Einleitung: Es ist wenig darüber bekannt, wie sich das antioxidative System von Kälbern nach der Geburt entwickelt, welche Faktoren darauf Einfluss nehmen und wie sich antioxidative Parameter in ihren Aktivitäten resp. Konzentrationen unter physiologischen Bedingungen verändern. Zielstellung: Ziel dieser Arbeit war es zum einen die altersabhängige Entwicklung antioxidativer Parameter bei gesunden Kälbern und Jungrindern bis zum 18. Lebensmonat zu verfolgen und zum anderen zu evaluieren, ob bei metabolisch gering belasteten Jungrindern jahreszeitliche Differenzen bezüglich Superoxiddismutase (SOD), Glutathionperoxidase (GPX) und Trolox Equivalent Antioxidative Capacity (TEAC) bestehen. Material und Methoden: Es wurden gesunde weibliche Kälber bzw. Jungrinder der Rasse Holstein Friesian / Deutsche Schwarzbunte aus drei Betrieben am 1. (n = 33) und 7. (n = 31) Tag sowie im 1. (n = 33), 3. (n = 33), 6. (n = 5), 9. (n = 5), 12. (n = 32) und 18. (n = 31) Monat post natum (p. n.) klinisch und labordiagnostisch untersucht. Weiterhin wurden in einem Betrieb während eines Jahres im September, November, Januar, März, Mai und Juli jeweils 6 gesunde weibliche Jungrinder, die zum Untersuchungszeitpunkt 12 Monate alt waren, kontrolliert. Die Tiere wurden im Stall in Anbindehaltung gehalten, ausgenommen der im Mai in Weidehaltung untersuchten Tiere. Analysiert wurden im Blut die antioxidativen Parameter SOD, GPX und TEAC, der Hämatokrit (Hkt) und die Stoffwechselparameter Gesamtprotein, Albumin, Bilirubin, Haptoglobin, Harnstoff, Cholesterol, ß-Hydroxybutyrat (BHB), AST, AP, GLDH, CK, Ca, anorganisches Phosphat (Pi) und Fe. Ergebnisse: Ein betrieblicher Einfluss war statistisch nicht nachweisbar. Vom 1. Tag bis zum 18. Monat p. n. zeigten die antioxidativen Parameter SOD, GPX und TEAC einen gleichartigen Verlauf mit einem kontinuierlichen Anstieg bis zum 6. Monat p. n.. Die GPX-Aktivitäten stiegen von 50-80 U/ml Hkt am 1. Tag p. n. auf 100-190 U/ml Hkt im 6. Monat p. n. an. Die niedrigsten Aktivitäten (p<0,05) bestanden am 1. und 7. Tag (62-90 U/ml Hkt) p. n.. Die SOD-Aktivitäten am 1. (4500-5600 U/g Hb) und 7. Tag (4600-5450 U/g Hb) p. n. waren niedriger als im 1. (5400-6800 U/g Hb) und 3. Monat (5600-7800 U/g Hb) p. n. (p<0,05). Der Anstieg der TEAC-Konzentration vom 1. Tag p. n. (220-290 µmol/l) zum 6. Monat p. n. (260-340 µmol/l) war nicht signifikant. Nach dem 6. Monat p. n. fielen die Akti-vitäten resp. Konzentrationen ab, wobei die SOD-Aktivitäten mit 12 (4000-5000 (U/g Hb) und 18 Monaten (3700-5000 U/g Hb) p. n. signifikant niedriger waren als im 1. und 3. Mo-nat p. n.. Die GPX-Aktivitäten lagen mit 12 (118-152 U/ml Hkt) und 18 Monaten (105-150 U/ml Hkt) p. n. signifikant über denen der ersten Lebenswoche. Die TEAC-Konzentrationen waren im 12. Monat p. n. mit 260-320 µmol/l größer als vom 1. Tag bis zum 1. Monat (240-280 µmol/l) p. n. (p<0,05). Die SOD, GPX und TEAC korrelierten außer mit 9 Monaten p. n. zu allen Untersuchungszeitpunkten signifikant positiv. Für AST, AP, CK und Bilirubin wurden am 1. Tag p. n. die signifikant höchsten Aktivitäten resp. Konzen-trationen ermittelt, für Haptoglobin am 7. Tag p. n.. Gesicherte Korrelationen bestanden zwischen Albumin, Bilirubin und der TEAC, zwischen BHB und TEAC, GPX sowie SOD außerdem zwischen Ca und Pi. Im Jahresverlauf waren die GPX-Aktivitäten im September und Januar mit 73-103 U/ml Hkt niedriger als von März bis Juli mit 104-142 U/ml Hkt (p<0,05). Erniedrigte TEAC-Konzentrationen wurden besonders im Januar (272-302 µmol/l) und signifikant im März (265-299 µmol/l) gegenüber September und November (319-345 µmol/l) ermittelt. Die