Introdução: Estudos recentes, utilizando vários protocolos, têm demonstrado que pacientes com Hiperfenilalaninemia por deficiência de fenilalanina hidroxilase (HPA-PAH) podem apresentar redução das concentrações plasmáticas de fenilalanina (Phe) mediante a administração de tetrahidrobiopterina (BH4). Objetivo: Determinar, em uma amostra de pacientes brasileiros com HPA-PAH, a responsividade à administração de dose única de BH4 por meio de um protocolo incluindo o teste de sobrecarga simples de Phe e o teste combinado de sobrecarga de Phe+BH4. Métodos: Foram incluídos no estudo pacientes com idade ≥ 4 anos, em tratamento dietético e que possuíam mediana de Phe plasmática inferior a 10mg/dL no ano anterior à inclusão. Foram realizados teste de sobrecarga simples de Phe, utilizando 100mg/kg de L-Phe (Teste 1) e teste combinado de Phe+BH4, utilizando 100mg/kg de L-Phe e 20mg/kg de BH4 (Teste 2), com intervalo de uma semana entre ambos. A ingestão do BH4 ocorreu após três horas da ingestão da Phe. Foram realizadas coletas de sangue no ponto basal e após três, 11 e 27h da ingestão de Phe (T0, T1, T2 e T3 dos testes 1 e 2, respectivamente). Para ser considerado responsivo, o paciente deveria apresentar evidência de redução dos níveis de Phe associada à administração do BH4 de acordo com pelo menos um dos seguintes critérios: critério A – análise das diferenças, em percentual, dos valores de Phe nos pontos T1 e T2 dos Testes 1 e 2; critério B – análise das diferenças, em percentual, dos valores de Phe nos pontos T1 e T3 dos Testes 1 e 2 e critério C – análise da diferença, em percentual, das áreas abaixo da curva de Phe entre os Testes 1 e 2. A classificação de responsividade foi também comparada com quatro critérios adicionais: critério D – análise da diferença, em percentual, dos valores de Phe nos pontos T1 e T2 do Teste 2; critério E – análise da diferença, em percentual, dos valores de Phe nos pontos T1 e T3 do Teste 2; cinco pacientes participaram de estudo anterior do grupo e foram também classificados através do critério F – análise da diferença, em percentual, dos valores de Phe após 8h da sobrecarga simples com BH4 e do critério G – análise da diferença, em percentual, dos valores de Phe após 24h da sobrecarga simples com BH4. Para todos os critérios foi utilizado como ponte de corte redução ≥ 30%. Resultados: Dezoito pacientes, com mediana de idade de 12 anos, participaram do estudo. Dez pacientes apresentavam a forma Leve de HPA-PAH e oito a forma Clássica. Seis pacientes foram considerados responsivos de acordo com os critérios adotados (Clássica: 2; Leve: 4). Houve concordância de responsividade entre os critérios A e B em relação ao C (Índice Kappa=0,557; p=0,017). Dos pacientes com genótipo disponível (n=16), seis possuíam dados de responsividade ao BH4 descritos na literatura, que foram concordantes com os encontrados no presente estudo. Conclusão: Dados relativos à responsividade, tipo de HPA-PAH e genotipagem estão de acordo com descrito na literatura. Haja vista a diferença de responsividade dos pacientes ao BH4 conforme o critério de classificação utilizado, salienta-se a importância de uma definição cautelosa de responsividade e que não seja baseada em um único critério. A comparação entre a sobrecarga simples de Phe e combinada de Phe+BH4 parece ser um critério adequado para avaliar responsividade ao BH4 em pacientes com HPA-PAH que apresentam bom controle metabólico quando em tratamento dietético. / Introduction: Recent studies using different protocols showed that patients with hyperphenylalaninemia due to phenylalanine hydroxylase deficiency (HPA-PAH) may have a reduction in phenilalanine (Phe) plasma concentrations after tetrahydrobiopterin (BH4) administration. Objective: To determine responsiveness to the administration of a single dose of BH4, in a sample of Brazilian patients with HPA-PAH using a protocol that includes the simple Phe loading test and the combined Phe+BH4 loading test. Methods: Patients included in the study were ≥ 4 years of age; their median Phe plasma concentration was ≤ 10mg/dL, and all underwent dietary treatment in the 12 months before inclusion in the study. Participants received a simple Phe loading test using 100mg/kg L-Phe (Test 1) and a combined Phe+BH4 loading test using 100mg/kg L-Phe and 20mg/kg /BH4 (Test 2) at a one-week interval. BH4 was ingested three hours after Phe ingestion. Blood samples were collected at baseline and three, 11 and 27h after Phe ingestion (time points T0, T1, T2 and T3 in Tests 1 and 2). To be classified as responsive, there should be evidence that the patient had a reduction in Phe levels associated with BH4 administration according to at least one of the criteria used: criterion A – analysis of percentage differences of the Phe values at time points T1 and T2 for Tests 1 and 2; criterion B – analysis of percentage differences of Phe values at time points T1 and T3 for Tests 1 and 2; and criterion C – analysis of percentage differences of the areas under the Phe curve for Tests 1 and 2. Responsiveness classifications were also compared according to four additional criteria: criterion D – analysis of percentage differences of the Phe values at time points T1 and T2 for Test 2; criterion E – analysis of percentage differences of Phe values at time points T1 and T3 for Test 2; criterion F – analysis of percentage difference of Phe values 8h after simple BH4 loading used for five patients that participated in a previous study conducted by the same authors; and criterion G – analysis of percentage difference of Phe values 24 h after simple BH4 loading, also used for the patients in the same previous study. The cut-off point for all criteria was a reduction of ≥ 30%. Results: Eighteen patients (median age = 12 years) were included in the study. Ten patients had mild HPA-PAH and eight, classical HPA-PAH. Six patients were responsive according to the criteria used (Classical: 2; Mild: 4). Responsiveness was concordant for criteria A and B when compared with criterion C (kappa=0.557; p=0.017). Of the patients whose genotype was available (n=16), six had data about BH4 responsiveness described in the literature, and these data were in agreement with our findings. Conclusion: Data about responsiveness, HPA-PAH type and genotype were in agreement with those described in the literature. The difference in BH4 responsiveness of patients according to classification criterion emphasizes the importance of a careful definition of responsiveness not based on a single criterion. The comparison of simple Phe loading and combined Phe+BH4 loading seems to be an adequate criterion to evaluate responsiveness to BH4 in patients with HPA-PAH and good metabolic control when following a dietary treatment.

