse biológico, bem como modelos de membranas, em que foram empregadas a técnica de automontagem e a preparação de lipossomos. Os lipossomos, que serviram como modelos de membrana, foram imobilizados em filmes automontados e sua integridade estrutural foi mantida. Também foram utilizados para incorporar e estabilizar melanina, e então imobilizados em filmes automontados, com preservação da propriedade fluorescente da melanina. A automontagem também foi utilizada para imobilização das enzimas uricase, fitase e colesterol oxidase, alternadas com camadas de polieletrólitos. Estes filmes mostraram bom desempenho como biossensores amperométricos para uricase e fitase, e como biossensores usando espectroscopia de impedância para a fitase e colesterol oxidase. Tais biossensores foram usados para detectar baixas quantidades de ácido úrico, ácido fítico e colesterol, respectivamente. Não houve efeitos de interferentes nos sensores amperométricos devido à utilização de eletrodos previamente modificados com azul da Prússia, que funcionou como mediador redox. A alta sensibilidade e seletividade dos biossensores foram atribuídas à natureza do filme ultrafino e à capacidade de reconhecimento das biomoléculas, respectivamente. Esta abordagem abre caminho para novas tecnologias de dispositivos para diagnósticos clínicos e análises de alimentos, bem como para entender mecanismos de interação da biomolécula com a membrana celular para o desenvolvimento de agentes terapêuticos. / The immobilization of molecules of biological interest on solid surfaces is essential for a number of biotechnological applications. Among the techniques for immobilization the layer-by-layer (LbL) method based on physical adsorption exhibits several advantages, including mild, physiological conditions for film preparation, ability to incorporate different biomolecules and molecular control. In this thesis, nanostructured films made with materials of biological interest were exploited as model membranes, where use was made of the LbL technique and liposomes. The latter, which served as membrane models, were immobilized in LbL films and had their structural integrity preserved. Liposomes were also used to incorporate and stabilize melanin, which were then deposited on LbL films with the fluorescence of melanin being preserved. The LbL method was also used to immobilize the enzymes uricase, phytase and cholesterol oxidase, alternated with layers of polyelectrolytes. These LbL films were employed in amperometric biosensors with uricase and phytase, and in biosensors based on impedance spectroscopy for phytase and cholesterol oxidase. Low amounts of uric acid, phytic acid and cholesterol were detected, respectively. There was no effect from interferents in the amperometric biosensors because the electrodes were previously modified with a layer of Prussian Blue, which acted as a redox mediator. The high sensitivity and selectivity were attributed to the ultrathin nature of the films and the ability of molecular recognition of the biomolecules, respectively. The approaches used here open the way for novel devices for clinical diagnostics and food quality control, in addition to understanding the interaction mechanisms between the biomolecules and the cell membranes, which is important for developing therapeutic agents.

Avaliamos o efeito do treinamento físico intenso e da restrição alimentar no eixo reprodutor e na expressão do RNAm do MCH em ratas fêmeas. Utilizamos ratas fêmeas sedentárias alimentadas (SA), sedentárias com restrição alimentar, treinadas alimentadas (TA) e treinadas com restrição alimentar. O grupo TR entrou em anestro a partir da quarta semana de experimento. Os grupos restritos apresentaram redução de peso corporal, ovários, úteros e tecido adiposo branco, comparados aos alimentados. Houve redução sérica de leptina nos grupos SR e TR. Os grupos TA, SR e TR apresentaram cistos ovarianos. A expressão do RNAm do ppMCH na área incerto-hipotalâmica (IHy) foi menor nos animais TR, SR e nos animais alimentados em proestro, e na área hipotalâmica lateral (LHA) foi maior nos animais em restrição alimentar e nos animais alimentados em proestro. Conclui-se que a leptina exerce forte influencia no eixo reprodutor feminino, tal ação parece ter envolvimento do MCH, sobretudo o proveniente da IHy, uma vez que o MCH da LHA tem relação com o estímulo a busca de alimento. / We evaluated the effect of intense physical training and food restriction on the reproductive axis and MCH mRNA expression in female rats. We used female rats fed sedentary (SF), food-restricted sedentary, trained fed (TF) and trained with food restriction. The group entered anestrus TR from the fourth week of the experiment. The restricted groups had reduced body weight, ovary, uterus and white adipose tissue, compared to the fed. There was a reduction of serum leptin in the SR and TR groups. The TF groups, SR and TR had ovarian cysts. The expression of mRNA ppMCH incerto-hypothalamic area (IHy) was lower in TR animals, SR and animals fed on proestrus, and the lateral hypothalamic area (LHA) were higher in animals on restricted food and animal feeding in proestrus. It is concluded that leptin exerts a strong influence on female reproductive axis, such action appears to have involvement of MCH, especially from the IHy, since the MCH of the LHA is related to the motivational behavior associated to the search for food.