Protein phosphorylation is a key cellular regulatory mechanism. Phosphorylation can either activate or inhibit the function of a particular protein. Activation of protein kinases has been implicated in response to light, pathogen attack, growth regulators, stress and nutrient deficiency in plants. Most of the intracellular signaling pathways use protein phosphorylation to create signals and conduct them further. Identification of the physiological substrates for the protein kinase enables the understanding of how the signaling networks function and how they are disturbed under adverse conditions. Identification of the physiological substrates for the kinase is limited by the low stoichiometry of protein phosphorylation inside the cell. Although, recent advances in mass spectrometric techniques have increased the identification of phosphorylated protein in the cell, the precise connection between the kinase and identified phosphorylated protein is not established. Dual-specificity kinases that phosphorylate on serine, threonine and tyrosine residues have been identified and characterized in plants. However, the in vivo substrates for most of these kinases have not been identified. Recently a manganese-dependent dual-specificity STY protein kinase (STYK) has been identified from Arabidopsis thaliana which has been suggested to play a role in plant growth, development and in systemic acquired resistance. The identification of the physiological substrate for AtSTYK may help in understanding the signal transduction pathway the kinase in involved and how it is perturbed in different physiological condition. Therefore, the main objectives of my current study are,  To identify the physiological substrates of the AtSTY dual specificity kinase (STYK). 1) Identification of the substrates by using genetic, proteomic and biochemical approaches. 2) Biochemical characterization of the substrate phosphorylation. 3) Identifying the biochemical function of the substrate protein. 4) Assessing the significance of substrate phosphorylation.

Les données de séquençage des génomes ont révélé une nouvelle famille de protéines UPF0079, comprenant des protéines de fonction inconnue qui sont exclusivement et largement présentes chez les bactéries et qui possèdent un motif A de Walker dans leur séquence. La caractérisation biochimique et l'élucidation du rôle physiologique de cette famille contribueront à élargir nos connaissances en biologie fondamentale, et sont également un préalable vers le développement de nouveaux composés antimicrobiens. Notre étude sur YdiB, un archétype de cette famille chez Bacillus subtilis a révélé à la fois l‟autophosphorylation de YdiB et son activité de protéine kinase. L‟activité kinase de double spécificité Ser/ Thr et Tyr de YdiB semble nécessiter son oligomérisation et semble être stimulée par des molécules basiques telles que des polyamines naturelles ou la poly-L-lysine. Les 10 résidus les plus conservés chez cette famille ont été étudiés afin de mieux comprendre le mécanisme moléculaire de YdiB. Concernant la caractérisation fonctionnelle de la phosphorylation liée à YdiB, l‟étude de l‟opéron ydiA-B-C-D-E de B. subtilis nous a permis de montrer que YdiB et YdiC fonctionnent comme un couple de protéine kinase/phosphatase de deux protéines substrats dont les fonctions seraient liées aux ribosomes, YdiD et YdiE. Une co-localisation partielle entre YdiB et les ribosomes a été observée. En outre, YdiB est capable de phosphoryler des protéines ribosomiques appartennant aux deux sous-unités 50S et 30S, ainsi que deux GTPases impliquées dans la biogénèse des ribosomes, EngA et EngB. Nous avons également démontré que EngA phosphorylée par YdiB est un substrat in vitro de la phosphatase YdiC. Enfin, basé sur le phosphoprotéome de Bacillus subtilis, des peptides mimant des sites de phosphorylation in vivo ont été utilisés. Certains entre eux sont phosphorylés in vitro par YdiB. Deux de ces peptides appartiennent à la superoxyde dismutase, SodA, dont l'activité in vitro et après purification est régulée positivement via la phosphorylation par YdiB. Nous avons ensuite constaté que les cellules de B. subtilis dépourvues du gène ydiB sont plus sensibles aux agents oxidants tels que le paraquat ou la norfloxacine. Nous proposons que, in vivo, YdiB fonctionne comme une protéine kinase impliquée dans l‟activité et/ou la stabilité des ribosomes dans des conditions physiologiques normales, et YdiB contribuerait à protéger les cellules contre les dommages du stress