SOD-Aktivitäten differierten nicht gesichert. GPX und SOD korrelierten im ganzen Jahr gesichert, TEAC und SOD außer im Januar ebenfalls, GPX und TEAC nur im November, März, Mai und Juli. Die Stoffwechselparameter befanden sich im physiologischen Bereich, mit Ausnahme von Harnstoff im November und Juli sowie Pi im Mai. Schlussfolgerungen: Es wird geschlussfolgert, dass das antioxidative System der neu-geborenen Kälber zur Geburt noch unreif ist und sich bis zum sechsten Monat p. n. stabilisiert. Die durch den Abbau des fetalen Hämoglobins und die Vormagenentwicklung vermehrt entstehenden ROS tragen zu einer weiteren Aktivitäts- resp. Konzentrationssteigerung der antioxidativen Parameter bis zu einem Maximum im 6. Monat p. n. bei. Danach stellt sich ein Gleichgewicht zwischen Pro- und Antioxidantien ein. Auf die GPX-Aktivitäten und TEAC-Konzentrationen konnte ein jahreszeitlicher Einfluss bei Jungrinden ermittelt werden.

A mancha-marrom de Alternaria causada pelo fungo Alternaria alternata f.sp. citri patótipo \"tangerina\" é uma das principais doenças que acometem a cultivo de tangerinas (Citrus reticulata) e alguns de seus híbridos. A infecção ocorre principalmente em folhas e frutos jovens que senescem prematuramente. Para realização de estudos com a finalidade de obtenção de cultivares resistentes, ou para a compreensão dos processos de interação planta-patógeno, é necessária a produção massal de esporos in vitro. Este trabalho, no primeiro momento, buscou desenvolver um método eficaz de obtenção de esporos do fungo em meio de cultura. Para isso, comparou os efeitos de diferentes meios de cultura (BDA e CaCO3-A) e tipos de iluminação (LED e NUV). Além do número de esporos, características como germinação, pigmentação, formação de apressórios e patogenicidade foram avaliadas. Descobriu-se que o melhor método de produção de esporos consistiu da manutenção de colônias em meio CaCO3-A por 3 dias sob LED e em seguida por 4 dias sob NUV, com fotoperíodo de 12 h. A partir de então, no segundo momento, realizaram-se testes com técnicas de microscopia e bioquímica fitopatológica para analisar a interação entre o patógeno e folhas das cultivares suscetíveis Ponkan e Murcott e da resistente Fremont. Notou-se por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV) que, independentemente da cultivar, o fungo germinou sobre as folhas, formou apressórios e entrou em cavidades estomáticas. Não foi observada, porém, a colonização de tecidos por meio de microscopia de luz. As cultivares suscetíveis responderam à inoculação com acúmulo de peróxido de hidrogênio e reação de hipersensibilidade. A cultivar resistente, por sua vez, não apresentou reação de hipersensibilidade e aumentou a síntese de enzimas relacionadas ao estresse oxidativo (SOD e CAT) e eliminação de espécies reativas de oxigênio. Como se trata de um fungo necrotrófico capaz de detoxificar espécies reativas de oxigênio, presumiu-se que a reação de hipersensibilidade e a morte celular nas cultivares suscetíveis favorecem a infecção e colonização do patógeno, enquanto que na cultivar resistente a ausência de morte celular e detoxificação de espécies reativas de oxigênio podem estar envolvidas na sua capacidade de defesa. Nas cultivares suscetíveis, verificou-se, por meio de microscopia eletrônica de transmissão (MET), plasmólise e fragmentação de membranas plasmáticas, local indicado como sítio de ação da toxina ACT produzida pelo patógeno. As células da cultivar resistente não apresentaram plasmólise ou alterações nas membranas plasmáticas em decorrência da inoculação do patógeno. / Alternaria brown spot caused by Alternaria