Os nucleotídeos da adenina (ATP, ADP e AMP) e o nucleosídeo adenosina são importantes moléculas sinalizadoras que estão envolvidas nos mecanismos de crescimento e diferenciação celular, angiogênese, fluxo sanguíneo, condução e taxa cardíaca, e sensibilidade à estimulação adrenérgica no coração. Paralelamente a esses efeitos extracelulares, algumas evidências com fibras musculares permeabilizadas e vesículas de retículo sarcoplasmático cardíaco (chamados de microssomas) têm sugerido que estas purinas poderiam modular correntes de Ca²+ do retículo sarcoplasmático, ativando diretamente o canal iônico. Mudanças nos níveis de ATP, ADP, AMP e adenosina alteram suas ações, o que tem sido implicado em diversos processos patofisiológicos do coração. Consequentemente, as enzimas que metabolizam nucleotídeos, denominadas ectonucleotidases, que fazem parte da sinalização purinérgica, desempenham um componente modulatório essencial, pois controlam a quantidade e a taxa de degradação dos nucleotídeos além da formação do respectivo nucleosídeo. No presente estudo, foi analisada a presença dos membros das famílias das E-NTPDases, E-NPPs e ecto-5'-nucleotidase em frações solúvel e microssomal cardíacas de ratos. No estudo das E-NTPDases, a caracterização bioquímica das atividades de hidrólise de ATP e ADP em condições de inibição da atividade da ATPase mitocondrial e da adenilato cinase, revelou enzimas dependentes de cátions divalentes que apresentam pH ótimo de 8,0 na fração solúvel e 7,5 na fração microssomal. Os valores de KM aparente calculados a partir do plot de Eadie-Hofstee na fração solúvel foram 131,2 e 57,1 µM e de Vmax 71,3 e 9,3 nmol Pi/ min /mg de proteína para a hidrólise de ATP e ADP, respectivamente. Na fração microsomal, os valores de KM calculados para ATP e ADP foram 315,2 e 131 µM, e os valores de Vmax foram 1180,6 and 100,4 nmol Pi/ min/ mg de proteína, respectivamente. Considerando a atividade da ecto-5'-nucleotidase, utilizando AMP como substrato, os resultados mostraram que o cation e a concentração requerida para a atividade máxima nas duas frações, foi magnésio na concentração final de 1 mM. O pH ótimo para ambas frações foi 9,5. Os valores de KM foram 59,7 µM e 134,8 µM com um valor de Vmax calculado de 6,7 e 143,8 nmol Pi/ min/ mg de proteína para fração solúvel e microsomal, respectivamente. A análise de Western blotting para a ecto-5'-nucleotidase revelou uma proteína de 70kDa nas duas frações e uma maior densidade na fração microssomal. Usando p-nitrofenil-5'-timidina monofosfato (p-Nph-5'-TMP) como substrato para as E-NPPs, nós observamos um pH ótimo alcalino e dependência para cations divalentes. Os valores de KM corresponderam a 118,5 e 91,9 µM e os valores do Vmax calculado foram 2,5 e 113,8 nmol p-nitrofenol/ min/ mg de proteína para a fração solúvel e microsomal, respectivamente. A presença dessas enzimas no coração tem, provavelmente, uma função fisiológica na geração de adenosina. Além disso, na fração microsomal, essas enzimas poderiam exercer um papel na modulação do processo de excitação-contração do coração através do envolvimento com o influxo de Ca²+ para o retículo sarcoplasmático. Com o intuito de investigar os possíveis efeitos da cafeína sobre a atividade das ectonucleotidases na fração solúvel e microssomal cardíaca, nós utilizamos a administração aguda e crônica de cafeína. Para o estudo agudo, nós administramos a cafeína por oral gavage em uma única dose de 5, 15 ou 45 mg/Kg. Os controles receberam salina e todos os animais foram mortos 1,5h após a gavage. No tratamento crônico, a cafeína (0,3 or 1,0 mg/mL) foi oralmente administrada por 14 dias na água e os animais foram mortos no 15º dia. Os resultados preliminares mostram que tanto o tratamento agudo quanto o crônico foram capazes de alterar diferentemente a hidrólise dos nucleotídeos em ambas frações. Todavia, mais dados são necessários para tentar relacionar os resultados encontrados e os conhecidos efeitos da cafeína no coração. / Adenine nucleotides (ATP, ADP, and AMP) and the nucleoside adenosine are important signaling molecules that are very much involved in the mechanisms of cell growth and differentiation, angiogenesis, coronary blood flow, cardiac conduction and heart rate, and sensitivity to adrenergic stimulation in the heart. Besides these extracellular effects, some evidences with permeabilized muscle fibers and cardiac sarcoplasmic reticulum vesicles (called microsomes) have suggested that these purines could modulate Ca²+ currents of the sarcoplasmic reticulum activating directly the ionic channel. Changes in the adenine nucleotides and adenosine levels alter their actions and have been implicated in diverse patho-physiological processes of the heart. Consequently, nucleotide-metabolizing enzymes (ectonucleotidases) play an essential modulatory component of the purine signaling once that controls the rate, amount and timing of nucleotide degradation and ultimately, the nucleoside formation. In the present study, we have analyzed the presence of the E-NTPDase family members, E-NPPs and ecto-5'-nucleotidase in rat cardiac soluble and microsomal fractions. In the E-NTPDase study, biochemical characterization of ATPase and ADPase activities, under conditions where mitochondrial ATPase and adenylate kinase activities were blocked, demonstrates divalent-cation dependent enzymes that presented optimum pH of 8.0 to soluble, and 7.5 to microsomal fraction. The apparent KM values calculated from the Eadie-Hofstee plot for ATP and ADP in soluble fraction were 131.2 and 57.1 µM, respectively. Vmax values calculated were 71.3 and 9.3 nmol Pi/ min/ mg of protein for ATP and ADP hydrolysis, respectively. In microsomal fraction, the KM values calculated for ATP and ADP were 315.2 and 131 µM, respectively. Vmax values in this fraction were 1180.6 and 100.4 nmol Pi/ min/ mg of protein when using ATP and ADP as substrates, respectively. Considering ecto-5’-nucleotidase activity with AMP as substrate, the results showed that the cation and the concentration required for maximal activity in the two fractions was magnesium in the final concentration of 1.0 mM. The pH optimum for both fractions was 9.5. The apparent KM calculated were 59.7 µM and 134.8 µM with a Vmax values calculated of 6.7 and 143.8 nmol Pi/ min/ mg of protein from soluble and microsomal fractions, respectively. Western blotting analysis to ecto-5'-nucleotidase revealed a 70kDa protein in both fractions and a major density in the microsomal fraction. Using p-nitrophenyl-5'-thymidine monophosphate (p-Nph-5'-TMP) as substrate for E-NPPs, we observed an alkaline optimum pH and divalent cation dependence. he KM value corresponded to 118.5 and 91.9 µM and Vmax value calculated were 2.5 and 113.8 nmol p-nitrophenol/ min/ mg of protein from soluble and microsomal fractions, respectively The presence of these enzymes in the heart probably has a physiological function in the generation of signaling adenosine. Furthermore, in the microsomal fraction, they could have a role in the modulation of the excitation-contraction coupling process throughout the involvement with the Ca²+ influx to sarcoplasmic reticulum. To investigate the possible effects of caffeine on ectonucleotidase activity in cardiac soluble and microsomal fractions of rats, we used acute and chronic caffeine administration. For the acute study, we administrate to the rats by gavage, a single oral dose of 5, 15 or 45 mg/Kg b.w. of caffeine. Controls received saline and all animals were euthanized 1.5h after gavage. In the chronic treatment, caffeine (0.3 or 1.0 mg/mL) was orally administered for 14 days in the drinking water and the animals were euthanized on the day 15. Preliminary results showed that acute and chronic caffeine treatment were capable of differently alter nucleotide hydrolysis in both fractions. However, more data are necessary to correlate the results founded and the known cardiac effects of caffeine.

