Orientador: Guilherme de Camargo Ferraz / Banca: Ruthnea Aparecida Lázaro Muzzi / Banca: Aureo Evangelista Santana / Resumo: As principais alterações fisiológicas ou patológicas induzidas pelo exercício que ocorrem na musculatura esquelética ou cardíaca podem ser identificadas por meio de biomarcadores séricos. Consolidados em atletas da espécie humana e equina, são praticamente inexistentes em cães estudos sobre a dinâmica destes biomarcadores relacionados com a prática de exercício máximo e treinamento. Objetivou-se determinar a cinética dos biomarcadores séricos musculares creatina quinase (CK), aspartato aminotransferase (AST), mioglobina; e cardíacos, troponina cardíaca I (cTnI) e creatina quinase isoenzima MB (CK-MB) de cães submetidos a esforço intenso e condicionamento aeróbio. A ação da venopunção sobre os biomarcadores também foi avaliada. Foram utilizados 18 cães hígidos da raça Beagle distribuídos em três grupos: sedentário (S), não treinado (NT) e treinado (T). Os cães foram submetidos a dois testes de esforço incremental (TEI-1 e TEI-2) para obtenção da curva lactato-velocidade (CLV). Verificou-se se a CLV teve modelo exponencial. O programa de treinamento foi realizado em esteira por 8 semanas na velocidade relacionada a 70-80 % do limiar de lactato (VLL). Determinou-se a velocidade correspondente a frequência cardíaca no momento da fadiga (VFCFadiga). Os biomarcadores séricos foram quantificados nos momentos basal, antes e 1, 6, 12, 24, 48 e 72 h após os TEIs. Aplicou-se análise de variância de dois fatores para amostras repetidas no tempo seguida por teste de Tukey e correlação de ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The main physiological or pathological alterations induced by exercise on skeletal or cardiac musculature can be identified using serum biomarkers. While studies on the dynamics of such biomarkers are consolidated in humans and horses, they are virtually inexistent on maximum exercise and training among dogs. This study aimed to determine the kinetics of the muscle serum biomarkers creatine kinase (CK), aspartate aminotransferase (AST), and myoglobin and of cardiac biomarkers cardiac troponin I (cTnI) and creatine kinase isoenzyme MB (CK-MB) of dogs subjected to intense effort and aerobic conditioning. The effect of venipuncture on the biomarkers was also assessed. Eighteen healthy Beagle dogs were assigned to three groups: sedentary (S), untrained (U), and trained (T). The dogs were subjected to two incremental effort tests (IET-1 and IET-2) so that their lactate vs. velocity curve (LVC) could be obtained. It was verified whether LVC followed an exponential model. The eight-week training program was carried out on a treadmill with speed set to 70-80% of the velocity at lactate threshold (VLT). The velocity corresponding to the heart rate at the moment of fatigue (VHRFatigue) was determined. Serum biomarkers were quantified at the baseline, before, and 1, 6, 12, 24, 48, and 72 h after the IETs. Two-factor analysis of variance was applied for samples repeated over time followed by Tukey's test and Pearson correlation (P≤0.05). The increase (P≤0.05) in the velocyties corresponding to VLT and VHRFatigue indicated an improvement in aerobic fitness of group T. Serum activity of CK and AST increased (P≤0.05), reached maximum values after 6 h in both IETs, and returned to baseline levels after 12-24 h. As a whole, the assessment of the behavior of muscle biomarkers showed recovery of muscle tissues after the IETs. Lev ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Cristais de mioglobina tipo A foram dopados por processo de difusão com o marcador 2, 2, 6, 6 - tetrametil-l-oxil (TEMPO). Observa-se a existência de uma espécie de marcador isotrópica e outra anisotrópica, que exibe uma simetria axial com A// = 23,4 G, A&#8869 = 20, 6 G e g = 2,0056. São estimados os tempos de correlação rotacional &#964// = 7,2.10-9s e &#964&#8869 = 4,8.10-9s. Uma análise do grau de hidrofobicidade dos resíduos, situados na parte interna da molécula, sugere como um possível sitio de localização para o TEMPO o bolso formado na região da tirosina 103 - hélice H e 151 - terminal 3HC. Este bolso tem tamanho suficiente para abrigar o radical e posição coerente com a heme, o que não acontece com outros sítios. Observa-se uma mudança conformacional da proteína, induzida pela temperatura na região 20-30&#176. Esta pode ser atribuída a um movimento da hélice H. Este resultado somado ao de outros autores indica uma mudança conformacional de grande extensão na molécula. / Type A myoglobin single crystals were doped with the 2, 2, 6, 6 -tetramethyl - 1 - oxyl (TEMPO) spin label by a diffusion process. We observed one isotropic spin label type, and another anisotropic type which shows an axial symmetry with A// = 23,4 G, A&#8869 = 20, 6 G and g = 2,0056. The rotational correlation times are estimated to be a &#964// = 7,2.10-9s and &#964&#8869 = 4,8.10-9s. A quantitative analysis on the hydrophobic nature of the residues situated inside the molecule suggests, as a possible site for the TEMPO, the pocket formed in the region of tyrosine 103-helix H and tyrpsine 151 - terminal 3HC. This pocket is of sufficient size to contain the radical and is positioned in such fashion as to be a compatible with the heme group, this not holding for other sites. A temperature induced conformational change in the protein is observed in the region 20-30&#176, which may be ascribed to a shift of the H helix. This fact, together with the finds of other authors, seems to indicate a generalized temperature induced conformational alteration in the molecule.