oxydatif. / Genome sequencing data has revealed genes encoding uncharacterized protein family UPF0079 which are exclusively found in bacteria; broadly distributed in this kingdom and possess an ATP-binding motif in their sequences. Biochemical characterization and physiological role elucidation of UPF0079 will undoubtedly increase our fundamental biology knowledge, and also remain a prerequisite towards the development of new antimicrobial compounds. Our investigation on YdiB, an archetype of this family in Bacillus subtilis revealed both autophosphorylating and protein phosphotransferase activities. The dual-specificity Ser/Thr and Tyr kinase activity of YdiB seems to require oligomerization is upregulated by basic molecule activators such as natural polyamines or poly-L-lysine. The 10 most conserved residues were studied to gain insights into molecular mechanism of the kinase YdiB. To characterize the function of phosphorylation events linked to YdiB, starting with the B. subtilis ydiA-B-C-D-E operon we showed that YdiB and YdiC function as cognate protein kinase/phosphatase towards two ribosome-related protein substrates YdiD and YdiE. Some co-localization between YdiB and ribosomes were observed. Furthermore, YdiB is capable of phosphorylating both ribosomal 50S and 30S subunits as well as two ribosome-binding GTPases EngA and EngB. We also demonstrated that phosphorylated EngA by YdiB is an in vitro substrate of the phosphatase YdiC. Finally, based on the phosphoproteome pf Bacillus subtilis, peptides mimicking the in vivo phosphorylation sites were used. Some of them were found to be phosphorylated in vitro by YdiB, including two peptides which belongs to the superoxide dismutase SodA. The activity of purified SodA was then shown to be upregulated via phosphorylation by YdiB. We furthermore found that B. subtilis cells lacking ydiB become more sensitive to oxidative stress-causing agents such as paraquat or norfloxacin. We propose that in vivo, YdiB functions as a protein kinase involved in ribosome function in normal condition; and in protecting cells from oxidative stress damage.

Submitted by THIAGO DE SOUZA CANDIDO null (thiago.s.candido@gmail.com) on 2016-09-30T14:48:19Z No. of bitstreams: 1 Tese Thiago de Souza Candido.pdf: 8667516 bytes, checksum: a5ceff1a03a2f39c134a0633e677f4df (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-10-04T14:33:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 candido_ts_dr_araiq.pdf: 8667516 bytes, checksum: a5ceff1a03a2f39c134a0633e677f4df (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-04T14:33:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 candido_ts_dr_araiq.pdf: 8667516 bytes, checksum: a5ceff1a03a2f39c134a0633e677f4df (MD5) Previous issue date: 2016-09-15 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O fungo Neurospora crassa tem sido amplamente usado como um organismo modelo para os aspectos fundamentais da biologia dos eucariotos. Neste trabalho, foi investigado o papel funcional de uma ciclina de N. crassa (PCL-1), codificada pela ORF NCU08772 e ortóloga a Pcl10 de Saccharomyces cerevisiae. Na levedura, a proteína Pcl10, em conjunto com a proteína quinase dependente de ciclina Pho85, fosforila a enzima glicogênio sintase, a enzima regulatória da síntese de glicogênio. A fosforilação resulta na inativação da enzima e, portanto, em diminuição do acúmulo de glicogênio. A linhagem pcl-1 de N. crassa apresentou um atraso na germinação dos conídios e um retardo na progressão do ciclo celular quando comparado com a linhagem selvagem, sugerindo que esta ciclina pode regular o desenvolvimento e a divisão celular. Além disto, a linhagem nocauteada acumulou níveis mais elevados de glicogênio que a linhagem selvagem indicando o papel na regulação do metabolismo deste carboidrato. A fosforilação da enzima glicogênio sintase de N. crassa (GSN) foi analisada na linhagem nocaute através de análises de atividade enzimática, e os resultados mostraram que a GSN apresentou baixo índice de fosforilação, portanto alta atividade durante o crescimento, um resultado que pode explicar o alto acúmulo de glicogênio observado. Este resultado foi confirmado por análise de 2D-PAGE seguida por western blot, utilizando anticorpos anti-GSN. GSN apresentou na linhagem mutante isoformas menos fosforiladas que a enzima presente na linhagem selvagem. As proteínas recombinantes PHO85, PCL-1 foram utilizadas em ensaios de fosforilação in vitro da enzima GSN e os resultados mostraram que a enzima GSN foi fosforilada