abstract: Biomass synthesis is a competing factor in biological systems geared towards generation of commodity and specialty chemicals, ultimately limiting maximum titer and yield; in this thesis, a widely generalizable, modular approach focused on decoupling biomass synthesis from the production of the phenylalanine in a genetically modified strain of E. coli BW25113 was explored with the use of synthetic trans-encoded small RNA (sRNA) to achieve greater efficiency. The naturally occurring sRNA MicC was used as a scaffold, and combined on a plasmid with a promoter for anhydrous tetracycline (aTc) and a T1/TE terminator. The coding sequence corresponding to the target binding site for fourteen potentially growth-essential gene targets as well as non-essential lacZ was placed in the seed region of the of the sRNA scaffold and transformed into BW25113, effectively generating a unique strain for each gene target. The BW25113 strain corresponding to each gene target was screened in M9 minimal media; decreased optical density and elongated cell morphology changes were observed and quantified in all induced sRNA cases where growth-essential genes were targeted. Six of the strains targeting different aspects of cell division that effectively suppressed growth and resulted in increased cell size were then screened for viability and metabolic activity in a scaled-up shaker flask experiment; all six strains were shown to be viable during stationary phase, and a metabolite analysis showed increased specific glucose consumption rates in induced strains, with unaffected specific glucose consumption rates in uninduced strains. The growth suppression, morphology and metabolic activity of the induced strains in BW25113 was compared to the bacteriostatic additives chloramphenicol, tetracycline, and streptomycin. At this same scale, the sRNA plasmid targeting the gene murA was transformed into BW25113 pINT-GA, a phenylalanine overproducer with the feedback resistant genes aroG and pheA overexpressed. Two induction times were explored during exponential phase, and while the optimal induction time was found to increase titer and yield amongst the BW25113 pINT-GA murA sRNA variant, overall this did not have as great a titer or yield as the BW25113 pINT-GA strain without the sRNA plasmid; this may be a result of the cell filamentation. / Dissertation/Thesis / Masters Thesis Chemical Engineering 2016

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Neste trabalho foram realizadas reaÃÃes de C-alquilaÃÃo via CatÃlise de TransferÃncia de Fase (CTF) com a finalidade de obter os precursores de aminoÃcidos para uma posterior resoluÃÃo cinÃtica enzimÃtica. As reaÃÃes de C-alquilaÃÃo ocorreram a 70 ÂC, vÃrios agentes transferidores de fase foram testados, e o mais promissor foi o cloreto de benziltributilamÃnio (CBTBA). As reaÃÃes se processaram com o uso de 3 mmol do cianoacetoamido acetato de etila, 3 mmol de carbonato de potÃssio, 6 mmol do agente alquilante, cloreto de benzila. ApÃs purificaÃÃo do produto, realizou-se uma reaÃÃo de hidrÃlise total com posterior proteÃÃo dos grupos amino e carboxila resultando em trÃs diferentes compostos rac-33, rac-34 e rac-35. A resoluÃÃo cinÃtica enzimÃtica do rac-33 por reaÃÃo de interesterificaÃÃo usando o butirato de butila (PrCO2Bu) foi inicialmente testada com diversas lipases (Candida antarctica Lipase B e sua isoenzima Candida antarctica Lipase A, ACYLASE I obtida de Aspergillus melleus, PSL-C I, Lipase a partir da Candida rugosa e a LIPOZYME RM IM) variando tempo, temperatura e solvente. A LIPOZYME RM IM foi a Ãnica enzima capaz de promover a reaÃÃo de interesterificaÃÃo e com altos valores de enantiosseletividade (E). As melhores reaÃÃes ocorreram à temperatura de 55 ÂC. A resoluÃÃo do rac-33 a 55 ÂC ocorreu em oito horas e quinze minutos, em sistema sem solvente, com uma conversÃo de 50%, ees >99%, eeP>99% com um alto valor de enantiosseletividade, E>200 (10633), Esquema 3. A resoluÃÃo cinÃtica do 2-acetilamino-3-fenil-propanoato de alila (rac-35) ocorreu em quatro horas e trinta minutos, sem solvente à temperatura de 55 ÂC, resultando em 49% de conversÃo, eeS98%, eeP>99% e E>200 (9278). / In this work reactions of C-alkylation were carried out via Phase Transfer Catalysis (PTC) in order to obtain precursors of amino acids and them to perform enzymatic kinetic resolution. The reactions of C-alkylation occurred at 70 ÂC, several phase transfer agents were tested, and the most promising was the benzyltributylammonium chloride (CBTBA). The reaction were performed using 3 mmol of ethyl cianoacetoamidoacetate, 3 mmol of potassium carbonate, 6 mmol of alkylating agent, benzylchloride. After purification of the product, a reaction of total hydrolysis was carried out with subsequent protection of amino and carboxyl groups resulting in three different compounds rac-33 rac-34 and rac-35. The enzymatic kinetic resolution of rac-33 via interesterification with butyl butyrate (PrCO2Bu) was initially tested with different lipases (Candida antarctica Lipase B and itâs isoenzyme, Lipase Candida antarctica Lipase A, ACYLASE I obtained from Aspergillus melleus, PSL-C I, Lipase from Candida rugosa and Lipozyme RM IM) varying time, temperature and solvent. The Lipozyme RM IM was the only enzyme capable of promoting the reaction of interesterification and with high values of enantioselectivity (E). The best reactions occurred at 55 ÂC. The resolution of rac-33 at 55  C occurred in eight hours and fifteen minutes in system solvent free, with conversion of 50%, eeS>99%, eeP>99% with a high value of enantioselectivity, E > 200 (10633), Scheme 3. The kinetic resolution of allyl 2-acetylamino-3-phenyl-propanoate (rac-35) occurred in four hours and thirty minutes, without any solvent at 55  C, resulting in 49% of conversion, eeS>98%, eeP>99% and E > 200 (9278).