As propriedades dos derivados nitrosilados de diferentes hemoproteínas em função da temperatura, da concentração de óxido nítrico (NO) e pH, foram investigadas utilizando a técnica de Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE). Nas hemoproteínas, o grupo heme está acomodado em um bolso: de um lado encontra-se a histidina proximal, de outro uma cavidade aberta onde pode ocorrer a ligação de O2 (ou outras moléculas, tais como H2O, NO, CO, etc.). Perto daí, encontra-se o sítio distal, que pode ou não estar ocupado por uma cadeia lateral de aminoácido, o qual pode influenciar a ligação do ligante. As proteínas estudadas, marcadas com NO, foram: mioglobinas de Cavalo de Cacgalote, que possuem o sítio distal ocupado por um resíduo de histidina, a mioglobina do molusco Aplysia brasiliana (Mb Apb) que não possue um resíduo de aminoácido no sítio distal e a eritrocruorina da minhoca Annelidae Glossoscolex paulistus (Ec AGp), cuja vizinhança do heme não está determinada. Os resultados obtidos com as soluções de mioglobinas de Cavalho e de Cachalote, preparadas a partir da proteína liofilizada (Sigma) mostram cerca de 13% de mioglobina está na forma oxi (MbA) e o restante na forma meta (MbB). A ligação de NO à Mba se faz por simples substituição da molécula de O2 por NO, mantendo o ferro em seu estado ferroso. Já para a MbB, a ligação ocorre em duas etapas: na primeira reduzindo o Fe3+ a Fe2+ e, numa segunda, cuja extensão depende da concentração de NO, o óxido nítrico liga-se ao Fe2+ produto da redução do ferro da MbB. Se a razão NO/Mb é igual ou maior que 2/1, o espectro da RPE é uma linha carga (tipo B), como tem sido identificado na literatura. Se a razão NO/b é da ordem de 0,2/1, o espectro de RPE (tipo A) apresenta um desdobramento hiperfino, similar ao da deoxiHb humana na conformação T. Se a razão NO/Mb varia entre 0,2 e 2, o espectro de RPE é uma mistura de dois tipos (AB). Os espectros tipo A e AB apresentam uma clara dependência com a temperatura, ao passo que o espectro tipo B não. Observa-se que também que a afinidade pelo NO da MbB depende do pH; quanto menor o pH, mais difícil fica se completar a reação do Fe3+ com o NO, mesmo se a razão NO/Mb é maior que 2. Os espectros de RPE da MbANO e da MbBNO são diferentes, porque o campo cristalino em torno do ferro apresenta pequenas variações, alterando a distância de N&#949-FE-NO. No caso da MbA isto dá origem a um espectro similar ao encontrado para o ferro pentacoordenado (tipo A); no caso da MbB, o espectro é do tipo encontrado para ferro hexacoordenado (tipo B). O estudo da dependência do espectro de RPE com a temperatura, no caso da EcNO AGp, mostra que existe um equilíbrio térmico entre duas espécies hexacoordenadas: a espécie I, que predomina à baixa temperatura e cujo espectro de RPE exibe desdobramento superhiperfino com 9 linhas; a espécie II, que predomina altas temperaturas e cujo espectro de RPE é uma linha larga. No intervalo de temperaturas estudado, pode ser observado que em temperaturas intermediárias, os espectros são uma mistura das duas espécies. Pode-se através de diferença espectral estudar o comportamento de cada espécie separadamente e o equilíbrio da mistura. Verificou-se que as duas espécies estão separadas por cerca de 2 kcal/mol. Com os resultados obtidos e comparando-os com os obtidos na literatura, é possível sugerir a existência de uma glutamina distal para a Ec AGP. Para a MbNO ApB, encontra-se um espectro de RE que apresenta desdobramento superhiperfino com 9 linhas. Os espectros a baixa e alta temperatura são similares apenas à alta temperatura e a resolução é menor. Observa-se ainda, a influenciado sítio distal (his E7 nas mioglobinas de Cavalo e de Cachalote) sobre a ligação Fe-N-O. Nas Mb de Cavalo e de Cachalote, em que o sítio distal é ocupado por uma histidina, o espectro da RPE da MbNO é uma linha larga que não varia significativamente com a temperatura. Na Ec AGp, em que o sítio distal está provavelmente ocupado por uma glutamina, o espectro de RPE apresenta uma dependência com a temperatura: a 309.3K, o espectro é uma linha larga, a 103.0K, o espectro apresenta desdobramento superhiperfino. Na Mb Apb, em que não há resíduo básico ocupando a posição distal, o espectro apresenta desdobramento superhiperfino em todo o intervalo de temperatura estudado (113,7K a 283,3K). / Using the Electron Paramagnetic Resonance (EPR) technique, the properties of several nitrosyl hemoproteins were investigated as a function of temperature, pH and nitric oxide (NO) concentration. In hemoproteins, the heme moiety is esconced in a pocket: in one side there is na open cavity where the bonding of different molecules, such as H2O, NO, CO, etc., may occur occupied or not by an aminoacid residue thus influencying in different ways the ligand bonding. The following nitrosyl hemoproteins were studied: horse and spermwhale myoglobins which have an histidine residue occupying the distal site, the myoglobin of the mollusk Aplysia brasiliana (Mb Apb) which has no aminoacid residue in the distal site and the erythrocruorin from the earthworn Annelidae Glossoscolex paulistus (Ec AGp) whose structure is no yet known. The results that were obtained with horse and spermwhale myoglobins solutions prepared using liofilized protein from Sigma, show that almost 13% of the myoglobins is in the oxi form (MbA) and the remaining 87% is in the meta form (MbB). The NO binding to MbA is done by simple substitution of the O2 molecule, remaining the iron atom in its ferrous state. With MbB we have a quite different situation and in this case, two steps are needed to obtain the nitric oxide derivative: first the Fe3+ is reduced to Fe Fe2+ and then the NO molecule bind to it, the extention to which this last step occurs, depends on the nitric oxide concentration. If the NO/Mb ratio is equal to or greater than 2/1, the EPR signal is a broad line (B type), as it has been already identified. If the NO/Mb ratio is around 0,2/1, the EPR spectrum (A type) is characterized by a hyperfine splitting similar to that of human deoxihemoglobin in the T conformation. Finally, in the NO/Mb ratio has a value between 0,2/1 and 2/1, the EPR signal observed is due to contributions from both species (AB). Variations in the EPR spectra with temperature is only observed for the A and AB types. Futhermore, it has also been observed that MbB affinity for NO is pH dependent, the lower the pH, more difficult is the completation of the Fe3+ reaction with NO, even IF the NO/Mb ratio is greater than 2/1. The difference between the EPR spectra of MbA and MbB is due to the small but significative differences in the crystal field around the iron atom, thus modifying the N&#949-FE-NO distance. In the MbA case, this gives rise to a spectrum similar to that find for pentacoordinated iron (A type), for MbB the spectrum shows a pattern similar to that find for a hexacoordinated iron atom (B type). The analysis of the EPR spectra of EcNO AGp at various temperatures showed that there is a thermal equilibrium between two hexacoordinated species: species I, which is predominant at a low temperatures and is characterized by a nine-line superhyperfine splitting, and species II, which is predominant at high temperatures, characterized by a broad line EPR spectrum . It was found that in the range of temperatures studied , the EPR signals are due to contributions from two species. The spectral difference made possible to learn about each species independently and the equilibrium. The two species differ in enthalpy by no more than about 2 kcal/mol. At the light of these findings, and compearing with the data found in the literature, it may be postulated the existence of a glutamine at the distal site in Ec AGp. For MbNO Apb, it was found an EPR spectrum exhibiting a nine-line superhyperfine splitting. The EPR spectra at low and high temperatures are similar, but the former are well resolved while in the latter, the superhyperfine splitting is something blurred. Futhermore, it has been possible to learn about the influence of the distal site on the Fe-N-O bond. For horse and spern whale myoglobins, where na histidine occupies the distal site, the EPR spectrum is a broad line which does not change significatively with temperature. For Ec AGp, where a glutamine probably occupies the distal site, the EPR spectra are temperature dependent: at 309.3K it is a broad line and at 103.0K it presents superhyperfine splitting. Finally, for Mb Apb where there is no basic residue occupying the distal site, the EPR spectra are characterized by a nine-line superhyperfine splitting all over the temperature range studied (113.7K to 283,3K).