pelo complexo PHO85/PCL-1 no sítio putativo Ser636. O papel da ciclina na resposta ao cálcio foi investigado, e os resultados mostraram que a linhagem pcl-1 mostrou uma resistência ao estresse provocado por altas concentrações de cálcio quando comparada com a linhagem selvagem. Análises de expressão gênica por RT-qPCR foram realizadas e a linhagem pcl-1 mostrou estar envolvida na regulação de genes do metabolismo do cálcio. Os resultados indicam que a proteína PCL1 de N. crassa pode ser uma ciclina multifuncional e pode estar envolvida na regulação de vários processos celulares essenciais dependendo do ambiente. / The fungus Neurospora crassa has been widely used a model organism for the fundamental aspects of eukaryotes biology. This work investigated the functional role of a N. crassa cyclin (PCL-1), encoded by the ORF NCU08772, and orthologous to the Saccharomyces cerevisiae Pcl10 cyclin. In yeast, Pcl10 protein, together with the Pho85 cyclin-dependent protein kinase, phosphorylates the glycogen synthase enzyme, the regulatory enzyme in glycogen synthesis. Phosphorylation results in enzyme inactivation and therefore in decreased glycogen accumulation. The N. crassa pcl-1 strain showed a delay in conidia germination and in the progression of the cell cycle compared to the wild-type strain, suggesting that the cyclin may regulate development and cell division. Furthermore, the mutant strain accumulated higher glycogen levels than wild-type strain indicating its role in the regulation of the carbohydrate metabolism. The phosphorylation rate of the N. crassa glycogen synthase (GSN) was analyzed in the mutant strain by enzymatic activity assays, and the results showed that GSN was less phosphorylated during growth; therefore, high activity, and this result may explain the high glycogen accumulation observed in the mutant strain. This result was confirmed by 2D-PAGE gels followed by western blot using anti-GSN antibodies. The GSN isoforms presented in the mutant strain were less phosphorylated than the enzyme present in the wild-type strain. The recombinant proteins PHO85 and PCL-1 were used in in vitro phosphorylation assays of GSN enzyme, and the results showed that the enzyme was phosphorylated by the PHO85/PCL-1 complex at the putative site Ser636. The role of the cyclin in the response to calcium was investigated, and the results showed that the pcl-1 strain is more resistant than the wild-type strain to the stress caused by high calcium concentration. Gene expression analysis by RTqPCR was performed to analyze genes involved in calcium metabolism, and the pcl-1 strain showed to regulate the expression of some calcium metabolism genes. The results indicate that the N. crassa PCL1 cyclin may be multifunctional and may be involved in the regulation of several cellular processes depending on the environment. / FAPESP: 2012/08652-4

A YakA é uma proteína quinase necessária para a regulação da resposta a diversos estresses em Dictyostelium e é uma efetora chave da transição do crescimento para desenvolvimento nesse organismo. O gene keaA foi isolado como um supressor do mutante yakA- em uma busca para revelar genes envolvidos na sobrevivência a estresse nitrosoativo. O gene keaA codifica uma proteína com seis repetições kelch na porção C-terminal, um domínio zf-C3HC4 na porção N-terminal, também chamado RING-finger, e uma sequência rica em cisteínas localizada na porção mediana da proteína. Mutantes deficientes em keaA foram avaliados revelando-se um papel para esse gene também no processo de desenvolvimento. A expressão de mRNA de keaA é induzida quando células selvagens crescem e a fonte de alimento começa a esgotar. A indução do mRNA de keaA também ocorre durante o desenvolvimento. Essa indução não é observada em células yakA- indicando que YakA regula KeaA. Células deficientes em keaA expressam baixos níveis de mRNA de pkaC, acaA e carA durante a agregação em baixa densidade celular, o que pode explicar porque as células deficientes em keaA apresentam o processo de desenvolvimento mais lento em baixa densidade celular. Células deficientes em keaA são mais resistentes a estresses nitrosoativo e oxidativo e keaA é necessário para a produção e detecção de AMPc. A análise da agregação de células deficientes em keaA durante o desenvolvimento multicelular indica que KeaA é necessário para que as células participem eficientemente desse processo. Células que super-expressam o domínio rico em cisteínas levam o mesmo tempo que as células selvagens para atingir o estágio