Esta tese de doutorado descreve os estudos realizados para elucidar a biologia molecular da bioluminescência fúngica e sua relevância ecológica na natureza. A recente descoberta de que a luciferina fúngica é a 3-hidroxihispidina permitiu a caracterização do metabolismo secundário da fenilalanina nos genomas recém-sequenciados e transcriptomas de micélios das espécies luminescentes Panellus stipticus e Neonothopanus gardneri. Adicionalmente os genomas e transcriptomas de variedades não luminescente de P. stipticus e Lentinula edodes serviram como respectivos controles. Em geral, os genes envolvidos no metabolismo secundário da fenilalanina em amostras luminescentes tinham expressão igual ou superior àquela de espécies não luminescentes. Um agrupamento de genes relacionados com a biossíntese de fenilalanina foi encontrado em ambos os genomas luminescentes e não luminescentes de P. stipticus. A abundância de genes transcritos neste agrupamento foi semelhante para as espécies luminescentes e não luminescentes de P. stipticus, mas a policetídeo sintase tipo I em P. stipticus não luminescentes foi significativamente sub-regulada. Não foi encontrado agrupamento semelhante nos genomas de N. gardneri e L. edodes, sendo que os correspondentes homólogos estavam espalhados em diferentes loci. Extratos de fungos podem ser preparados in vitro, com a adição de 3-hidroxihispidina para produzir luz verde em abundância. A preparação de extratos proteicos de luciferase foi melhorada e a estrutura da luciferase, parcialmente purificada, foi investigada por espectrometria de massas. A presença de luciferase nos géis de purificação foi revelada usando-se luciferina e molécula similares à luciferina advindas de extratos de plantas. O nicho ecológico nas vizinhas de cogumelos bioluminescentes foi investigado de duas maneiras, armadilhas adesivas com cogumelos artificiais de acrílico, iluminados com luz LED verde e através da observação direta de cogumelos bioluminescentes com fotografia no infravermelho com lapso de tempo. Os estudos ecológicos foram conduzidos nos biomas da Mata Atlântica e da Mata dos Cocais, no Brasil. Baratas, aranhas, tesourinhas, grilo e vagalumes tec-tecs foram os animais mais comuns que interagiram com os cogumelos. Todos estes animais podem agir como dispersores de propágulos e, em alguns casos, como defensores dos cogumelos. / This PhD thesis describes the studies performed to elucidate the molecular biology of fungal bioluminescence and the ecological significance of the trait in the wild. The recent discovery that the fungal luciferin is 3-hydroxyhispidin has allowed for the characterization of phenylalanine secondary metabolism in the newly sequenced genomes and mycelium transcriptomes of luminescent Panellus stipticus and Neonothopanus gardneri, additionally the genomes and transcriptomes of a non-luminescent variety of P. stipticus and Lentinula edodes served as respective controls. In general the genes involved in phenylalanine secondary metabolism had greater or equal expression in luminescent samples than non luminescent. A cluster of genes related to the secondary metabolism of phenylalanine was found in both luminescent and non luminescent P. stipticus genomes. Transcript abundance of genes in this cluster was similar in both luminescent and non-luminescent Panellus stipticus, but the type I polyketide synthase in non luminescent Panellus stipticus was significantly down regulated. A similar gene cluster in the N. gardneri and L. edodes genomes was absent with corresponding homologues scattered at different genomic loci. Cell free fungal extracts can be combined in vitro with the addition of 3-hydroxyhispidin to produce abundant green light. Preparation of proteinaceous luciferase extracts was improved and partially purified luciferase samples were investigated by mass spectrometry. The presence of luciferase in the separation gel was also evidenced by using luciferin and luciferin-like molecules from plant extracts. The ecological niche surrounding bioluminescent mushrooms was investigated through two main means, glue traps with acrylic mushroom facsimiles that were internally illuminated with green LED lights and direct observation of bioluminescent mushrooms with infrared time lapse photography. Ecological studies were performed in the Atlantic rainforest (Mata Atlântica) and transitional Coconut Palm forest (Mata dos Cocais) biomes of Brazil. Cockroaches, spiders, earwigs, crickets, and luminescent click beetles were the most common animal interacting with mushrooms. All of these animals may be acting as fungal propagule dispersers and in some cases defense of the mushroom.