Os nucleotídeos da adenina (ATP, ADP e AMP) e o nucleosídeo adenosina são importantes moléculas sinalizadoras que estão envolvidas nos mecanismos de crescimento e diferenciação celular, angiogênese, fluxo sanguíneo, condução e taxa cardíaca, e sensibilidade à estimulação adrenérgica no coração. Paralelamente a esses efeitos extracelulares, algumas evidências com fibras musculares permeabilizadas e vesículas de retículo sarcoplasmático cardíaco (chamados de microssomas) têm sugerido que estas purinas poderiam modular correntes de Ca²+ do retículo sarcoplasmático, ativando diretamente o canal iônico. Mudanças nos níveis de ATP, ADP, AMP e adenosina alteram suas ações, o que tem sido implicado em diversos processos patofisiológicos do coração. Consequentemente, as enzimas que metabolizam nucleotídeos, denominadas ectonucleotidases, que fazem parte da sinalização purinérgica, desempenham um componente modulatório essencial, pois controlam a quantidade e a taxa de degradação dos nucleotídeos além da formação do respectivo nucleosídeo. No presente estudo, foi analisada a presença dos membros das famílias das E-NTPDases, E-NPPs e ecto-5'-nucleotidase em frações solúvel e microssomal cardíacas de ratos. No estudo das E-NTPDases, a caracterização bioquímica das atividades de hidrólise de ATP e ADP em condições de inibição da atividade da ATPase mitocondrial e da adenilato cinase, revelou enzimas dependentes de cátions divalentes que apresentam pH ótimo de 8,0 na fração solúvel e 7,5 na fração microssomal. Os valores de KM aparente calculados a partir do plot de Eadie-Hofstee na fração solúvel foram 131,2 e 57,1 µM e de Vmax 71,3 e 9,3 nmol Pi/ min /mg de proteína para a hidrólise de ATP e ADP, respectivamente. Na fração microsomal, os valores de KM calculados para ATP e ADP foram 315,2 e 131 µM, e os valores de Vmax foram 1180,6 and 100,4 nmol Pi/ min/ mg de proteína, respectivamente. Considerando a atividade da ecto-5'-nucleotidase, utilizando AMP como substrato, os resultados mostraram que o cation e a concentração requerida para a atividade máxima nas duas frações, foi magnésio na concentração final de 1 mM. O pH ótimo para ambas frações foi 9,5. Os valores de KM foram 59,7 µM e 134,8 µM com um valor de Vmax calculado de 6,7 e 143,8 nmol Pi/ min/ mg de proteína para fração solúvel e microsomal, respectivamente. A análise de Western blotting para a ecto-5'-nucleotidase revelou uma proteína de 70kDa nas duas frações e uma maior densidade na fração microssomal. Usando p-nitrofenil-5'-timidina monofosfato (p-Nph-5'-TMP) como substrato para as E-NPPs, nós observamos um pH ótimo alcalino e dependência para cations divalentes. Os valores de KM corresponderam a 118,5 e 91,9 µM e os valores do Vmax calculado foram 2,5 e 113,8 nmol p-nitrofenol/ min/ mg de proteína para a fração solúvel e microsomal, respectivamente. A presença dessas enzimas no coração tem, provavelmente, uma função fisiológica na geração de adenosina. Além disso, na fração microsomal, essas enzimas poderiam exercer um papel na modulação do processo de excitação-contração do coração através do envolvimento com o influxo de Ca²+ para o retículo sarcoplasmático. Com o intuito de investigar os possíveis efeitos da cafeína sobre a atividade das ectonucleotidases na fração solúvel e microssomal cardíaca, nós utilizamos a administração aguda e crônica de cafeína. Para o estudo agudo, nós administramos a cafeína por oral gavage em uma única dose de 5, 15 ou 45 mg/Kg. Os controles receberam salina e todos os animais foram mortos 1,5h após a gavage. No tratamento crônico, a cafeína (0,3 or 1,0 mg/mL) foi oralmente administrada por 14 dias na água e os animais foram mortos no 15º dia. Os resultados preliminares mostram que tanto o tratamento agudo quanto o crônico foram capazes de alterar diferentemente a hidrólise dos nucleotídeos em ambas frações. Todavia, mais dados são necessários para tentar relacionar os resultados encontrados e os conhecidos efeitos da cafeína no coração. / Adenine nucleotides (ATP, ADP, and AMP) and the nucleoside adenosine are important signaling molecules that are very much involved in the mechanisms of cell growth and differentiation, angiogenesis, coronary blood flow, cardiac conduction and heart rate, and sensitivity to adrenergic stimulation in the heart. Besides these extracellular effects, some evidences with permeabilized muscle fibers and cardiac sarcoplasmic reticulum vesicles (called microsomes) have suggested that these purines could modulate Ca²+ currents of the sarcoplasmic reticulum activating directly the ionic channel. Changes in the adenine nucleotides and adenosine levels alter their actions and have been implicated in diverse patho-physiological processes of the heart. Consequently, nucleotide-metabolizing enzymes (ectonucleotidases) play an essential modulatory component of the purine signaling once that controls the rate, amount and timing of nucleotide degradation and ultimately, the nucleoside formation. In the present study, we have analyzed the presence of the E-NTPDase family members, E-NPPs and ecto-5'-nucleotidase in rat cardiac soluble and microsomal fractions. In the E-NTPDase study, biochemical characterization of ATPase and ADPase activities, under conditions where mitochondrial ATPase and adenylate kinase activities were blocked, demonstrates divalent-cation dependent enzymes that presented optimum pH of 8.0 to soluble, and 7.5 to microsomal fraction. The apparent KM values calculated from the Eadie-Hofstee plot for ATP and ADP in soluble fraction were 131.2 and 57.1 µM, respectively. Vmax values calculated were 71.3 and 9.3 nmol Pi/ min/ mg of protein for ATP and ADP hydrolysis, respectively. In microsomal fraction, the KM values calculated for ATP and ADP were 315.2 and 131 µM, respectively. Vmax values in this fraction were 1180.6 and 100.4 nmol Pi/ min/ mg of protein when using ATP and ADP as substrates, respectively. Considering ecto-5’-nucleotidase activity with AMP as substrate, the results showed that the cation and the concentration required for maximal activity in the two fractions was magnesium in the final concentration of 1.0 mM. The pH optimum for both fractions was 9.5. The apparent KM calculated were 59.7 µM and 134.8 µM with a Vmax values calculated of 6.7 and 143.8 nmol Pi/ min/ mg of protein from soluble and microsomal fractions, respectively. Western blotting analysis to ecto-5'-nucleotidase revealed a 70kDa protein in both fractions and a major density in the microsomal fraction. Using p-nitrophenyl-5'-thymidine monophosphate (p-Nph-5'-TMP) as substrate for E-NPPs, we observed an alkaline optimum pH and divalent