A cor vermelha brilhante característica do presunto Parma é resultante, principalmente, do pigmento Zinco-protoporfirina IX (ZnPP). A ZnPP é formada a partir da mioglobina por uma reação de transmetalação, catalisada pela enzima ferroquelatase (FECH), em que o íon de Fe(II) coordenado ao grupo heme é substituído pelo íon Zn(II). O presunto Parma apresenta uma maior estabilidade oxidativa em relação aos demais produtos cárneos curados além de não conter nitrito e nitrato, portanto, são considerados mais saudáveis. A utilização da FECH no processamento de carnes curadas pode permitir a produção de produtos cárneos curados mais saudáveis e em menor tempo. No presente trabalho a proteína ferroquelatase de Bacillus subtilis (BsFECH) foi expressa em células de E. coli BL21(DE3), purificada por cromatografia de afinidade ao níquel e exclusão por tamanho e caracterizada por dicroísmo circular, emissão de fluorescência do triptofano e cromatografia de exclusão por tamanho analítico. Em termos de estabilidade foi encontrado que altas concentrações de sal aumentam a estabilidade da proteína frente aos agentes denaturantes ureia e temperatura. A BsFECH produzida é capaz de ligar-se ao substrato modelo de porfirina (TPPS), conforme verificado por espectroscopia de UV-Vis, com uma Ka = 3,8x105 M-1 e é capaz de se associar à metamioglobina, conforme verificado por reação de cross-linking com dissuccinimidil suberato e avaliado por SDS-PAGE. A BsFECH aumenta significativamente a taxa de inserção de íons de zinco na TPPS e mostra uma cinética de saturação com uma constante de ligação aparente de Zn(II) ao complexo [BsFECH-TPPS] de 1,3x104 M e uma constante de primeira ordem de 6,6x10-1 h-1 para a dissociação do complexo ternário. A reação de troca ferro/zinco na mioglobina catalisada pela BsFECH é facilitada pela proteólise limitada da mioglobina com pepsina que abre um caminho para a reação de troca metálica com base na interação proteína-proteína entre o fragmento globina da mioglobina e a BsFECH. / The bright red color, characteristic of the Parma ham, results mainly of the pigment Zinc-Protoporphyrin IX (ZnPP). The ZnPP is formed from myoglobin by the reaction, catalyzed by ferrochelatase enzyme (FECH), in which Fe(II) ions coordinated to the heme group is replaced by Zn(II) ions. Parma ham shows greater oxidative stability when compared to others cured meat products besides do not contain nitrite and nitrate and, therefore, is considered healthier. The use of FECH in the processing of cured meats may allow the production of healthier cured meat products in a shorter period of time. In this work, the ferrochelatase protein from Bacillus subtilis was expressed in E. coli BL21(DE3) cells, purified by nickel affinity chromatography and size exclusion, and characterized by circular dichroism, fluorescence emission of tryptophan and analytical size exclusion chromatography. In terms of stability, it was found that the high salt content enhances the protein stability against the denaturation agents urea and temperature. The BsFECH produced is able to bind to the porphyrin model substrate (TPPS), as verified by UV-Vis spectroscopy, with Ka = 3.8x105 M-1 and is capable to associate to metamyoglobin as verified by cross-linking reaction with dissuccinimidil suberato, as observed by SDS-PAGE. The BsFECH increases, significantly, the zinc ions insertion rate in TPPS and shows a saturation kinetics behavior with an apparent biding constant of Zn(II) to the [BsFECH-TPPS] complex of 1.3x104 M and a first order rate constant for the dissociation of ternary complex of 6.6x10-1 h-1. The Fe/Zn exchange reaction in the myoglobin as catalyzed by BsFECH is facilitated by myoglobin-limited proteolysis with pepsin that opens a reaction channel for the metallic exchange based on protein-protein interaction between the globin moiety of myoglobin and BsFECH.