de agregação. No entanto, essas células apresentam agregados, culminantes e corpos de frutificação menores. Células que super-expressam o domínio Kelch expressam altos níveis de acaA e carA depois de 8 horas de desenvolvimento, mas os níveis de pkaC são similares aos observados em células selvagens. Isso poderia indicar que o domínio Kelch induz a ativação da PKA. No entanto, essa interação não foi observada em experimentos de duplo híbrido. Adicionalmente, a expressão gênica em resposta a compostos que geram estresse oxidativo e nitrosoativo foi estudada utilizando-se microarranjos de cDNA. Os resultados revelaram um papel de keaA na resposta à pré-carência e no controle do ciclo celular / The YakA is a protein kinase required for the regulation of several stress responses in Dictyostelium and is a key effector of the transition from growth to development in this microorganism. The gene keaA was isolated as suppressor of the yakA- mutant in a screen targeted to reveal genes involved in the survival to nitrosoative stress. The keaA gene codes a protein with six kelch domain repeats at the C-terminus, a zf-C3HC4 domain at the N-terminus, also called RING-finger, and a cysteine-rich sequence located in the mid-portion of the protein. The analysis of mutants deficient in keaA revealed a role for this gene also in the development process. keaA mRNA expression is induced when wild type cells grow and the food source becomes scarce. An induction of keaA mRNA expression also occurs during development. This induction is not observed in yakA- cells, indicating that YakA regulates KeaA. keaA deficient cells express low levels of pkaC, acaA and carA mRNA during aggregation in low cell densities, which may explain why the keaA deficient cells present a delay in development in low cell densities. keaA deficient cells are more resistant to nitrosoative and oxidative stress and keaA is necessary for the production and detection of cAMP. The analysis of agreggation of keaA deficient cells during multicellular development indicated that KeaA is required for the cells to efficiently participate in the process. Cells over-expressing the cisteine-rich domain took the same time as the wild-type cells to reach the aggregation stage. However, these cells present smaller aggregates, culminants and fruiting bodies. Cells over-expressing the Kelch domain express high levels of acaA and carA after 8 hours of development, but the levels of pkaC are kept similar to those in wild-type cells. This could indicate that the Kelch domain induces the activation of PKA. However, this interaction was not observed when we conducted tests in a two-hybrid system. Additionally, gene expression in response to compounds that generate redox stresses was studied using cDNA microarrays. The results revealed a role of keaA in response to pre-starvation and control of cell cycle

A insuficiência cardíaca é uma síndrome clínica de mau prognóstico caracterizada por disfunção cardíaca associada à intolerância aos esforços, retenção de fluído e redução da longevidade. Dentre as serina/treonina quinases associadas às alterações funcionais e estruturais cardíacas observadas na progressão da insuficiência cardíaca, a família das proteínas quinase C (PKC) composta por 12 diferentes isoformas parece modular a contratilidade miocárdica e o remodelamento cardíaco. No presente estudo, caracterizamos o fenótipo cardíaco e o perfil de ativação das diferentes isoformas de PKC na progressão da insuficiência cardíaca de etiologia isquêmica em ratos. Além disso, estudamos o efeito da inibição sustentada da isoforma PKCβII sobre a sobrevida, o remodelamento cardíaco e a função ventricular em modelo de insuficiência cardíaca de etiologia isquêmica. Conseguinte, identificamos possíveis substratos cardíacos da PKCβII envolvidos na progressão da insuficiência cardíaca. Para isso, avaliamos os efeitos agudo e crônico da inibição da PKCβII sobre o transiente de cálcio e a contratilidade de cardiomiócito isolados de ratos adultos com insuficiência cardíaca. Por fim, testamos as inibições específicas das PKCβII e PKCβI na progressão da hipertrofia cardíaca compensada para a insuficiência cardíaca em modelo animal de hipertensão arterial sustentada. Nossos resultados sugerem que a inibição sustentada da PKCβII reverte o quadro de insuficiência cardíaca, melhorando a função ventricular, o remodelamento cardíaco e a sobrevida dos diferentes modelos de insuficiência cardíaca estudados, constituindose em uma estratégia terapêutica