cation dependence. he KM value corresponded to 118.5 and 91.9 µM and Vmax value calculated were 2.5 and 113.8 nmol p-nitrophenol/ min/ mg of protein from soluble and microsomal fractions, respectively The presence of these enzymes in the heart probably has a physiological function in the generation of signaling adenosine. Furthermore, in the microsomal fraction, they could have a role in the modulation of the excitation-contraction coupling process throughout the involvement with the Ca²+ influx to sarcoplasmic reticulum. To investigate the possible effects of caffeine on ectonucleotidase activity in cardiac soluble and microsomal fractions of rats, we used acute and chronic caffeine administration. For the acute study, we administrate to the rats by gavage, a single oral dose of 5, 15 or 45 mg/Kg b.w. of caffeine. Controls received saline and all animals were euthanized 1.5h after gavage. In the chronic treatment, caffeine (0.3 or 1.0 mg/mL) was orally administered for 14 days in the drinking water and the animals were euthanized on the day 15. Preliminary results showed that acute and chronic caffeine treatment were capable of differently alter nucleotide hydrolysis in both fractions. However, more data are necessary to correlate the results founded and the known cardiac effects of caffeine.

Durante os últimos anos, o aumento dos níveis circulantes de homocisteína (Hcy) passou a ser considerado um fator de risco independente para doenças cardiovasculares como aterosclerose, doenças vasculares periféricas, infarto do miocárdio e tromboembolismo. Essas complicações vasculares também podem estar relacionadas com os níveis extracelulares de nucleotídeos/adenosina, que modulam processos de agregação plaquetária, vasodilatação, fluxo sangüíneo coronariano e inflamação. Há estudos que sugerem uma relação entre Hcy e concentração de adenosina circulante. A hidrólise seqüencial de ATP até adenosina por ação de nucleotidases solúveis constitui um dos sistemas de degradação de nucleotídeos de adenina na circulação. Além disso, a ciclosporina (CsA), um potente imunossupressor que tem sido usado por pacientes transplantados, está associado a vários efeitos adversos. As doenças vasculares são a principal causa de morte entre pacientes transplantados, mas a relação da CsA com estas injúrias não está bem compreendida. Desta forma, objetivamos avaliar a participação da Hcy na modulação da hidrólise de nucleotídeos extracelulares de adenina em soro de ratos e ao mesmo tempo verificar os efeitos da administração de CsA sobre os níveis de Hcy total (tHcy), hidrólise de nucleotídeos de adenina e sua possível associação com doenças cardiovasculares em ratos. Nossos resultados demonstram que a Hcy inibibe a hidrólise de ATP, ADP e AMP em soro de ratos, in vitro, e as análises cinéticas indicam que esta inibição ocorre de forma acompetitiva. Também foi possível observar que ratos tratados com CsA apresentam um aumento estatístico significativo dos níveis de fibrinogênio, número de plaquetas e concentração de tHcy porém, a CsA induziu a diminuição da hidrólise de ATP, ADP e AMP e níveis de ácido úrico. A inibição da hidrólise dos nucleotídeos correlacionou negativamente com os níveis de tHcy e positivamente com os níveis de ácido úrico. Com este estudo demonstramos que o tratamento imunossupressor com CsA promove disfunções vasculares, já que favorece a formação de um estado pró-trombótico aumentando os níveis de plaquetas e fibrinogênio. Além disso, a CsA aumenta os níveis de tHcy e inibe a hidrólise de ATP, ADP e AMP, provavelmente diminuindo os níveis de adenosina circulante e seus efeitos protetores ao sistema cardiovascular. A forte correlação inversa entre níveis de tHcy e hidrólise de nucleotídeos apóiam nossos resultados in vitro e sugerem que a inibição da atividade das nucleotidases em ratos tratados com Csa seja dependente da Hcy. Os níveis diminuídos de ácido úrico circulante apontam uma relevância in vivo da inibição da hidrólise de nucleotídeos em soro. Contudo, a CsA favorece o surgimento de complicações vasculares através do aumento do número de plaquetas, dos níveis de fibrinogênio e tHcy, que por sua vez altera a hidrólise dos nucleotídeos de adenina em soro, compostos envolvidos na homeostasia cardiovascular. / During the past few years, elevated blood levels of homocysteine (Hcy) have been considered an independent risk factor for cardiovascular disease such as atherosclerosis, peripheral vascular disease, myocardial infarction and venous thromboembolism. These vascular complications can be also related to the ratio adenine nucleotide/adenosine, since extracellular these nucleotides are associated with modulation of processes such as platelet aggregation, vasodilatation, coronary blood flow and inflammation. Furthermore, there are some studies that suggest a relationship between Hcy and plasma adenosine concentrations. The sequential hydrolysis of ATP to adenosine by soluble nucleotidases constitutes one of the systems for rapid inactivation of circulating adenine nucleotides. Moreover, Cyclosporine (CsA), a potent immunosuppressant agent that has been extensively used in transplanted patients, is related to a variety of side effects. Vascular disease is a major cause of morbidity and mortality among transplant recipients, but the underlying mechanisms of vascular injury caused by cyclosporine are poorly understood. Thus, the main objective of this study was to evaluate if Hcy can participate in the modulation of the extracellular adenine nucleotide hydrolysis by rat blood serum and we also examined the effects of long-term CsA administration on total homocysteine (tHcy) levels, adenine-nucleotides hydrolysis, and its putative association with vascular disease in rats. Our results showed that Hcy inhibits in vitro ATP, ADP and AMP hydrolysis in rat blood serum and kinetic analysis showed that these inhibitions are of the uncompetitive type. At the same time, we observed that CsA induced a statistically significant increase in fibrinogen levels, platelets number and tHcy concentration, whereas induced a decrease in ATP, ADP and AMP hydrolysis and uric acid levels. The inhibition of nucleotides hydrolysis correlated negatively with total homocysteine levels and positively with uric acid levels. Here, we demonstrate that CsA long-term treatment induces vascular disturbances, since it might create a favorable scenario for a pro-thrombotic state, increasing platelets and fibrinogen levels. Additionally, it increases tHcy serum concentrations and inhibits serum ATP, ADP and AMP hydrolysis, probably decreasing serum adenosine levels and therefore its beneficial effects on the cardiovascular system. In support to our in vitro studies, the strong inverse correlation between tHcy levels and adenine nucleotides hydrolysis suggests that the inhibition of nucleotidase activities could be Hcy dependent. Low levels of uric acid during CsA treatment point that the inhibition of nucleotide hydrolysis might have in vivo relevance. In summary, CsA might create a favorable scenario for vascular complications by increasing platelets, fibrinogen and serum levels of tHcy, which in turn affects the hydrolysis of serum adenine nucleotides, compounds known to be involved in cardiovascular haemostasis.