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Os testes físicos mais utilizados para determinar a aptidão física dos jogadores são: teste aeróbio intermitente de Yo-yo, velocidade de 10 e 30 metros, corridas repetidas anaeróbias (RSA, 6 x 20-20 m) e impulsão vertical squat e contra movimento (IVSQUAT e IVCMV). Entretanto, a relação entre o nível de aptidão física do jogador, seu desgaste durante a partida com a intensidade na qual ele joga e com as ações técnicas é pouco estudada. Diante disso, o presente estudo tem como objetivo: verificar se os jogadores que apresentam melhor desempenho nos testes físicos também têm maior participação com a bola e jogam em maior intensidade; verificar quais indicadores de dano muscular no jogo se relacionam com a aptidão física, as ações técnicas e a intensidade do jogo de futebol; bem como, verificar a relação entre CK, LDH e Mb com a intensidade do jogo. O presente estudo contou com 11 jogadores de futebol de uma equipe participante do Campeonato Paulista da primeira divisão. Os jogadores passaram por avaliação antropométrica e avaliação das capacidades físicas (Yo-yo, RSA, 10 e 30 metros e IV). A FC do jogo foi monitorada durante duas partidas oficiais para determinar a carga do jogo, pelo impulso de treinamento (TRIMP). Duas horas antes do início e após o jogo foram coletadas amostras de sangue (5 mL) para dosagem de Mb (pré-jogo e 30 min) e CK e LDH (pré-jogo e 24 h). As partidas foram filmadas para determinar as ações técnicas dos jogadores. A normalidade dos dados foi verificada com o teste de Shapiro-Wilk. Para determinar se houve diferença pré e pós-jogo entre CK, LDH e Mb foi realizado o teste - t Student. A relação entre os testes de aptidão física e ações técnicas, marcadores de dano tecidual e FC do jogo foi feita por meio da correlação de Pearson. O nível de significância foi fixado em p≤0,05. LDH correlacionou-se significantemente com os 10-m, enquanto que a Mb apresentou correlação com RSAdecai , IVCMV, 10-m e 30-m. TRIMP do jogo apresentou correlação com bola perdida, finalização certa e errada, Yo-yo e RSAmelhor. O número de desarmes teve correlação com o Yo-yo, RSAmelhor, 30-m, IVSQUAT e IVCMV, já os passes certos correlacionaram-se com IVSQUAT e os contatos com a bola com RSAmelhor, IVSQUAT e IVCMV. Mb apresentou maior sensibilidade com a aptidão física dos jogadores, em comparação com CK e LDH. TRIMP do jogo não tem relação com os marcadores de dano tecidual e, por fim, os jogadores com maior aptidão física apresentam melhores desempenhos técnicos. / Soccer is a sport with high intensity actions, involving an increase in tissue damage, which can be measured by the analysis of biochemical markers such as creatine kinase (CK), lactate dehydrogenase (LDH) and myoglobin (Mb). The physical tests most used to determine the physical fitness of the players are: Yo-yo intermittent aerobic test, 10 and 30 meters speed, repeated anaerobic races (RSA, 6 x 20-20 m) and vertical squat and counter-movement (IVSQUATand IVCMV). However, therelationship between the level of physical fitness of the player, his wear during the match with the intensity in which he plays and the technical actionsis little studied. Therefore, the present study has as objective: to verify if the players that present better performance in the physical tests also have higherparticipation with the ball and play in higherintensity; to verifywhich indicators of muscle damage in matches relate to physical fitness, technical actions and intensity of the soccermatch; as well as,toverifythe relationship amongCK, LDH and Mb with the intensity of the match. The present study had 11 soccer players from a team participating in the First Division Paulista Championship. The players underwent anthropometric evaluation and assessment of physical abilities (Yo-yo, RSA, 10 and 30 meters and IV). The HFof the game was monitored during two official matches to determine the loading of the game by the training impulse (TRIMP). Two hours before and after the game blood samples (5 mL) were collected for MB (pre-game and 30 min) and CK and LDH (pre-game and 24 h) dosages. The matches were filmed to determine the technical actions of the players. The determine the technical actions of the players. The normality of the data was verified with the Shapiro-Wilk test. In order to determine if there was pre and post-match difference between CK, LDH and Mb, Student-t-test was performed. The relationship between physical fitness tests and technical actions, markers of tissue damage and HR of the game was made through Pearson's correlation. The level of significance was set at p≤0.05. LDH was significantly correlated with 10-m, whereas Mb presented correlation with RSAdecai, IVCMV, 10-m and 30-m. TRIMP of the game presented correlation with lost ball, right and wrong finalization, Yo-yo and RSAbetter. The number of disarrangescorrelated with the Yo-yo, RSAbetter, 30-m, IVSQUATand IVCMV, and the correct passes correlated with IVSQUAT and the contacts with the ball with RSAbetter, IVSQUATand IVCMV. Mb presented greater sensitivity with the physical fitness of the players compared to CK and LDH. TRIMP of the game has no relation with the markers of tissue damage and, finally, the players with greater physical aptitude present better technical performances.