celular promissora / Heart failure is a common endpoint for many forms of cardiovascular disease and a significant cause of morbidity and mortality worldwide. Protein kinase C isozymes emerge as important potential therapeutic targets in chronic cardiovascular disease. However, individual PKC isozymes play different roles in the pathogenesis of cardiac diseases. Here, we characterized the cardiac phenotype as well as the different PKC isozyme activation profile during myocardial-induced heart failure progression in rat. Furthermore, we evaluated the role of selective PKCβ II inhibition on survival, left ventricle remodeling and cardiac function in myocardial-induced heart failure. Moreover, we identified the cardiac PKCβII substrates related to heart failure. Finally, PKCβII and PKCβI specific inhibitors were chronically delivered to hypertensive-induced heart failure rats and the cardiac phenotype was evaluated. Our data suggest that 6-wks of PKCβII inhibition, but not PKCβI, improved animal survival by restoring cardiac function and promoting cardiac anti-remodeling effect in both myocardial infarctioninduced heart failure and hypertensive-induced heart failure rats. The improved cardiac function and anti-remodeling effect of PKCβII inhibition seems to be associated with increased contractility of cardiac myocytes, improved miofilaments/Ca2+ sensitivity and decreased cardiac inflammatory response. Altogether, the results provide evidence for beneficial effects of PKCβII specific intracellular inhibition on cardiac function and remodeling, which may be a promising cellular therapy for heart failure treatment

Orientador: Carlos Amílcar Parada / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-16T13:34:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Prado_FilipeCesardo_M.pdf: 428700 bytes, checksum: 1f8f2df5d5cae548c5b0d1a6a66947f7 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Enquanto a hiperalgesia inflamatória depende da liberação de prostaglandinas e/ou de aminas simpatomiméticas que sensibilizam os neurônios aferentes primários, nosso grupo demonstrou recentemente que o bloqueio do receptor P2X3 no tecido periférico previne a hiperalgesia induzida pela carragenina.. No entanto, o mecanismo pelo qual a ativação dos receptores P2X3 neuronais contribui para a hiperalgesia inflamatória não está completamente estabelecido. O presente estudo verifica se a ativação do receptor P2X3 dos neurônios aferentes primários contribui para a hiperalgesia mecânica induzida pela prostaglandina E2 ou pela dopamine no tecido periférico. A co-administração de A317491 (60 µg / paw), um antagonista seletivo do receptor P2X3, ou o prétratamento com dexametasona (1 mg / mL / kg), preveniu a hiperalgesia mecânica medida 3 horas depois da administraçao de carragenina (300 µg / paw) na pata posterior de ratos. A administração de ??meATP (50 µg /paw) induziu hiperalgesia mecânica 1 hora, mas não 3 horas, depois da sua administração, que foi prevenida pela dexametasona ou pelo A317491. Doses sublimiares de PGE2 (4 ng / paw) ou dopamina (0.4 µg / paw) que não induzem hiperalgesia por si só, induziram hiperalgesia, 3 horas depois, quando administradas logo depois de ??meATP ou carragenina em ratos tratados com dexametasona. Esses estados de hiperalgesia ("priming") revelados pelas doses sublimiares de PGE2 ou dopamine foram prevenidos pelo A317491 ou pelo tratamento com administração intraganglionar (DRG-L5) de ODN antisense, mas não pelo ODN mismatch, contra o receptor P2X3 (40 µg /5µL once a day for 4 days). ODN antisense, mas não o ODN mismatch, reduziu a expressão dos receptores P2X3 no nervo safeno e no DRG-L5. Para verificar se a PKC? media esse estado de hiperalgesia, inibidor de translocação de PKC? (1 µg/paw) foi administrado no tecido periférico 45 minutos antes do ??meATP ou PGE2 (100 ng/paw). O inibidor de PKC? preveniu o estado de hiperalgesia induzido pelo ??meATP ("priming"), mas não a hiperalgesia mecânica induzida pela PGE2 (100 ng/paw). Dessa maneira, os resultados desse estudo sugerem que a hiperalgesia inflamatória depended a ativação dos receptores P2X3 neuronais e da subsequente translocação da PKC? , que aumenta a susceptibilidade dos neurônios aferentes primários (priming) à ação de outros mediadores inflamatórios como a PGE2 e as aminas simpatomiméticas / Abstract: While inflammatory hyperalgesia depends on the release of prostaglandins and/or sympathetic amines that ultimately sensitize the primary afferent neurons, we have recently demonstrated