Durante os últimos anos, o aumento dos níveis circulantes de homocisteína (Hcy) passou a ser considerado um fator de risco independente para doenças cardiovasculares como aterosclerose, doenças vasculares periféricas, infarto do miocárdio e tromboembolismo. Essas complicações vasculares também podem estar relacionadas com os níveis extracelulares de nucleotídeos/adenosina, que modulam processos de agregação plaquetária, vasodilatação, fluxo sangüíneo coronariano e inflamação. Há estudos que sugerem uma relação entre Hcy e concentração de adenosina circulante. A hidrólise seqüencial de ATP até adenosina por ação de nucleotidases solúveis constitui um dos sistemas de degradação de nucleotídeos de adenina na circulação. Além disso, a ciclosporina (CsA), um potente imunossupressor que tem sido usado por pacientes transplantados, está associado a vários efeitos adversos. As doenças vasculares são a principal causa de morte entre pacientes transplantados, mas a relação da CsA com estas injúrias não está bem compreendida. Desta forma, objetivamos avaliar a participação da Hcy na modulação da hidrólise de nucleotídeos extracelulares de adenina em soro de ratos e ao mesmo tempo verificar os efeitos da administração de CsA sobre os níveis de Hcy total (tHcy), hidrólise de nucleotídeos de adenina e sua possível associação com doenças cardiovasculares em ratos. Nossos resultados demonstram que a Hcy inibibe a hidrólise de ATP, ADP e AMP em soro de ratos, in vitro, e as análises cinéticas indicam que esta inibição ocorre de forma acompetitiva. Também foi possível observar que ratos tratados com CsA apresentam um aumento estatístico significativo dos níveis de fibrinogênio, número de plaquetas e concentração de tHcy porém, a CsA induziu a diminuição da hidrólise de ATP, ADP e AMP e níveis de ácido úrico. A inibição da hidrólise dos nucleotídeos correlacionou negativamente com os níveis de tHcy e positivamente com os níveis de ácido úrico. Com este estudo demonstramos que o tratamento imunossupressor com CsA promove disfunções vasculares, já que favorece a formação de um estado pró-trombótico aumentando os níveis de plaquetas e fibrinogênio. Além disso, a CsA aumenta os níveis de tHcy e inibe a hidrólise de ATP, ADP e AMP, provavelmente diminuindo os níveis de adenosina circulante e seus efeitos protetores ao sistema cardiovascular. A forte correlação inversa entre níveis de tHcy e hidrólise de nucleotídeos apóiam nossos resultados in vitro e sugerem que a inibição da atividade das nucleotidases em ratos tratados com Csa seja dependente da Hcy. Os níveis diminuídos de ácido úrico circulante apontam uma relevância in vivo da inibição da hidrólise de nucleotídeos em soro. Contudo, a CsA favorece o surgimento de complicações vasculares através do aumento do número de plaquetas, dos níveis de fibrinogênio e tHcy, que por sua vez altera a hidrólise dos nucleotídeos de adenina em soro, compostos envolvidos na homeostasia cardiovascular. / During the past few years, elevated blood levels of homocysteine (Hcy) have been considered an independent risk factor for cardiovascular disease such as atherosclerosis, peripheral vascular disease, myocardial infarction and venous thromboembolism. These vascular complications can be also related to the ratio adenine nucleotide/adenosine, since extracellular these nucleotides are associated with modulation of processes such as platelet aggregation, vasodilatation, coronary blood flow and inflammation. Furthermore, there are some studies that suggest a relationship between Hcy and plasma adenosine concentrations. The sequential hydrolysis of ATP to adenosine by soluble nucleotidases constitutes one of the systems for rapid inactivation of circulating adenine nucleotides. Moreover, Cyclosporine (CsA), a potent immunosuppressant agent that has been extensively used in transplanted patients, is related to a variety of side effects. Vascular disease is a major cause of morbidity and mortality among transplant recipients, but the underlying mechanisms of vascular injury caused by cyclosporine are poorly understood. Thus, the main objective of this study was to evaluate if Hcy can participate in the modulation of the extracellular adenine nucleotide hydrolysis by rat blood serum and we also examined the effects of long-term CsA administration on total homocysteine (tHcy) levels, adenine-nucleotides hydrolysis, and its putative association with vascular disease in rats. Our results showed that Hcy inhibits in vitro ATP, ADP and AMP hydrolysis in rat blood serum and kinetic analysis showed that these inhibitions are of the uncompetitive type. At the same time, we observed that CsA induced a statistically significant increase in fibrinogen levels, platelets number and tHcy concentration, whereas induced a decrease in ATP, ADP and AMP hydrolysis and uric acid levels. The inhibition of nucleotides hydrolysis correlated negatively with total homocysteine levels and positively with uric acid levels. Here, we demonstrate that CsA long-term treatment induces vascular disturbances, since it might create a favorable scenario for a pro-thrombotic state, increasing platelets and fibrinogen levels. Additionally, it increases tHcy serum concentrations and inhibits serum ATP, ADP and AMP hydrolysis, probably decreasing serum adenosine levels and therefore its beneficial effects on the cardiovascular system. In support to our in vitro studies, the strong inverse correlation between tHcy levels and adenine nucleotides hydrolysis suggests that the inhibition of nucleotidase activities could be Hcy dependent. Low levels of uric acid during CsA treatment point that the inhibition of nucleotide hydrolysis might have in vivo relevance. In summary, CsA might create a favorable scenario for vascular complications by increasing platelets, fibrinogen and serum levels of tHcy, which in turn affects the hydrolysis of serum adenine nucleotides, compounds known to be involved in cardiovascular haemostasis.