As propriedades dos derivados nitrosilados de diferentes hemoproteínas em função da temperatura, da concentração de óxido nítrico (NO) e pH, foram investigadas utilizando a técnica de Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE). Nas hemoproteínas, o grupo heme está acomodado em um bolso: de um lado encontra-se a histidina proximal, de outro uma cavidade aberta onde pode ocorrer a ligação de O2 (ou outras moléculas, tais como H2O, NO, CO, etc.). Perto daí, encontra-se o sítio distal, que pode ou não estar ocupado por uma cadeia lateral de aminoácido, o qual pode influenciar a ligação do ligante. As proteínas estudadas, marcadas com NO, foram: mioglobinas de Cavalo de Cacgalote, que possuem o sítio distal ocupado por um resíduo de histidina, a mioglobina do molusco Aplysia brasiliana (Mb Apb) que não possue um resíduo de aminoácido no sítio distal e a eritrocruorina da minhoca Annelidae Glossoscolex paulistus (Ec AGp), cuja vizinhança do heme não está determinada. Os resultados obtidos com as soluções de mioglobinas de Cavalho e de Cachalote, preparadas a partir da proteína liofilizada (Sigma) mostram cerca de 13% de mioglobina está na forma oxi (MbA) e o restante na forma meta (MbB). A ligação de NO à Mba se faz por simples substituição da molécula de O2 por NO, mantendo o ferro em seu estado ferroso. Já para a MbB, a ligação ocorre em duas etapas: na primeira reduzindo o Fe3+ a Fe2+ e, numa segunda, cuja extensão depende da concentração de NO, o óxido nítrico liga-se ao Fe2+ produto da redução do ferro da MbB. Se a razão NO/Mb é igual ou maior que 2/1, o espectro da RPE é uma linha carga (tipo B), como tem sido identificado na literatura. Se a razão NO/b é da ordem de 0,2/1, o espectro de RPE (tipo A) apresenta um desdobramento hiperfino, similar ao da deoxiHb humana na conformação T. Se a razão NO/Mb varia entre 0,2 e 2, o espectro de RPE é uma mistura de dois tipos (AB). Os espectros tipo A e AB apresentam uma clara dependência com a temperatura, ao passo que o espectro tipo B não. Observa-se que também que a afinidade pelo NO da MbB depende do pH; quanto menor o pH, mais difícil fica se completar a reação do Fe3+ com o NO, mesmo se a razão NO/Mb é maior que 2. Os espectros de RPE da MbANO e da MbBNO são diferentes, porque o campo cristalino em torno do ferro apresenta pequenas variações, alterando a distância de N&#949-FE-NO. No caso da MbA isto dá origem a um espectro similar ao encontrado para o ferro pentacoordenado (tipo A); no caso da MbB, o espectro é do tipo encontrado para ferro hexacoordenado (tipo B). O estudo da dependência do espectro de RPE com a temperatura, no caso da EcNO AGp, mostra que existe um equilíbrio térmico entre duas espécies hexacoordenadas: a espécie I, que predomina à baixa temperatura e cujo espectro de RPE exibe desdobramento superhiperfino com 9 linhas; a espécie II, que predomina altas temperaturas e cujo espectro de RPE é uma linha larga. No intervalo de temperaturas estudado, pode ser observado que em temperaturas intermediárias, os espectros são uma mistura das duas espécies. Pode-se através de diferença espectral estudar o comportamento de cada espécie separadamente e o equilíbrio da mistura. Verificou-se que as duas espécies estão separadas por cerca de 2 kcal/mol. Com os resultados obtidos e comparando-os com os obtidos na literatura, é possível sugerir a existência de uma glutamina distal para a Ec AGP. Para a MbNO ApB, encontra-se um espectro de RE que apresenta desdobramento superhiperfino com 9 linhas. Os espectros a baixa e alta temperatura são similares apenas à alta temperatura e a resolução é menor. Observa-se ainda, a influenciado sítio distal (his E7 nas mioglobinas de Cavalo e de Cachalote) sobre a ligação Fe-N-O. Nas Mb de Cavalo e de Cachalote, em que o sítio distal é ocupado por uma histidina, o espectro da RPE da MbNO é uma linha larga que não varia significativamente com a temperatura. Na Ec AGp, em que o sítio distal está provavelmente ocupado por uma glutamina, o espectro de RPE apresenta uma dependência com a temperatura: a 309.3K, o espectro é uma linha larga, a 103.0K, o espectro apresenta desdobramento superhiperfino. Na Mb Apb, em que não há resíduo básico ocupando a posição distal, o espectro apresenta desdobramento superhiperfino em todo o intervalo de temperatura estudado (113,7K a 283,3K). / Using the Electron Paramagnetic Resonance (EPR) technique, the properties of several nitrosyl hemoproteins were investigated as a function of temperature, pH and nitric oxide (NO) concentration. In hemoproteins, the heme moiety is esconced in a pocket: in one side there is na open cavity where the bonding of different molecules, such as H2O, NO, CO, etc., may occur occupied or not by an aminoacid residue thus influencying in different ways the ligand bonding. The following nitrosyl hemoproteins were studied: horse and spermwhale myoglobins which have an histidine residue occupying the distal site, the myoglobin of the mollusk Aplysia brasiliana (Mb Apb) which has no aminoacid residue in the distal site and the erythrocruorin from the earthworn Annelidae Glossoscolex paulistus (Ec AGp) whose structure is no yet known. The results that were obtained with horse and spermwhale myoglobins solutions prepared using liofilized protein from Sigma, show that almost 13% of the myoglobins is in the oxi form (MbA) and the remaining 87% is in the meta form (MbB). The NO binding to MbA is done by simple substitution of the O2 molecule, remaining the iron atom in its ferrous state. With MbB we have a quite different situation and in this case, two steps are needed to obtain the nitric oxide derivative: first the Fe3+ is reduced to Fe Fe2+ and then the NO molecule bind to it, the extention to which this last step occurs, depends on the nitric oxide concentration. If the NO/Mb ratio is equal to or greater than 2/1, the EPR signal is a broad line (B type), as it has been already identified. If the NO/Mb ratio is around 0,2/1, the EPR spectrum (A type) is characterized by a hyperfine splitting similar to that of human deoxihemoglobin in the T conformation. Finally, in the NO/Mb ratio has a value between 0,2/1 and 2/1, the EPR signal observed is due to contributions from both species (AB). Variations in the EPR spectra with temperature is only observed for the A and AB types. Futhermore, it has also been observed that MbB affinity for NO is pH dependent, the lower the pH, more difficult is the completation of the Fe3+ reaction with NO, even IF the NO/Mb ratio is greater than 2/1. The difference between the EPR spectra of MbA and MbB is due to the small but significative differences in the crystal field around the iron atom, thus modifying the N&#949-FE-NO distance. In the MbA case, this gives rise to a spectrum similar to that find for pentacoordinated iron (A type), for MbB the spectrum shows a pattern similar to that find for a hexacoordinated iron atom (B type). The analysis of the EPR spectra of EcNO AGp at various temperatures showed that there is a thermal equilibrium between two hexacoordinated species: species I, which is predominant at a low temperatures and is characterized by a nine-line superhyperfine splitting, and species II, which is predominant at high temperatures, characterized by a broad line EPR spectrum . It was found that in the range of temperatures studied , the EPR signals are due to contributions from two species. The spectral difference made possible to learn about each species independently and the equilibrium. The two species differ in enthalpy by no more than about 2 kcal/mol. At the light of these findings, and compearing with the data found in the literature, it may be postulated the existence of a glutamine at the distal site in Ec AGp. For MbNO Apb, it was found an EPR spectrum exhibiting a nine-line superhyperfine splitting. The EPR spectra at low and high temperatures are similar, but the former are well resolved while in the latter, the superhyperfine splitting is something blurred. Futhermore, it has been possible to learn about the influence of the distal site on the Fe-N-O bond. For horse and spern whale myoglobins, where na histidine occupies the distal site, the EPR spectrum is a broad line which does not change significatively with temperature. For Ec AGp, where a glutamine probably occupies the distal site, the EPR spectra are temperature dependent: at 309.3K it is a broad line and at 103.0K it presents superhyperfine splitting. Finally, for Mb Apb where there is no basic residue occupying the distal site, the EPR spectra are characterized by a nine-line superhyperfine splitting all over the temperature range studied (113.7K to 283,3K).