that blockade of P2X3 receptor in the peripheral tissue completely prevents carrageenan-induced hyperalgesia. However, the mechanism by which the activation of neuronal P2X3 receptor contributes to the inflammatory hyperalgesia is not completely clear. The present study verifies whether the activation of P2X3 receptor on primary afferent neurons contributes to the mechanical hiperalgesia induced by prostaglandin E2 or dopamine in the peripheral tissue. Co-administration of A317491(60 µg / paw), a selective P2X3,2/3 receptor antagonist, or pre-treatment with dexamethasone (1 mg / mL / Kg), prevented the mechanical hyperalgesia measured 3 hours after the administration of carrageenan (300 µg / paw) in the rat's hind paw. The administration of ??meATP (50 µg /paw) induced mechanical hiperalgesia 1 hour, but not 3 hours, after its administration, which also was prevented by dexamethasone or A317491. Sub-threshold doses of PGE2 (4 ng / paw) or dopamine (0.4 µg / paw) that do not induce hyperalgesia by themselves, induced maximal hyperalgesia, 3 hours after, when administrated Just following ??meATP or carrageenan in rats treated with dexamethasone. These hyperalgesic states ("priming") revealed by sub-threshold doses of PGE2 or dopamine were prevented by A317491 or treatment with ganglionar administrations (DRG-L5) of ODN antisense, but not ODN mismatch, against P2X3 receptor (40 µg /5µL once a day for 4 days). ODN antisense, but not ODN mismatch reduced the expression of P2X3 receptors in the saphenous nerve and in DRG-L5. To verify whether PKC? mediates this hyperalgesic state, PKC? translocation inhibitor (1 µg/paw) was administrated in peripheral tissue 45 min. before ??meATP or PGE2 (100 ng/paw). PKC? inhibitor inhibited the hyperalgesic state induced by ??meATP ("priming"), but not the mechanical hyperalgesia induced by PGE2 (100 ng/paw). Briefly, the findings of this study suggest that the inflammatory hyperalgesia depends on neuronal activation of P2X3 receptor and the subsequent PKC? translocation, which increases the susceptibility of primary afferent neurons (priming) to others inflammatory mediators such as PGE2 and symphatetic amines / Mestrado / Fisiologia / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Elenice Aparecida de Moraes Ferrari / Disertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-13T18:30:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dias_ElayneVieira_M.pdf: 1520883 bytes, checksum: 05673dcedfdc35b300eb07144edbd5bb (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O condicionamento clássico aversivo é utilizado para investigar os mecanismos celulares e moleculares na formação da memória em diferentes espécies de animais. Estes envolvem processos sinápticos que desencadeiam mecanismos de sinalização intracelular com ativação de diferentes quinases em momentos específicos. A ativação da PKC é um dos mecanismos moleculares da plasticidade sináptica subjacente à formação de memória. O presente trabalho investigou o envolvimento da PKCá/âIl no condicionamento clássico aversivo em pombos. No Experimento 1, o inibidor da PKC, calfostina C foi administrado i.c.v. em um grupo de pombos (GCdCa, n=6; 5ml de solução 60mg/ml, DMSO 2%), 1h antes do condicionamento. Outro grupo recebeu veículo (GCdVe, n=5; DMSO 2% em salina). A sessão de condicionamento teve 20 min de duração e 3 pareamentos som-choque (treino). O teste ao contexto ocorreu 24h após o treino. O Experimento 2 usou grupos de pombos expostos ao contexto experimental (GCC), som e choque não pareados (GCR) ou som-choque pareados (GCd) para investigar a ativação da PKCá/âII no hipocampo 2h após o treino, por meio de Western blot. No Experimento 3, grupos de pombos não treinados (GC, n=6) ou sacrificados em diferentes tempos após o treino - G1min (n=6), G1h (n=6), G2h (n=6) e G24h (n=6) - foram utilizados para investigar o curso temporal da ativação da PKCá/âII e da fosforilação do substrato da PKC, GAP-43, no hipocampo. Todas as sessões foram gravadas em vídeo para posterior análise dos dados comportamentais. No Experimento 1 o GCdCa teve menor expressão da resposta condicionada de congelamento (freezing) ao contexto em comparação ao GCdVe (p<0,05), indicando que a administração da calfostina C prejudicou a memória aversiva contextual. Não ocorreram diferenças significativas na ativação da PKC á/âII entre os diferentes grupos (Experimentos 2 e 3;p>0,05), mas houve maior imuno-marcação da GAP-43 fosforilada no G1min quando comparado ao GC (Experimento 3; p<0,05). Esses