Introdução: Estudos recentes, utilizando vários protocolos, têm demonstrado que pacientes com Hiperfenilalaninemia por deficiência de fenilalanina hidroxilase (HPA-PAH) podem apresentar redução das concentrações plasmáticas de fenilalanina (Phe) mediante a administração de tetrahidrobiopterina (BH4). Objetivo: Determinar, em uma amostra de pacientes brasileiros com HPA-PAH, a responsividade à administração de dose única de BH4 por meio de um protocolo incluindo o teste de sobrecarga simples de Phe e o teste combinado de sobrecarga de Phe+BH4. Métodos: Foram incluídos no estudo pacientes com idade ≥ 4 anos, em tratamento dietético e que possuíam mediana de Phe plasmática inferior a 10mg/dL no ano anterior à inclusão. Foram realizados teste de sobrecarga simples de Phe, utilizando 100mg/kg de L-Phe (Teste 1) e teste combinado de Phe+BH4, utilizando 100mg/kg de L-Phe e 20mg/kg de BH4 (Teste 2), com intervalo de uma semana entre ambos. A ingestão do BH4 ocorreu após três horas da ingestão da Phe. Foram realizadas coletas de sangue no ponto basal e após três, 11 e 27h da ingestão de Phe (T0, T1, T2 e T3 dos testes 1 e 2, respectivamente). Para ser considerado responsivo, o paciente deveria apresentar evidência de redução dos níveis de Phe associada à administração do BH4 de acordo com pelo menos um dos seguintes critérios: critério A – análise das diferenças, em percentual, dos valores de Phe nos pontos T1 e T2 dos Testes 1 e 2; critério B – análise das diferenças, em percentual, dos valores de Phe nos pontos T1 e T3 dos Testes 1 e 2 e critério C – análise da diferença, em percentual, das áreas abaixo da curva de Phe entre os Testes 1 e 2. A classificação de responsividade foi também comparada com quatro critérios adicionais: critério D – análise da diferença, em percentual, dos valores de Phe nos pontos T1 e T2 do Teste 2; critério E – análise da diferença, em percentual, dos valores de Phe nos pontos T1 e T3 do Teste 2; cinco pacientes participaram de estudo anterior do grupo e foram também classificados através do critério F – análise da diferença, em percentual, dos valores de Phe após 8h da sobrecarga simples com BH4 e do critério G – análise da diferença, em percentual, dos valores de Phe após 24h da sobrecarga simples com BH4. Para todos os critérios foi utilizado como ponte de corte redução ≥ 30%. Resultados: Dezoito pacientes, com mediana de idade de 12 anos, participaram do estudo. Dez pacientes apresentavam a forma Leve de HPA-PAH e oito a forma Clássica. Seis pacientes foram considerados responsivos de acordo com os critérios adotados (Clássica: 2; Leve: 4). Houve concordância de responsividade entre os critérios A e B em relação ao C (Índice Kappa=0,557; p=0,017). Dos pacientes com genótipo disponível (n=16), seis possuíam dados de responsividade ao BH4 descritos na literatura, que foram concordantes com os encontrados no presente estudo. Conclusão: Dados relativos à responsividade, tipo de HPA-PAH e genotipagem estão de acordo com descrito na literatura. Haja vista a diferença de responsividade dos pacientes ao BH4 conforme o critério de classificação utilizado, salienta-se a importância de uma definição cautelosa de responsividade e que não seja baseada em um único critério. A comparação entre a sobrecarga simples de Phe e combinada de Phe+BH4 parece ser um critério adequado para avaliar responsividade ao BH4 em pacientes com HPA-PAH que apresentam bom controle metabólico quando em tratamento dietético. / Introduction: Recent studies using different protocols showed that patients with hyperphenylalaninemia due to phenylalanine hydroxylase deficiency (HPA-PAH) may have a reduction in phenilalanine (Phe) plasma concentrations after tetrahydrobiopterin (BH4) administration. Objective: To determine responsiveness to the administration of a single dose of BH4, in a sample of Brazilian patients with HPA-PAH using a protocol that includes the simple Phe loading test and the combined Phe+BH4 loading test. Methods: Patients included in the study were ≥ 4 years of age; their median Phe plasma concentration was ≤ 10mg/dL, and all underwent dietary treatment in the 12 months before inclusion in the study. Participants received a simple Phe loading test using 100mg/kg L-Phe (Test 1) and a combined Phe+BH4 loading test using 100mg/kg L-Phe and 20mg/kg /BH4 (Test 2) at a one-week interval. BH4 was ingested three hours after Phe ingestion. Blood samples were collected at baseline and three, 11 and 27h after Phe ingestion (time points T0, T1, T2 and T3 in Tests 1 and 2). To be classified as responsive, there should be evidence that the patient had a reduction in Phe levels associated with BH4 administration according to at least one of the criteria used: criterion A – analysis of percentage differences of the Phe values at time points T1 and T2 for Tests 1 and 2; criterion B – analysis of percentage differences of Phe values at time points T1 and T3 for Tests 1 and 2; and criterion C – analysis of percentage differences of the areas under the Phe curve for Tests 1 and 2. Responsiveness classifications were also compared according to four additional criteria: criterion D – analysis of percentage differences of the Phe values at time points T1 and T2 for Test 2; criterion E – analysis of percentage differences of Phe values at time points T1 and T3 for Test 2; criterion F – analysis of percentage difference of Phe values 8h after simple BH4 loading used for five patients that participated in a previous study conducted by the same authors; and criterion G – analysis of percentage difference of Phe values 24 h after