Orientador: Carlos Henrique Inacio Ramos / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-05T11:57:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Regis_WiliamCesarBento_D.pdf: 2288615 bytes, checksum: 63ccd34d93524d993a42e51b4e2f9855 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Os estudos em biologia estrutural avançaram muito nos últimos anos e inúmeras informações, obtidas principalmente por dados cristalográficos, ajudaram no entendimento dos mecanismos de ação e efeito biológico de várias proteínas contudo o caminho que vai da síntese até a estruturação dde uma porteína aidna é pouco conhecido. Uma descrição termodinâmica detalhada de proteínas é fundamental para se entender seu papel biológico e conhecer as interações e forças que determinam o enovelamento. Este é o foco pincipal deste trabalho que utilizou para isso as mioglobinas de baleia e de cavalo. O estudo da apomioglobina se divide quase igualmente entre as proteínas oriundas de espermacete, a qual está clonada, e de cavalo, a qual é obtida comercialmente. Ambas possuem alta homologia e comportamento similar quanto ao enovelamento, assumindo-se em geral que estas proteínas apresentam o mesmo fenômeno no que diz respeito ao enovelamento. Contudo, esta hipótese pode não ser verdadeira, o que torna necessário medir e comparar a estabilidade destas proteínas. Apenas recentemente um método confiável para medir a estabilidade de mioglobina em uma reação reversível foi implantado: análise do desenovelamento por uréia de um derivado ciano de mioglobina em uma faixa de pH limitado. Nossos resultados mostraram que a mioglobina de cavalo é 2,1 kcal/mol menos estável que a mioglobina de espermacete em pH 5,0 e 25 ºC. Além disso, a mioglobina de cavalo agregou em altas concentrações, como medido por experimentos de gel filtração e ultracentrifugação analítica. A alta estabilidade da mioglobina de espermacete foi identificada tanto para a forma apoquanto para a forma holo e se mostrou independente de pH, na faixa de 5 até 8, e da presença de até 200 mM de cloreto de sódio. A substituição dos resíduos de alanina nas posições 15 e 74 por glicina, encontrados na mioglobina de cavalo, diminuiu a estabilidade da proteína em 1,0 kcal/mol. As apoproteínas de mamíferos que mergulham são significativamente mais estáveis do que as apoproteínas de mamíferos terrestres. Este fenômeno pode ser explicado pela suposição de que sob pressão seletiva um acúmulo de mutações que levam a pequenas estabilizações nas características globais de estabilidade das proteínas. Mamíferos que mergulham em grandes profundidades, como a baleia, são expostos a anaerobiose prolongada e conseqüente condições de acidose. Isto pode levar a uma série de acúmulos de mutações que promoverão resistência ao desenovelamento e a perda do grupo heme, fenômenos que podem ocorrer durante a acidose (Tang et al., 1998). Os resultados deste trabalho indicaram que a propensão a formação de hélices é um componente importante para explicar as diferenças de estabilidade entre as mioglobinas de cavalo e de espermacete / Abstract: The work in the literature on the stability and folding pathway of myoglobin is almost equally divided between horse myoglobin, which is available commercially, and sperm whale myoglobin, which must be cloned and expressed. The two proteins share high homology, show similar folding behavior and it is often assumed that all folding phenomena found with one protein will also be found with the other. This assumption may not be true, which makes essential to compare their basic properties, such as stability and dependence on temperature and salt concentration. However, no reliable method have been used to access the precisely difference in stability between these two proteins because it was not possible until recently to measure the stability of holoMb in a reversible unfoldingr efolding reaction. The reversible folding of myoglobin can be measured by using the cyanmet derivative and urea unfolding but only in a limited pH range. We report data at equilibrium showing that horse myoglobin was 2.1 kcal/mol less stable than sperm whale myoglobin at pH 5.0, 25 ºC, and aggregated at high concentrations as measured by gel filtration and analytical ultracentrifugation experiments. The higher stability of sperm whale myoglobin was identified for both apo and holo forms, and was independent of pH from 5 to 8 and of the presence of sodium chloride. We also show that the substitution of sperm whale myoglobin residues Ala15 and Ala74 to Gly, the residues found at positions 15 and 74 in horse myoglobin, decreased the stability by 1.0 kcal/mol, indicating that helix propensity is an important component of the explanation for the difference in stability between the two proteins / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

A cor vermelha brilhante característica do presunto Parma é resultante, principalmente, do pigmento Zinco-protoporfirina IX (ZnPP). A ZnPP é formada a partir da mioglobina por uma reação de transmetalação, catalisada pela enzima ferroquelatase (FECH), em que o íon de Fe(II) coordenado ao grupo heme é substituído pelo íon Zn(II). O presunto Parma apresenta uma maior estabilidade oxidativa em relação aos demais produtos cárneos curados além de não conter nitrito e nitrato, portanto, são considerados mais saudáveis. A utilização da FECH no processamento de carnes curadas pode permitir a produção de produtos cárneos curados mais saudáveis e em menor tempo. No presente trabalho a proteína ferroquelatase de Bacillus subtilis (BsFECH) foi expressa em células de E. coli BL21(DE3), purificada por cromatografia de afinidade ao níquel e exclusão por tamanho e caracterizada por dicroísmo circular, emissão de fluorescência do triptofano e cromatografia de exclusão por tamanho analítico. Em termos de estabilidade foi encontrado que altas concentrações de sal aumentam a estabilidade da proteína frente aos agentes denaturantes ureia e temperatura. A BsFECH produzida é capaz de ligar-se ao substrato modelo de porfirina (TPPS), conforme verificado