dados indicam o envolvimento da PKC em mecanismos de aprendizagem e memória aversiva em pombos, e sugerem que outras isoformas além da PKCá/âII podem participar desses processos. / Abstract: The classical aversive conditioning is used to investigate cellular and molecular mechanisms of memory formation in different animal species. Those mechanisms involve synaptic processes that trigger intracellular signaling with activation of different kinases at specific time points. The PKC activation is one of the molecular mechanisms of synaptic plasticity underlying memory. This study investigated the involvement of PKCá/âIl in classical aversive conditioning in pigeons. In Experiment 1, the PKC inhibitor, calphostin C was administered i.c.v. in one group of pigeons (GCdCa, n=6; 5ml solution 60mg/ml, DMSO 2%), 1h before the conditioning. Another group received vehicle (GCdVe, n=5; DMSO 2% in saline). The session of conditioning had 20 min duration and 3 tone-shock pairings (training). The test to the context occurred 24h after training. Experiment 2 investigated with Western blot analysis the PKCá/âII activation in the hippocampus 2h after the training in groups of pigeons that were exposed to unpaired (GCR) or paired (GCd) tone-shock presentations or to the experimental context only (GCC). In Experiment 3, groups of pigeons naive (GC, n=6) or sacrificed at different times after the training - G1min (n=6), G1h (n=6), G2h (n=6) and G24h (n=6) - were used to investigate the time course of the PKCá/âII activation and phosphorylation of PKC substrate, GAP-43, in the hippocampus. All sessions were video recorded for analysis of behavioral data. In Experiment 1 GcdCa had lower expression of conditioned freezing response to the context in comparison to GCdVe (p<0.05), indicating that calphostin C administration impaired contextual aversive memory. No significant differences in the PKCá/âII activation were observed among the groups (Experiments 2 and 3; p>0.05) but the immunolabeling of phosphorylated GAP-43 in G1min was higher as compared to GC (Experiment 3; p<0.05). These data indicate the involvement of PKC in mechanisms of aversive learning and memory in pigeons and suggest that other isoforms besides PKCá/âII may play a role in those processes. / Mestrado / Fisiologia / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Apesar dos grandes avanços na produção in vitro (PIV) de embriões bovinos, a produção de blastocistos se mantém ainda aquém do observado in vivo, indicando que melhorais ainda são necessárias no processo de PIV. A competência para o desenvolvimento de oócitos tem sido relacionada, entre outros fatores, à interrupção do período de capacitação. Foi sugerido que o bloqueio meiótico poderia permitir ao oócito um tempo adicional para adquirir a competência. Embora ainda não se tenha melhorado o desenvolvimento embrionário com esse procedimento, o bloqueio meiótico com inibidores de cinases dependentes de ciclinas (CDK), como a butirolactona I (BLI), pode ser uma ferramenta útil na compreensão do desenvolvimento do oócito. O presente trabalho teve por objetivo averiguar o efeito da inibição de CDK com BLI, para bloquear temporariamente a retomada da meiose, sobre fatores que controlam o ciclo celular meiótico de oócitos bovinos. Oócitos bovinos obtidos de abatedouros foram bloqueados em vesícula germinativa (VG) in vitro com 10 µM de BLI por 24 h (BVG - bloqueado imaturo). Parte desses oócitos foi depois maturada in vitro por mais 24 h (BMII - bloqueado maturado). Como controles foram utilizados oócitos recém-aspirados dos folículos (VG - controle imaturo) ou maturados in vitro sem bloqueio meiótico prévio (MII - controle maturado). Os diferentes grupos de oócitos foram avaliados quanto a: 1) expressão de RNAm dos componentes do MPF (p34cdc2 e ciclina B1) e da MAPK; 2) expressão das proteínas do MPF (p34cdc2 e ciclina B1) e MAPK (p44 e p42); 3) atividade das proteínas MPF e MAPK durante a maturação in vitro de oócito submetidos ou não ao bloqueio da meiose pré-maturação e 4) a localização subcelular das proteínas p34cdc2, ciclina B1 e MAPK nos oócitos. Foi observado que: 1) a abundância relativa do RNAm de p34cdc2 e MAPK reduziu-se com a maturação, enquanto a ciclina B1 menteve-se estável; o bloqueio meiótico manteve o mesmo padrão de acordo com o estádio de maturação; 2) as proteínas de p34cdc2 e MAPK mantiveram-se estáveis durante a maturação, enquanto a ciclina B1 não foi detectada em oócitos imaturos e o foi nos maturados; o bloqueio meiótico também manteve