Os nucleotídeos da adenina (ATP, ADP e AMP) e o nucleosídeo adenosina são importantes moléculas sinalizadoras que estão envolvidas nos mecanismos de crescimento e diferenciação celular, angiogênese, fluxo sanguíneo, condução e taxa cardíaca, e sensibilidade à estimulação adrenérgica no coração. Paralelamente a esses efeitos extracelulares, algumas evidências com fibras musculares permeabilizadas e vesículas de retículo sarcoplasmático cardíaco (chamados de microssomas) têm sugerido que estas purinas poderiam modular correntes de Ca²+ do retículo sarcoplasmático, ativando diretamente o canal iônico. Mudanças nos níveis de ATP, ADP, AMP e adenosina alteram suas ações, o que tem sido implicado em diversos processos patofisiológicos do coração. Consequentemente, as enzimas que metabolizam nucleotídeos, denominadas ectonucleotidases, que fazem parte da sinalização purinérgica, desempenham um componente modulatório essencial, pois controlam a quantidade e a taxa de degradação dos nucleotídeos além da formação do respectivo nucleosídeo. No presente estudo, foi analisada a presença dos membros das famílias das E-NTPDases, E-NPPs e ecto-5'-nucleotidase em frações solúvel e microssomal cardíacas de ratos. No estudo das E-NTPDases, a caracterização bioquímica das atividades de hidrólise de ATP e ADP em condições de inibição da atividade da ATPase mitocondrial e da adenilato cinase, revelou enzimas dependentes de cátions divalentes que apresentam pH ótimo de 8,0 na fração solúvel e 7,5 na fração microssomal. Os valores de KM aparente calculados a partir do plot de Eadie-Hofstee na fração solúvel foram 131,2 e 57,1 µM e de Vmax 71,3 e 9,3 nmol Pi/ min /mg de proteína para a hidrólise de ATP e ADP, respectivamente. Na fração microsomal, os valores de KM calculados para ATP e ADP foram 315,2 e 131 µM, e os valores de Vmax foram 1180,6 and 100,4 nmol Pi/ min/ mg de proteína, respectivamente. Considerando a atividade da ecto-5'-nucleotidase, utilizando AMP como substrato, os resultados mostraram que o cation e a concentração requerida para a atividade máxima nas duas frações, foi magnésio na concentração final de 1 mM. O pH ótimo para ambas frações foi 9,5. Os valores de KM foram 59,7 µM e 134,8 µM com um valor de Vmax calculado de 6,7 e 143,8 nmol Pi/ min/ mg de proteína para fração solúvel e microsomal, respectivamente. A análise de Western blotting para a ecto-5'-nucleotidase revelou uma proteína de 70kDa nas duas frações e uma maior densidade na fração microssomal. Usando p-nitrofenil-5'-timidina monofosfato (p-Nph-5'-TMP) como substrato para as E-NPPs, nós observamos um pH ótimo alcalino e dependência para cations divalentes. Os valores de KM corresponderam a 118,5 e 91,9 µM e os valores do Vmax calculado foram 2,5 e 113,8 nmol p-nitrofenol/ min/ mg de proteína para a fração solúvel e microsomal, respectivamente. A presença dessas enzimas no coração tem, provavelmente, uma função fisiológica na geração de adenosina. Além disso, na fração microsomal, essas enzimas poderiam exercer um papel na modulação do processo de excitação-contração do coração através do envolvimento com o influxo de Ca²+ para o retículo sarcoplasmático. Com o intuito de investigar os possíveis efeitos da cafeína sobre a atividade das ectonucleotidases na fração solúvel e microssomal cardíaca, nós utilizamos a administração aguda e crônica de cafeína. Para o estudo agudo, nós administramos a cafeína por oral gavage em uma única dose de 5, 15 ou 45 mg/Kg. Os controles receberam salina e todos os animais foram mortos 1,5h após a gavage. No tratamento crônico, a cafeína (0,3 or 1,0 mg/mL) foi oralmente administrada por 14 dias na água e os animais foram mortos no 15º dia. Os resultados preliminares mostram que tanto o tratamento agudo quanto o crônico foram capazes de alterar diferentemente a hidrólise dos nucleotídeos em ambas frações. Todavia, mais dados são necessários para tentar relacionar os resultados encontrados e os conhecidos efeitos da cafeína no coração. / Adenine nucleotides (ATP, ADP, and AMP) and the nucleoside adenosine are important signaling molecules that are very much involved in the mechanisms of cell growth and differentiation, angiogenesis, coronary blood flow, cardiac conduction and heart rate, and sensitivity to adrenergic stimulation in the heart. Besides these extracellular effects, some evidences with permeabilized muscle fibers and cardiac sarcoplasmic reticulum vesicles (called microsomes) have suggested that these purines could modulate Ca²+ currents of the sarcoplasmic reticulum activating directly the ionic channel. Changes in the adenine nucleotides and adenosine levels alter their actions and have been implicated in diverse patho-physiological processes of the heart. Consequently, nucleotide-metabolizing enzymes (ectonucleotidases) play an essential modulatory component of the purine signaling once that controls the rate, amount and timing of nucleotide degradation and ultimately, the nucleoside formation. In the present study, we have analyzed the presence of the E-NTPDase family members, E-NPPs and ecto-5'-nucleotidase in rat cardiac soluble and microsomal fractions. In the E-NTPDase study, biochemical characterization of ATPase and ADPase activities, under conditions where mitochondrial ATPase and adenylate kinase activities were blocked, demonstrates divalent-cation dependent enzymes that presented optimum pH of 8.0 to soluble, and 7.5 to microsomal fraction. The apparent KM values calculated from the Eadie-Hofstee plot for ATP and ADP in soluble fraction were 131.2 and 57.1 µM, respectively. Vmax values calculated were 71.3 and 9.3 nmol Pi/ min/ mg of protein for ATP and ADP hydrolysis, respectively. In microsomal fraction, the KM values calculated for ATP and ADP were 315.2 and 131 µM, respectively. Vmax values in this fraction were 1180.6 and 100.4 nmol Pi/ min/ mg of protein when using ATP and ADP as substrates, respectively. Considering ecto-5’-nucleotidase activity with AMP as substrate, the results showed that the cation and the concentration required for maximal activity in the two fractions was magnesium in the final concentration of 1.0 mM. The pH optimum for both fractions was 9.5. The apparent KM calculated were 59.7 µM and 134.8 µM with a Vmax values calculated of 6.7 and 143.8 nmol Pi/ min/ mg of protein from soluble and microsomal fractions, respectively. Western blotting analysis to ecto-5'-nucleotidase revealed a 70kDa protein in both fractions and a major density in the microsomal fraction. Using p-nitrophenyl-5'-thymidine monophosphate (p-Nph-5'-TMP) as substrate for E-NPPs, we observed an alkaline optimum pH and divalent cation dependence. he KM value corresponded to 118.5 and 91.9 µM and