por espectroscopia de UV-Vis, com uma Ka = 3,8x105 M-1 e é capaz de se associar à metamioglobina, conforme verificado por reação de cross-linking com dissuccinimidil suberato e avaliado por SDS-PAGE. A BsFECH aumenta significativamente a taxa de inserção de íons de zinco na TPPS e mostra uma cinética de saturação com uma constante de ligação aparente de Zn(II) ao complexo [BsFECH-TPPS] de 1,3x104 M e uma constante de primeira ordem de 6,6x10-1 h-1 para a dissociação do complexo ternário. A reação de troca ferro/zinco na mioglobina catalisada pela BsFECH é facilitada pela proteólise limitada da mioglobina com pepsina que abre um caminho para a reação de troca metálica com base na interação proteína-proteína entre o fragmento globina da mioglobina e a BsFECH. / The bright red color, characteristic of the Parma ham, results mainly of the pigment Zinc-Protoporphyrin IX (ZnPP). The ZnPP is formed from myoglobin by the reaction, catalyzed by ferrochelatase enzyme (FECH), in which Fe(II) ions coordinated to the heme group is replaced by Zn(II) ions. Parma ham shows greater oxidative stability when compared to others cured meat products besides do not contain nitrite and nitrate and, therefore, is considered healthier. The use of FECH in the processing of cured meats may allow the production of healthier cured meat products in a shorter period of time. In this work, the ferrochelatase protein from Bacillus subtilis was expressed in E. coli BL21(DE3) cells, purified by nickel affinity chromatography and size exclusion, and characterized by circular dichroism, fluorescence emission of tryptophan and analytical size exclusion chromatography. In terms of stability, it was found that the high salt content enhances the protein stability against the denaturation agents urea and temperature. The BsFECH produced is able to bind to the porphyrin model substrate (TPPS), as verified by UV-Vis spectroscopy, with Ka = 3.8x105 M-1 and is capable to associate to metamyoglobin as verified by cross-linking reaction with dissuccinimidil suberato, as observed by SDS-PAGE. The BsFECH increases, significantly, the zinc ions insertion rate in TPPS and shows a saturation kinetics behavior with an apparent biding constant of Zn(II) to the [BsFECH-TPPS] complex of 1.3x104 M and a first order rate constant for the dissociation of ternary complex of 6.6x10-1 h-1. The Fe/Zn exchange reaction in the myoglobin as catalyzed by BsFECH is facilitated by myoglobin-limited proteolysis with pepsin that opens a reaction channel for the metallic exchange based on protein-protein interaction between the globin moiety of myoglobin and BsFECH.

Orientador: Neura Bragagnolo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-25T00:18:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Madalozzo_ElisangelaSerenato_D.pdf: 1974055 bytes, checksum: 6fd74ba9c2af5e4b7776a2009fb74e3c (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O colesterol é um dos mais importantes esteróis existentes nos tecidos animais, podendo apresentar-se na forma livre ou como ésteres de colesterol. Comporta-se de maneira particular em relação à oxidação por apresentar uma ligação dupla entre o carbono 5 e 6 da estrutura cíclica, originando produtos de oxidação, denominados óxidos de colesterol (COP¿s), principalmente quando exposto a temperaturas elevadas, iniciadores de radicais, luz, metais ou à combinação destes fatores. Por isso, o objetivo deste trabalho foi constatar o impacto do uso de diferentes antioxidantes (eritorbato de sódio, bixina e ácido cítrico) na degradação térmica do colesterol em sistemas modelo na presença de metais (mioglobina) e de ácidos graxos com diferentes graus de insaturação (ácido oleico, ácido eicosapentaenoico - EPA e ácido palmítico) sob fluxo constante de O2 (10 mL/min). A ação dos antioxidantes, pró-oxidante e ácidos graxos foi monitorada pela degradação do colesterol e consequente formação de COP¿s e alteração na composição de ácidos graxos, bem como pela degradação dos antioxidantes adicionados aos sistemas modelo submetidos a temperaturas de 130, 160 e 230°C. Para avaliar a interação entre o colesterol e os diferentes compostos nos sistemas modelo foi realizado um planejamento experimental do tipo Plackett & Burman para cada temperatura estudada. Os resultados demosntraram que o sistema modelo constituído de colesterol, bixina, ácido oleico e mioglobina (ensaio 11) foi o que apresentou a maior degradação do colesterol e maior concentração de óxidos. Já o sistema modelo que apresentou a menor degradação do colesterol foi o 1 que apresenta em sua composição colesterol, eritorbato de sódio, ácido cítrico e mioglobina. Para a temperatura de 230°C os ensaios que apresentaram a menor degradação continham colesterol, eritorbato de sódio, ácido cítrico e mioglobina (ensaio 1) e eritorbato de sódio, bixina e ácido palmítico (ensaio 2). Cinco COP¿s foram identificados e quantificados nos sistemas (7-ceto, 7?-OH, 7?-OH, 5,6?-epóxido e 5,6?-epóxido). O óxido encontrado em maior quantidade nas temperaturas de 130 e 160°C foi o 5,6?-epóxido, já na temperatura de 230°C foi o 7-ceto. Esses resultados demonstram que a maior formação de COP¿s está diretamente relacionada com a maior degradação do colesterol nas temperaturas estudadas / Abstract: Cholesterol is one of the most important sterols in animal tissue in its free form or as esters. This compound presents an unique behavior in relation to oxidation since it has a double bond between carbons 5 and 6 of the cyclic structure, generating oxidation products, the so called cholesterol oxides (COP's), especially when exposed to high temperature, radical initiators, light, metal or a combination of these factors. Therefore, the aim of this study was to study the impact of different antioxidants (sodium erythorbate, citric acid and bixin) on thermal degradation of cholesterol in model systems in the presence of metals (myoglobin) and fatty acids with different degrees of unsaturation (oleic acid, eicosapentaenoic acid - EPA and palmitic acid) at constant O2 flow (10 ml/min). The