simple BH4 loading, also used for the patients in the same previous study. The cut-off point for all criteria was a reduction of ≥ 30%. Results: Eighteen patients (median age = 12 years) were included in the study. Ten patients had mild HPA-PAH and eight, classical HPA-PAH. Six patients were responsive according to the criteria used (Classical: 2; Mild: 4). Responsiveness was concordant for criteria A and B when compared with criterion C (kappa=0.557; p=0.017). Of the patients whose genotype was available (n=16), six had data about BH4 responsiveness described in the literature, and these data were in agreement with our findings. Conclusion: Data about responsiveness, HPA-PAH type and genotype were in agreement with those described in the literature. The difference in BH4 responsiveness of patients according to classification criterion emphasizes the importance of a careful definition of responsiveness not based on a single criterion. The comparison of simple Phe loading and combined Phe+BH4 loading seems to be an adequate criterion to evaluate responsiveness to BH4 in patients with HPA-PAH and good metabolic control when following a dietary treatment.

Introdução: A Hiperfenilalaninemia por deficiência de fenilalanina hidroxilase (HPAPAH) é um erro inato do metabolismo no qual ocorre aumento dos níveis séricos de fenilalanina (Phe). Estudos recentes, realizados em várias populações, demonstraram que pacientes com HPA-PAH podem apresentar redução das concentrações plasmáticas de Phe mediante a administração oral de tetrahidrobiopterina (BH4). Objetivo: Identificar em uma amostra de pacientes brasileiros com HPA-PAH aqueles que são responsivos à administração de BH4 por via oral. Métodos: Para um paciente ser incluído no estudo, era necessário ter diagnóstico de HPA-PAH e idade igual ou superior a 7 anos, estar em tratamento dietético e apresentar nível de Phe igual ou superior a 6 mg/dL em todas as medidas realizadas no ano anterior à inclusão no estudo. No dia anterior à sobrecarga de BH4 (Dia 1), os pacientes foram submetidos a três coletas de sangue para mensuração dos níveis de Phe. No Dia 2, os pacientes receberam dose única de 20mg/Kg de BH4. As coletas de sangue foram, então, realizadas nos pontos de hora: 0, 4 e 8h (Dia 2) e 24h (Dias 3) após a ingestão do medicamento. Os níveis de Phe foram determinados através da espectrometria de massa in tandem. Foram utilizados dois critérios para definir a presença de responsividade ao BH4: Critério 1: redução 30% de Phe após 8h da administração do medicamento; Critério 2: redução 30% de Phe após 24h da administração do medicamento. Resultados: Dezoito pacientes foram incluídos no estudo, com mediana de idade de 14 anos, sendo 66,7% do sexo masculino. Onze apresentavam a forma clássica da doença e três a forma atípica. Três (forma clássica: 1, forma atípica: 2) e cinco (forma clássica: 2, forma atípica: 2 e forma não-definida: 1) pacientes foram considerados responsivos ao BH4 conforme critérios 1 e 2, respectivamente. Os níveis de Phe plasmáticos do dia anterior ao teste de sobrecarga não demonstraram variação nos pontos de hora (p=0,523). Entretanto, quando comparamos os níveis de Phe nos pontos de hora do dia pré e pós BH4, encontrou-se variação significativa entre eles (p=0,006). A análise da associação genótipo-fenótipo, para os pacientes com dados disponíveis (n=6) mostrou que a mesma é multifatorial. Conclusão: Nossos achados estão de acordo com a literatura, e indicaram que um número considerável de pacientes brasileiros com HPA-PAH poderá ser beneficiado com a administração oral de BH4. / Introduction: Hyperphenylalaninemia by phenylalanine hydroxylase deficiency (HPAPAH) is an inborn error of metabolism in which increased serum levels of phenylalanine (Phe) occur. Recent studies on several populations showed that patients with HPA-PAH can have their serum levels reduced when receiving oral tetrahydrobiopterin (BH4). Objective: to identify in a sample of Brazilian HPA-PAH the patients who are responsive to the oral administration of BH4. Methods: the following inclusion criteria were used: diagnosis of HPA-PAH, age 7 years, on dietary treatment and Phe levels 6 mg/dL in all tests performed one year prior to the inclusion in this study. On the day before the BH4 challenge (Day 1) 3 blood samples were obtained to measure Phe levels. Blood samples were also obtained at time points 0, 4, 8 hours (Day 2) and 24 h (Day 3) after the intake of the medication. Phe levels were determined by tandem mass spectrometry. Criteria used to define responsiveness to BH4 were: Criterion 1: Phe reduction 30% 8 hours after BH4 administration; Criterion 2: Phe reduction 30% 24 hours after BH4 administration. Results: a total of 18 patients with a mean age of 14 years were included in this study; of those, 66.7% were male. Eleven presented the classical form of the disease and 3, the atypical form. Three patients (classical form: 1, atypical form: 2) and 5 (classical form: 2; atypical form: 2; undefined form: 1) were considered responsive to BH4 according to criteria 1 and 2, respectively. Phe serum levels on the Day 1 did not show any change on the established time point schedule (p=0.523). However, when comparing levels of Phe between Days 1 and 2, significant variation was found (p=0.006). The phenotype – genotype association analysis of patients with available data (n=6) showed that the association is multifactorial. Conclusion: In accordance with the literature, our findings show that many Brazilian patients with HPA-PAH can benefit from the oral administration of BH4.