Vmax value calculated were 2.5 and 113.8 nmol p-nitrophenol/ min/ mg of protein from soluble and microsomal fractions, respectively The presence of these enzymes in the heart probably has a physiological function in the generation of signaling adenosine. Furthermore, in the microsomal fraction, they could have a role in the modulation of the excitation-contraction coupling process throughout the involvement with the Ca²+ influx to sarcoplasmic reticulum. To investigate the possible effects of caffeine on ectonucleotidase activity in cardiac soluble and microsomal fractions of rats, we used acute and chronic caffeine administration. For the acute study, we administrate to the rats by gavage, a single oral dose of 5, 15 or 45 mg/Kg b.w. of caffeine. Controls received saline and all animals were euthanized 1.5h after gavage. In the chronic treatment, caffeine (0.3 or 1.0 mg/mL) was orally administered for 14 days in the drinking water and the animals were euthanized on the day 15. Preliminary results showed that acute and chronic caffeine treatment were capable of differently alter nucleotide hydrolysis in both fractions. However, more data are necessary to correlate the results founded and the known cardiac effects of caffeine.

Orientador: Luis Artur Loyola Chardulo / Coorientador: Rogério Abdallah Curi / Banca: Luciana Correia de Almeida Regitano / Banca: Gabriel de Menezes Yazbeck / Banca: Danísio Prado Munari / Banca: Josineudson Augusto II de Vasconcelos Silva / Resumo: O objetivo desta pesquisa foi identificar, por meio da utilização e análise de painéis de genotipagem de SNPs de alta densidade e da aplicação das estatísticas homozigose relativa do haplótipo estendido (REHH), uma extensão da análise EHH, e índice de fixação (FST), regiões do genoma selecionadas na linhagem de trabalho da raça Quarto de Milha de forma divergente em relação à de corrida. Foram utilizados 188 cavalos de ambos os sexos, nascidos entre 1985 e 2009, registrados na Associação Brasileira de Criadores de Cavalo Quarto de Milha (ABQM), sendo 68 da linhagem de trabalho e 120 da de corrida. A partir de 36 regiões do genoma, consideradas assinaturas de seleção por ambas as estatísticas utilizadas, foi feita a anotação funcional de genes a fim de identificar aqueles que possam ter sido importantes ao longo do processo de formação da linhagem de trabalho. Quarenta e cinco genes foram identificados em processos biológicos relacionados aos sistemas muscular, esquelético, cardiovascular, respiratório e nervoso, neurotransmissão, metabolismo energético muscular, atividade motora, visão, audição, e função cognitiva. Os genes relacionados aos últimos quatro processos, merecem destaque pelo fato de que, em confluência, podem estar relacionados ao cow sense ou habilidade de apartação, característica de grande importância para a utilização do equino no manejo de bovinos de corte / Abstract: The objective of this study was to identify genomic regions selected in cutting line of Quarter Horses divergently in relation to racing line using high-density SNP genotyping arrays and the relative extended haplotype homozygosity (REHH) test, an extension of EHH analysis, and the fixation index (FST) as statistical methods. A total of 188 horses of both sexes, born between 1985 and 2009 and registered with the Brazilian Association of Quarter Horse Breeders (ABQM), were used. Of these, 68 horses were from the cutting line and 120 from the racing line. On the basis of 36 genomic regions classified as selection signatures by the two statistical methods, functional annotation of genes was performed in order to identify those that might have been important during formation of the cutting line. Forty-five genes were found to be involved in biological processes related to the muscle, skeletal, cardiovascular, respiratory and nervous systems, neurotransmission, muscle energy metabolism, motor activity, vision, hearing, and cognitive function. The genes related to the last four processes are particularly interesting because these genes together may be involved in cow sense or cutting ability, an important characteristic for the management of beef cattle / Doutor

Orientador: Rogério Abdallah Curi / Banca: Luciana Correia de Almeida Regitano / Banca: Mauricio de Alvarenga Mudadu / Banca: Henrique Nunes de Oliveira / Banca: Josineudson Augusto II de Vasconcelos Silva / Resumo: Caracterizada por sua grande versatilidade em várias modalidades equestres, a raça Quarto de Milha se destaca mundialmente, representando 52% de toda população equina no mundo. Dentro da raça há subdivisão em diferentes segmentos de aptidão, provenientes de distintos objetivos de seleção, consideradas linhagens, entre elas corrida e trabalho. Objetivou-se com este estudo avaliar as diferenças morfológicas e genômicas que ocorrem entre as linhagens de corrida e trabalho como resultado da seleção para diferentes objetivos, a identificação de regiões genômicas que tenham sido alteradas pela seleção na formação da linhagem de corrida em relação à linhagem de trabalho e realizar dois estudos, independentes, de associação ampla do genoma (GWAS) para identificar regiões cromossômicas e genes candidatos posicionais associados com características de desempenho na linhagem de corrida e com características morfométricas na raça como um todo. Para as análises foram utilizados 120 animais de corrida e 64 animais de trabalho de ambos os sexos registrados na Associação Brasileira de Criadores de Cavalo Quarto de Milha. As características morfométricas avaliadas foram: peso, altura à cernelha, comprimentos corporal, da canela, da quartela, da garupa, da cabeça, e do pescoço, perímetros torácico, da canela e do casco e a característica de desempenho índice de velocidade. A análise das diferenças morfológicas foi realizada por meio do procedimento GLM do programa SAS utilizando-se modelo que incluiu os efeitos de sexo e linhagem e a covariável idade à mensuração. Para a análise das diferenças genômicas, 54.602 SNPs foram genotipados utilizando-se o painel de marcadores Illumina Equine SNP50 BeadChip. Os resultados obtidos revelaram mudanças significativas entre as linhagens para todas as características morfométricas avaliadas. Animais de corrida apresentaram maiores pesos, alturas, comprimentos ... / Abstract: Characterized by its versatility in several sporting activities, the Quarter Horse breed excels globally, representing 52% of the entire equine population in the world. The Quarter Horse breed is subdivided into different lines according to skills resulting from distinct selection objectives, including cutting and racing horses. The aims of the present study were to investigate the morphological and