effect of antioxidants, pro-oxidant and fatty acids was monitored by the degradation of cholesterol and the consequent formation of COP¿s, by the changes in the fatty acid composition, as well as by the degradation of the antioxidants added to model systems subjected to 130, 160 and 230°C. To evaluate the interaction between cholesterol and the different compounds present in the model systems a Plackett & Burman experimental design was carried out in each temperature. The model system containing cholesterol, bixin, oleic acid and myoglobin (sample 11) showed the highest degradation of cholesterol and concentration of COP¿s. The lowest degradation of cholesterol was observed in sample 1, containing cholesterol, sodium erythorbate, citric acid and myoglobin. At 230°C, the samples that showed the lowest degradation contained cholesterol, sodium erythorbate, citric acid and myoglobin (sample 1) and sodium erythorbate, bixin and palmitic acid (sample 2). Five COP's were identified and quantified in the model systems (7-keto, 7?-OH, 7?-OH, 5,6?-epoxide and 5,6?-epoxide). The COP present in the highest content at 130°C and 160°C was 5,6?-epoxide, and at 230°C, 7-keto. These results demonstrated that a high formation of COP¿s is directly related to a high degradation of cholesterol at the studied temperatures / Doutorado / Ciência de Alimentos / Doutora em Ciência de Alimentos

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-06-02T19:23:04Z No. of bitstreams: 1 RitaCarvalho.pdf: 1268991 bytes, checksum: 9f30de20b2377b94837ba5ffe305debe (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-02T19:23:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RitaCarvalho.pdf: 1268991 bytes, checksum: 9f30de20b2377b94837ba5ffe305debe (MD5) Previous issue date: 2016-07-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPQ) / Fundação de Amparo à Pesquisa e ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Maranhão (FAPEMA) / Cardiovascular diseases (CVDs) are considered as an important cause of morbidity and premature mortality worldwide. Rapid diagnosis of CVD is extremely important to ensure the survival of the patient. Myoglobin (Mb), for its low molecular weight is quickly released in the body, resulting in high sensitivity in order to be as valuable biomarker of acute myocardial infarction (AMI). Therefore, this study aims to develop an efficient platform, sensitive and stable for the immobilization of antibodies (Ab) myoglobin applicable to the monitoring of antigens (Ag) myoglobin using surface plasmon resonance (SPR). In this sense, the cyclic voltammetry, differential pulse voltammetry and impedance spectroscopy were used in selfassembled monolayers research (SAMs) simple and mixed acid 11-mercaptoundecanoic (MUA) and 3-mercaptopropionic acid (MPA). The mixed SAM MPA / MUA 3: 1 ratio showed low resistance to charge transfer and high surface coverage. In order to investigate the SAM capacity MPA / MUA opposite the locking Ac-MB were made comparative studies for the evaluation of the interaction of Ac-MB SAM MPA / MUA well as for SAM MPA / MUA modified polyamidoamine dendrimer of generation 5 (G5 PAMAM). Then, after choosing the more sensitive platform made up AC-Mb interaction studies with different concentrations of Ag-Mb (0,001; 0,5; 0,8; 1 and 500 µg.mL-1) through immunoassay in a "sandwich". The three-dimensional structure of the dendrimer PAMAM G5 favored amplification of SPR signal as grants most accessible area for the immobilization of antibody Mb. The sandwich immunoassay amplified the interaction signal Ac / Ag Mb, with significant advantages in sensitivity immunosensor. The results show that it was possible to develop an immunosensor capable of detecting low concentrations (0.00067 μg.mL-1) Ag-Mb. In this sense, the proposed system has great potential alternative to early diagnosis, simple and fast IAM. / As doenças cardiovasculares (DCVs) são consideradas como importante causa de morbidade e mortalidade prematura em todo o mundo. O diagnóstico rápido das DCVs é extremamente importante para garantir a sobrevivência do paciente. A mioglobina (Mb), por seu baixo peso molecular, é rapidamente liberada no organismo, resultando em elevada sensibilidade de forma a se constituir como precioso biomarcador de infarto agudo do miocárdio (IAM). Portanto, este trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de uma plataforma eficiente, sensível e estável para a imobilização de anticorpos (Ac) de mioglobina aplicável ao monitoramento de antígenos (Ag) de mioglobina empregando ressonância de plásmons de superfície (SPR). Neste sentido, as técnicas de voltametria cíclica, voltametria de pulso diferencial e impedância eletroquímica foram empregadas na investigação de monocamadas auto-organizadas (SAMs) simples e mistas de ácido 11-mercaptoundecanóico (MUA) e ácido 3-mercaptopropiônico (MPA). A SAM mista MPA/MUA de proporção 3:1 apresentou baixa resistência à transferência de carga e elevada cobertura de superfície. Com o propósito de investigar a capacidade da SAM de MPA/MUA frente à imobilização de Ac-Mb foram feitos estudos comparativos para a avaliação da interação da do Ac-Mb com a SAM de MPA/MUA bem como para a SAM de MPA/MUA modificada com dendrímero de poliamidoamina de geração 5 (PAMAM G5). Em seguida, após a escolha da plataforma mais sensível, fez-se os estudos da interação do Ac-Mb com diferentes concentrações do Ag-Mb (0,001; 0,5; 0,8; 1 e 500 µg mL-1) através de imunoensaio em formato “sanduíche”. A estrutura tridimensional do dendrímero PAMAM G5 favoreceu a amplificação do sinal de SPR, pois concede uma maior área acessível para a imobilização do anticorpo da Mb. O imunoensaio em sanduíche amplificou o sinal de interação Ac/Ag da Mb, apresentando vantagens significativas na sensibilidade do imunossensor. Os resultados mostram que foi possível desenvolver um imunossensor capaz de detectar baixas concentrações (0,00067 µg.mL-1) do Ag-Mb. Neste sentido, o sistema proposto apresenta grande potencial alternativo de diagnóstico precoce, simples e rápido do IAM.