Orientador: Jorge Vega / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-08T03:46:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gouvea_JorgeAlbertode_D.pdf: 1143224 bytes, checksum: 108744e4f1f8e8833644140838007856 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo:A aplicação de determinados reguladores de crescimento em plantas pode resultar na indução de resistência contra ataques subseqüentes de patógenos. Este fenômeno é conhecido como resistência sistêmica adquirida (SAR) e vários mecanismos estão envolvidos, entre eles a resposta de hipersensibilidade (HR), o aumento na atividade das enzimas peroxidases (POX) e da fenilalanina amônia-liase (PAL) nos tecidos resistentes. A fim de se detenninar o efeito do ácido salicílico (AS) e de um brassinolídeo (BR 16) na resposta hipersensível, plantas de feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.), cultivar Moruna (nc) foram tratadas com estes reguladores de crescimento e inoculadas com o Southern bean mosaic virus (SBMV). Detenninou-se o número de lesões necróticas das folhas primárias e a atividade das enzimas guaiacol peroxidases (g-POX) e PAL. Houve uma redução significativa no número de lesões necróticas nas plantas tratadas com ambos os reguladores de crescimento e um aumento significativo na atividade das g-POX, mas nenhum efeito na atividade da PAL. O efeito da aplicação de AS e BR 16 na resposta suscetível foi verificado através da aplicação destes reguladores de crescimento em plantas de feijoeiro da cultivar lalo, inoculadas com o SBMV. Os tratamentos promoveram uma redução significativa na concentração viral na sa folha trifoliolada, 28 dias após a inoculação das folhas primárias. Os resultados indicam que as aplicações de ácido salicílico e do brassinolídeo BR 16 podem ter promovido uma indução de resistência tanto local quanto sistêmica, em plantas de feijoeiro. O aumento na atividade das enzimas g-POX, envolvidas nos processos de detoxificação de espécies reativas de oxigênio, promovido pelo tratamento com ambos os reguladores de crescimento, sugere uma participação destas na redução do número de lesões necróticas das plantas inoculadas com o SBMV / Abstract: The use of certain growth regulators in plants can result in the induction of resistance against attacks of some plant pathogens. This phenomenon is known as Systemic Acquired Resistance (SAR) and several mechanisms are involved in the induction of SAR.,among them are the Hypersensitive Reaction (HR), the increase in the activity of some enzymes like peroxidases (POX) and Phenylalanine ammonia-Iyase (PAL). Two different growth regulators (salicylic acid "SA" and a brassinosteroid "BR 16") were used in order to determine the induction of local resistance in bean plants (Phaseolus vulgaris L.) of cultivar Moruna (nc). Afier the application, the plants were mechanically inoculated with Southern bean mosaic virus (SBMV), genus Sobemovirus. The number of necrotic lesion was determined in the the primary leaves and the activity of the enzymes guaiacol peroxidases (g-POX) and Phenylalanine ammonia-Iyase (pAL) were also measured. There was a significant reduction in the number of necrotic lesions in the treated plants with both growth regulators and a significant increase in the activity ofthe g-POX, but there was no effect in the PAL activity. The effect ofthe application of SA and BR 16 in the induction of systemic resistance was verified through the application of these growth regulators in bean plants cultivar Jalo, inoculated with SBMV. The treatments promoted a significant reduction in the viral concentration in the SIDleaf, 28 days afier the inoculation of the primary leaves. The results indicated that the applications of SA and of the BR 16 promoted both local and systemic resistances. The increase in the activity of the guaiacol peroxidases, enzymes involved in the scavenning of reactive oxygen species, caused by the treatment with both growth regulators, suggested a contribution in the reduction of the number of necrotic lesions in the plants inoculated with SBMV. The use of SA and BR 16 did not change the activity of PAL, enzyme involved in the lignification process and in the mechanisms of plant defense against infections / Doutorado / Doutor em Biologia Vegetal

Orientador: Carlos Roque Duarte Correia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-15T20:34:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Azambuja_Franciscode_M.pdf: 6423668 bytes, checksum: 29069e3111714888aee628002e55cf0c (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A arilação de acrilatos 2-acetóxi ou acetamido substituídos foi estudada utilizando a reação de Heck com sais de arenodiazônio. Após avaliação do catalisador, solvente, temperatura e acidez do meio reacional na arilação do 2-acetoxiacrilato de metila com o sal tetrafluoroborato de p-metoxifenildiazônio, a melhor condição encontrada emprega Pd2dba3 e 2,6-di-terc-butil-4-metilpiridina em benzonitrila a 110 °C por 3 horas, fornecendo o produto em 59 % de rendimento. A utilização de outros sais de diazônio não foi eficiente e os produtos não foram obtidos. A arilação do 2-acetamidoacrilato de metila ocorreu em metanol a 65 °C, utilizando acetato de paladio (II) e 2,6-di-terc-butil-4-metilpiridina. Os rendimentos ficaram entre 24-73 % utilizando sais de arenodiazônio substituídos com iodo, fluor, metoxi ou nitro, além do 2-naftildiazônio e do benzenodiazônio. Os rendimentos insatisfatórios foram contornados com variando-se o grupo protetor da função amina de acetoxi para trifluoracetoxi. A arilação da olefina 2-trifluoroacetamido acrilato de metila, feita nas mesmas condições, ocorreu em rendimentos de 65-86 % para os mesmos sais. Os adutos nitrogenados 2-metoxilados obtidos foram submetidos a um protocolo eliminação/redução ou alquilação com o uso de BF3.OEt2 e nucleófilos de silano. Os derivados de fenilalanina protegidos foram obtidos em rendimentos variados e constituem uma alternativa para a obtenção de aminoácidos arilados não-naturais, a-substituídos ou não. Uma versão one-pot desta redução foi brevemente estudada mediante adição de hidreto de trietilsilano à reação de Heck. A eficiência desta reação em uma etapa foi comparável ao protocolo em duas etapas / Abstract: The arylation of 2-acetoxy or acetamido substituted acrylates was studied through the Heck reaction with arenediazonium salts. After evaluation of the catalyst, solvent, temperature and acidity of the reaction medium, methyl 2-acetoxyacrylate was arylated with p-methoxyphenyldiazonium tetrafluoroborate under Pd2dba3 catalysis, with 2,6-di-terc-butyl-4-methylpyridine as base in benzonitrile at 110 °C for 3 hours. The Heck adduct was obtained in 59 % of yield. Other diazonium salts did not furnished the expected adducts in good yields. Methyl 2-acetamidoacrylate arylation occurred in methanol at 65 °C, using Pd(OAc)2 as catalyst and 2,6-di-terc-butyl-4-methylpyridine as base. Yields between 24-73 % were observed using diazonium salts substituted with iodine, fluoro, methoxy or nitro groups, besides 2-naphthyl or benzenediazonium tetrafluoroborate. The lower yields were by-passed through methyl 2-trifluoroacetamidoacrylate arylation, under the same conditions, resulting in yields between 65-86 % for the same electrophiles. The aza-2-methoxylated adducts obtained were submitted to an elimination/reduction or alkylation protocol using BF3.OEt2 and silane nucleophiles. The protected phenylalanine derivatives were obtained in low to good yields and represent an alternative to prepare unnatural amino acids, a-substituted or not. A one-pot version of this reduction was briefly studied through triethylsilane hydride addition in the Heck reaction. The efficiency of this reaction was comparable with the two-step protocol / Mestrado / Quimica Organica / Mestre em Química

Nos últimos anos tem se intensificado o uso de produtos com a finalidade de aumentar a produtividade na cultura da soja. Dentre estes estão os bioestimulantes que podem possuir em sua constituição extratos de algas, aminoácidos e hormônios. No entanto, pouco se sabe sobre o efeito isolado de cada um destes constituintes. Frente a isto, esta pesquisa teve por objetivos avaliar o efeito da aplicação de aminoácidos isolados em plantas de soja. Para isto, o trabalho foi dividido em três experimentos. No primeiro, foi realizada a aplicação via sementes de glutamato, cisteína, fenilalanina e glicina em doses variáveis. Essa etapa foi conduzida em sistema de canteiros e foi avaliada a emergência, índice de velocidade de emergência, acúmulo de massa de matéria seca, metabolismo antioxidante (enzimas superóxido dismutase - SOD, catalase - CAT, peroxidase - POD, teor de peróxido de hidrogênio - H2O2, prolina e peroxidação lipídica - PL) e produtividade. A partir da seleção das melhores doses obtidas na primeira etapa, foi realizado o segundo experimento, conduzido em casa de vegetação. As aplicações desse experimento foram realizadas no tratamento de semente, via foliar ou em ambas as épocas, além disso, foi realizada a aplicação de todos os aminoácidos em associação. Nesse experimento foram avaliados metabolismo antioxidante, enzimas de resistência (polifenoloxidase - PFO e fenilalanina amônia-liase - PAL), metabolismo do nitrogênio (enzimas nitrato redutase e urease, teor de NO3-, NH4+, N-Aa, ureídeos e N-Total), variáveis de crescimento de raíz, acúmulo de massa de matéria seca e produtividade. Já o experimento III foi realizado em campo, utilizando os mesmos tratamentos do experimento II. Foram avaliados o metabolismo antioxidante, enzimas de resistência, metabolismo do nitrogênio, massa de matéria seca e produtividade. Todos os experimentos foram conduzidos em delineamento em blocos casualizados com quatro repetições para cada tratamento. Todos os aminoácidos proporcionaram efeito positivo em diversas variáveis fisiológicas analisadas. O uso de glutamato, fenilalanina, cisteína e glicina de forma isolada repercutiram em melhores efeitos quando a aplicação é realizada somente no tratamento de sementes. A partir da aplicação desses aminoácidos ocorreu incremento da assimilação de nitrogênio e no acúmulo de massa de matéria seca, o que levou a maior produtividade dessas plantas. O maior efeito na produtividade foi observado por meio da aplicação de fenilalanina em todos os experimentos, quando comparados com os demais