genomic difference, between cutting and racing lines as a result of selection for different objectives; identification of the genomic regions divergently selected in racing line in relation to cutting line and to perform two genome-wide association studies, independently, to identify chromosomal regions and positional candidate genes associated with performance trait in the racing line and morphometric traits in the breed as a whole. To perform the analyses 120 racing animals and 64 cutting animals of both sexes and registered at the Brazilian Association of Quarter Horse Breeders were used. The evaluated morphometric traits were: weight; height at withers; length of the body, shank, pastern, rump, head, and neck; circumference of the chest, shank, and hoof and speed index performance trait. Morphological differences analysis was performed using a model that included the fixed effects of sex and line, and age at recording as covariate. The GLM procedure of the SAS program was used for statistical analysis. To perform genomic differences analysis, 54,602 SNPs were genotyped by the Illumina Equine SNP50 BeadChip array. The results showed significant changes in the morphometric traits of the animals. Racing animals were heavier and taller and presented greater body lengths and perimeters than cutting horses. The number of informative SNPs and the SNP density found in the genome of cutting and racing animals suggest that the Equine SNP50 BeadChip can be used for different purposes in the Quarter Horse breed. To identify genomic regions ... / Doutor

Orientador: Danísio Prado Munari / Coorientador: Claudia Cristina Paro de Paz / Coorientador: Clara Díaz Martín / Banca: Nedenia Bonvino Stafuzza / Banca: Roberto Carvalheiro / Banca: Adriana Mercia Guaratini Ibelli / Banca: Adriana Santana do Carmo / Resumo: CNVs (copy number variation - variação no número de cópias) são segmentos de DNA de tamanho igual ou maior a 1 Kb e estão presentes em número variável de cópias em comparação com um genoma referência e podem estar associadas com a expressão gênica e variâncias fenotípicas. Assim, esse trabalho teve como objetivo identificar regiões com variações no número de cópias nos segmentos de DNA em um total de 366 indivíduos de 5 raças bovinas autóctones de corte espanholas, distribuídos em 25 famílias formadas por pai-mãe-progênie, denominados trios. Os animais pertencentes às raças Asturiana de los Valles (75 indivíduos, 25 trios), Avileña-Negra Ibérica (74 indivíduos, 24 trios completos, um trio com pai repetido), Morucha (Mo, 75 indivíduos, 25 trios), Pirenaica (74 indivíduos, 24 trios completos, um trio com pai repetido) e Retinta (68 indivíduos, 18 trios completos, 7 trios com pais repetidos) foram genotipados com o painel Illumina BovineHD Beadchip de 777K A identificação das CNVs foi realizada por meio do modelo das cadeias ocultas de Markov implementado no software PennCNV. As regiões de CNV (copy number variation region - CNVR) foram determinadas pela sobreposição de agrupamentos das CNVs identificados em diferentes animais. Genes candidatos localizados nas CNVR encontradas foram investigados por meio de análises nas plataformas NCBI e Ensembl. Foram detectadas 8061 CNVs, sendo 2852 cópias e 5592 deleções e 1293 regiões, sendo 876 deleções e 314 cópias, cobrindo 3,6% do genoma autossômico bovino. Foram encontrados dentro dessas regiões 1.263 genes, com alguns deles fazendo parte de processos biológicos como crescimento e sistema imune. Encontrou-se um grande número de CNVs sendo compartilhadas entre as raças Asturiana de los Valles e Morucha, o que sugere proximidade entre essas raças durante seu... / Abstract: Copy number variation (CNV) are DNA segments that are present at variable copy number compared to a reference genome. Classes of CNVs include insertions, deletions, duplications and inversions. CNVs can be associated with gene expression and phenotypic variation, providing genetic variability among individuals and, thus, are an important tool to production and healthy traits selection. The goal of this study was to identify regions with copy number variation in a total of 366 individuals from 5 autochthonous Spanish breeds of beef cattle, distributed into 25 families for breed, composed of sire-dam-offspring, called trios. The animals belonged to Asturiana de los Valles (75 individuals, 25 trios), Avileña-Negra Ibérica (74 individuals, 24 complete trios, one sire-repeated trio), Morucha (Mo, 75 individuals, 25 trios), Pirenaica (74 individuals, 24 24 complete trios, one sire-repeated trio) e Retinta (68 individuals, 18 complete trios, 7 sire-repeated trios) and were genotyped with the Illumina BovineHD Beadchip. The PennCNV software performed the CNVs identification. The CNV regions (CNVR) were determined by the overlapping of the CNVs. Candidates genes placed within the found CNVRs were investigated by analysis into the NCBI and Ensembl data platform. It has been detected a total of 8,061 CNV, which 2852 are gain and 5592 are loss of a DNA segment. A great amount of sharing CNVs between Asturiana de los Valles and Morucha breeds had been observed, which suggests a proximity during their formation process. We found also 1,293 regions of CNVs, spanning 3.6% of the autosomal bovine genome and 1,263 genes were present within these regions, and were involved in biological processes such as growth and immune system / Doutor

O objetivo deste trabalho foi avaliar a utilização da levedura hidrolisada como fonte de nucleotídeos para frangos de corte. As aves foram suplementadas com diferentes níveis de inclusão nas dietas iniciais de 1 a 14 dias de idade. Foram utilizados um total de 576 pintos da linhagem Ross 708, os quais foram distribuídos em 6 tratamentos com 8 repetições (12 aves por box). Os tratamentos consistiram da inclusão de 0, 2, 4, 6, 8 e 10 kg de levedura hidrolisada/tonelada de ração. A levedura hidrolisada foi adicionada na dieta no lugar do material inerte da ração. A dieta inicial foi fornecida na forma triturada enquanto as dietas de crescimento, final e de retirada foram fornecidas na forma de pellets. Durante todo o experimento o acesso à água e ração foi ad libitum. Todas as dietas foram feitas à base de milho, farelo de soja e gordura de frango e foram formuladas para atender as exigências nutricionais recomendadas pelo manual de recomendações nutricionais Ross 708. Aos 42 dias, as aves alimentadas com 1% de levedura hidrolisada tiveram maior peso corporal e ganho de peso quando comparadas aos demais tratamentos (P<0,05). Não houveram diferenças estatísticas entre os tratamentos para as variáveis mortalidade e densidade de vilos. Contudo aves que não foram suplementadas com levedura