a expressão das proteínas de acordo com o estádio de maturação; 3) as atividades de MPF e MAPK foram pouco afetadas pelo bloqueio meiótico; 4) as proteínas foram todas detectadas no citoplasma dos oócitos imaturos (bloqueados ou não) e maturados (bloqueados ou não), sendo apenas a p34cdc2 também localizada no núcleo de oócitos imaturos (bloqueados ou não). Diante dos resultados conclui-se que o bloqueio da meiose mantém o mesmo padrão de expressão, atividade e localização subcelular do MPF e da MAPK em oócitos imaturos e maturados, sugerindo que a tradução das mensagens, a ativação das cinases e a distribuição das proteínas foram controladas de acordo com o estádio da meiose, não sendo afetadas pelo bloqueio. / Although there have been great improvements in in vitro production (IVP) of bovine embryos, blastocyst production is still beyond that observed in vivo, indicating that more improvements are necessary in the IVP system. Developmental competence of oocytes has been related to, among other factors, the interruption in oocyte capacitation. Is has been suggested that meiosis block would allow the oocyte additional time to acquire competence. Although this procedure has not been successful in increasing embryo development, meiosis block with cyclin dependent kinase (CDK) inhibitors, such as butyrolactone I (BLI) can be a useful tool to study oocyte development. The present study aimed to assess the effects CDK inhibition with BLI, to temporarily block meiosis resumption, on factors involved in meiosis cell cycle control in bovine oocytes. Oocytes, obtained form slaughterhouse ovaries, were maintained in germinal vesicle (GV) arrest in vitro with 10 µM BLI for 24 h (BVG - blocked immature). A part of these oocytes was matured in vitro for another 24 h (BMII - blocked and matured). As controls, oocytes were also assessed soon after follicle aspiration (GV -immature control) or matured in vitro for 24 h without prior meiosis block (MII - matured control). The different groups of oocytes were assessed for: 1) mRNA expression for the MPF components (p34cdc2 and cyclin B1) and MAPK; 2) expression of MPF (p34cdc2 and cyclin B1) and MAPK (p44 and p42) proteins; 3) MPF and MAPK activities during maturation of oocytes submitted or not to prematuration meiosis block and 4) p34cdc2, cyclin B1 and MAPK subcellular localization within oocytes. During the study it was observed that: 1) relative abundance of p34cdc2 and MAPK mRNA was reduced after maturation, while cyclin B1 mRNA remained stable; meiosis block maintained the same pattern according to maturation stage; 2) p34cdc2 and MAPK proteins remained stable after maturation while cyclin B1 protein was undetected in immature oocytes and detected in the matured ones; meiosis block also maintained the same protein expression according to maturation stage; 3) MPF and MAPK activities were little affected by meiosis block and 4) all proteins were detected in the cytoplasm of immature (blocked or not) and matured (blocked or not) oocytes, and only showed a specific nuclear localizations in immature oocytes (blocked or not). According to the results it may be concluded that meiosis block maintained the same pattern of MPF and MAPK expression, activity and subcellular localization in immature and matured oocytes, suggesting that mRNA translation, kinase activation and protein distribution were controlled according to the maturation stage and were not affected by meiosis block.

Doctorat en Sciences médicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished

DL-2-Amino-4-phosphonobutyric acid, an isostere of phosphoserine, was incorporated into the heptapeptide sequence, Leu-Arg-Arg-Ala-(DL-2-amino-4-phosphonobutyric acid)-Leu-Gly, for kinetic mechanistic studies of the cAMP-dependent protein kinase. To block the phosphono hydroxyl groups, methyl, ethyl and 4nitrobenzyl esters were studied as possible protecting groups. The phosphono diethyl ester of the N-Fmoc-protected amino acid was utilized in the synthesis of the heptapeptide. Two configurational forms of the protected peptide were obtained and were separated by C18-reverse phase HPLC. Characterization of the two isomeric forms was accomplished by 3 1P NMR, 1H NMR, 13C% NMR and amino acid analysis. The protecting groups of the isomeric phsophonopeptides were removed by HBr/AcOH and purified by cation exchange HPLC. Both phosphonopeptides were found to be inhibitors of the cAMP-dependent protein kinase, having Ki values of 0.6 mM (peptide A) and 1.9 mM (peptide B).