aminoácidos. Com relação ao metabolismo antioxidante o uso de cisteína no tratamento de sementes proporcionou aumento da atividade das enzimas SOD e PAL e redução da PL. O uso de fenilalanina no tratamento de sementes induz ao incremento da CAT e SOD e o glutamato induz o aumento de PAL e SOD. A utilização de todos os aminoácidos em associação somente foi eficiente na aplicação foliar, o que proporcionou maior desenvolvimento de raíz, maior assimilação de nitrogênio, acúmulo de massa de matéria seca e produtividade. Portanto, foi possível perceber que o glutamato, cisteína, fenilalanina e glicina apresentam importante papel de sinalização em plantas, pois pequenas doses já são suficientes para induzir ao incremento de parâmetros fisiológicos e, consequentemente aumentar a produtividade. / In recent years, the use of products to increase productivity in soybean has been intensified. Bio-stimulants can have in their constitution algae extracts, amino acids and hormones. However, little is known about the isolated effect of each of these constituents. Facing this problem, this research aimed to evaluate the effect of the application of single amino acids to soybeans. For this, the work was divided into three experiments. In the first, the application of amino acids was performed via glutamate, cysteine, phenylalanine and glycine to seeds. This stage was carried out on planting beds and the following variables were evaluated: emergency, emergency speed index, dry matter accumulation, antioxidant metabolism (superoxide dismutase - SOD, catalase - CAT, peroxidase - POD, hydrogen peroxide - H2O2 - content, proline and lipid peroxidation - PL) and productivity. From the selection of the best rates obtained in the first stage, the second experiment was carried out in a greenhouse. The applications of this experiment were performed as seed treatments, foliar application and both procedures; furthermore, the application of all amino acids in combination was also performed. In this experiment, the following variables were evaluated: antioxidant metabolism, resistance enzymes (polyphenol oxidase - PFO and phenylalanine ammonia lyase - PAL), nitrogen metabolism (nitrate reductase and urease, NO3- content, NH4+, N-Aa, ureide and N-Total), root growth, dry matter accumulation and productivity. The third experiment was carried out in the field using the same treatments of the second experiment. The following variables were evaluated: antioxidant metabolism, resistance enzymes, nitrogen metabolism, dry matter and productivity. All experiments were carried out in a randomized block design with four replications for each treatment. All amino acids provided positive effect on several physiological variables. The use of glutamate, phenylalanine, cysteine, and glycine alone lead to the best effect when the application was done only as seed treatment. From the application of these amino acids, the nitrogen assimilation was increased and the dry matter accumulation, which led to higher productivity of the plants. The greatest effect on productivity was observed by application of phenylalanine in all experiments, when compared with other amino acids. Regarding the antioxidant metabolism, cysteine use in seed treatment increased SOD and PAL activity and PL reduction. The phenylalanine use in seed treatment increased CAT and SOD activities and glutamate induced an increase of PAL and SOD activities. The use of all amino acids in association was only effective in foliar application, which provided further development of root, greater assimilation of nitrogen, dry matter accumulation and productivity. So, it was possible to conclude that glutamate, cysteine, phenylalanine and glycine have an important signaling role in plants, because small rates are enough to induce the increase of physiological parameters and consequently increase productivity.

Using the classical molecular dynamics simulations, the interfacial partitioning of selected aromatic species, namely benzoic acid and neutral and zwitterionic form of L-phenylalanine, was studied in the three slab systems: a) aqueous organics solution, b) palmitic acid monolayer in tilted condensed phase at aqueous organics solution and c) palmitic acid monolayer in tilted condensed - 2D gas phase coexistence at aqueous organics solution. The surface activity and the tendency to aggregate in particular at the air- aqueous and palmitic acid-aqueous interface was confirmed for all of the investigated aromatic species. The results of the simulation performed for the system of palmitic acid monolayer at benzoic acid solution were compared with the literature results of a similar simulation that employed a different parametrization. The comparison showed that the behaviour of the aromatic species at the fatty acid monolayer-aqueous interface strongly depends on the force field. The structural properties of the palmitic acid Langmuir monolayers were evaluated by means of the chain tilt angle and the headgroup region dihedral angle distributions analysis depending on the surface film density and the adsorbed aromatic species. The simulations mimicking the isothermal compression of the mixed monolayer in the...