hidrolisada (tratamento controle) apresentaram menor profundidade de cripta e a suplementação de 1% de levedura resultou em maior altura de vilos. Aves as quais receberam dietas com 0,2% de inclusão de levedura hidrolisada apresentaram menor rendimento de peito que as aves que receberam os demais níveis de levedura, mas foram iguais as aves do tratamento controle. Contudo, o rendimento de carcaça, sassami e gordura abdominal não foram influenciados pelos tratamentos experimentais. Estes resultados demostraram a eficácia da utilização de levedura hidrolisada na dieta de frangos de corte no período de 1 a 14 dias sobre as características de produção. / The objective of this work was to evaluate hydrolyzed yeast utilization as nucleotides source to broilers. Birds were supplemented with different inclusion levels on starter diets from 1 to 14 days of age. A total of five hundred seventy six Ross 708 chicks were allotted to 6 experimental treatments with 8 replications (12 broilers per pen). Birds were randomly distributed in following treatments: 0, 2, 4, 6, 8 and 10 kg hydrolyzed yeast/ton of feed. Hydrolyzed yeast was added to the test diet in place of filler. Starter diets were supplied in crumbled form while grower, finisher, and withdrawal were supplied in pellet form. Throughout experiment water and feed were supplied ad libitum. All diets were based on corn, soybean meal and poultry fat, and were formulated to achieve nutritional requirements from recommendations guide for Ross x Ross 708 broilers. At 42 d chicks fed 1% hydrolyzed yeast demonstrated higher body weight and body weight gain over birds fed other treatments (P<0.05). Mortality and villous density did not differ among treatments. However birds fed control treatment showed lower crypt depth and 1% hydrolyzed yeast supplementation promoted higher villous high. Birds fed 0.2% hydrolyzed yeast showed lower breast meat yield than birds received other yeast levels, but were equals to control treatment control. However, carcass and tender yield, and abdominal fat were not influenced by treatments. These results indicated efficacy of hydrolyzed yeast utilization on broiler diets from 1 to 14 on production characteristics.

O avanço tecnológico dos laboratórios de biologia molecular tem proporcionado um grande aumento no volume de seqüências de nucleotídeos armazenadas em bancos de dados biológicos, introduzindo o desafio de pesquisar eficientemente estes dados. Neste contexto, a árvore de sufixo é um método de acesso utilizado por muitas aplicações que envolvem pesquisa em dados biológicos. Entretanto, o custo de construção das árvores de sufixo é alto devido ao tamanho da estrutura de indexação gerado e à necessidade da árvore de sufixo caber em memória principal para ser construída com complexidade linear em relação ao tempo. Esta dissertação propõe o Perseus, uma nova técnica para tratar árvores de sufixo persistentes. A técnica Perseus apresenta os seguintes diferenciais. Ela introduz uma abordagem que realiza a construção de árvores de sufixo persistentes cujos tamanhos podem exceder a capacidade da memória principal. Além disso, ela provê um algoritmo que constrói árvores de sufixo por meio do particionamento destas árvores somente quando necessário. Esta construção também permite que o usuário escolha quais subseqüências de uma seqüência devem ser indexadas, de acordo com os requisitos particulares de suas aplicações. Por fim, a técnica proposta também introduz um algoritmo de casamento exato que permite a busca por uma seqüência de consulta em árvores de sufixo que podem estar particionadas. A validação do Perseus foi realizada por meio de testes de desempenho considerando genomas de vários organismos, os quais possuem diferentes ordens de magnitude de tamanho. Os resultados obtidos foram comparados com a técnica Trellis+, a qual representa o estado da arte nesta linha de pesquisa. Os testes indicaram que o Perseus construiu árvores de sufixo mais rapidamente do que o Trellis+, reduzindo o tempo total gasto na construção em até 24%. Perseus também criou árvores de sufixo mais compactas, atingindo uma redução média de 27% no espaço de memória secundária utilizado. Já com relação ao tempo total gasto no processamento de consultas, Perseus sempre produziu os melhores resultados, respondendo consultas em média 49% mais rápido do que o seu principal concorrente. Com relação à indexação de subseqüências escolhidas pelo usuário, comparando os resultados obtidos com o Trellis+, os testes mostraram que Perseus proveu uma redução no tempo de construção de árvores de sufixo de 97% na média e uma redução no tempo gasto no processamento de consultas de genes de 93% na média / Due to the technological advances in molecular biology laboratories, biological databases are extremely voluminous and tend to become more voluminous as data on new genome organisms are available. This introduces the challenge of searching nucleotide sequences efficiently. The suffix tree is an access method used for several applications that search for these data. However, the cost of building suffix trees is high, since they are extremely large data structures and they should fit in the main memory to be constructed in linear time. In this masters thesis, we propose the Perseus, a novel technique that handles persistent suffix trees. The Perseus introduces the following distinctive good properties. It is based on an approach that constructs persistent suffix trees whose sizes may exceed the main memory capacity. Furthermore, it provides an algorithm that allows for users to indicate which substrings of the input string should be indexed, according to the requirements of their applications. Moreover, it proposes an extended exact matching algorithm that searches for a query string into suffix trees that may be partitioned. The Perseus was validated through performance tests using genomes of several organisms of different sizes. The results were compared with the Trellis+ technique, which represents the state-of-the-art in this field. The tests showed that the Perseus reduced the time spent on constructing suffix trees by 24%. The Perseus also constructed compacter suffix trees, providing an average reduction in the secondary memory storage of 27%. Furthermore, the Perseus reduced the time spent on query processing of nucleotide sequences by up to 49%. As for the functionality of indexing substrings according to the users requirements, the Perseus greatly improved the query performance in comparison to the Trellis+. The results showed that the Perseus reduced the time spent on constructing suffix trees by 97% on average and the time spent on query processing of genes by 93% on average