alternate f.sp. citri pathotype \"tangerine\" is a important disease that affects tangerine (Citrus reticulate), and some of its hybrids. The infection happens mainly in young leaves and fruits and may cause premature senescence of tissues. To carry out studies in order to obtain resistant cultivars, or to understand the processes of plant-pathogen interaction, it is necessary abundant in vitro spores production. This work, in the first moment, aimed to develop an efficient method for in vitro spore production of the fungus. It was compared the effects of different culture media (BDA and CaCO3-A) and light (LED and NUV). Besides the number of spores, characteristics such as germination, pigmentation, apressoria formation and pathogenicity were investigated. It was found that the best method of spore production consisted of maintaining colonies on CaCO3-A medium for 3 days under LED and then for 4 days under NUV, with photoperiod of 12 h. Thus, in the second moment, assays were carried out using microscopy and phytopathological biochemistry techniques to analyze the interaction between the pathogen and leaves of the susceptible cultivars Ponkan and Murcott, and the resistant Fremont. It was noted by scanning electron microscopy (SEM) that independently of the cultivar, the fungus germinated on the leaves, formed apressoria and grew into stomatal cavities. However, colonization of tissues was not observed by light microscopy. Susceptible cultivars responded to inoculation with accumulation of hydrogen peroxide and hypersensitivity reaction. The resistant cultivar did not show hypersensitivity reaction, but increased the synthesis of enzymes (CAT and SOD) related to oxidative stress and elimination of reactive oxygen species. As a necrotrophic pathogen able to detoxify reactive oxygen species, it was assumed that the hypersensitivity reaction and cell death in the susceptible cultivars contribute to infection and colonization of the pathogen. On the other hand, the absence of cell death and detoxification of reactive oxygen species verified in the resistant cultivar may be involved on its capacity of defense. Cell plamolysis and plasma membranes fragmentation, indicated as the site of action of the ACT toxin produced by the pathogen, were verified in the susceptible cultivars by transmission electron microscopy (TEM). The cells of the resistant cultivar did not show plasmolysis or alterations in the plasma membranes due to pathogen inoculation.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents the synthesis and characterization of copper complexes that mimic the activity of the superoxide dismutase enzyme, which operates in the elimination of reactive oxygen species or in the activation of hydrogen peroxide. In the synthesis, the ligands used were obtained from the condensation of pyridoxal hydrochloride with substituted anilines possessing different halogens. Subsequently, a method was employed which enabled the quantification of antioxidant/pro-oxidant activity in order to find a correlation between the influence of the coordination geometry and the halogen position on the catalytic activity. In this study, the following thirteen compounds were synthesized: [Cu(Pyridoxal-H-aniline)2]Cl2·2H2O (C1), [Cu(Pyridoxal-2-F-aniline)2] (C2), [Cu(Pyridoxal-2-Cl-aniline)2] (C3), [Cu(Pyridoxal-2- Br-aniline)2] (C4), [Cu(Pyridoxal-2-I-aniline)2] (C5), [Cu(Pyridoxal-3-F-aniline)2] (C6), [Cu(Pyridoxal-3-Cl-aniline)2] (C7), [Cu(Pyridoxal-3-Br-aniline)2] (C8), [Cu(Pyridoxal-3- l-aniline)2] (C9), [2Cu(Pyridoxal-4-F-aniline)2] (C10), [2(Cu(Pyridoxal-4-Cl-aniline)2)] (C11), [2(Cu(Pyridoxal-4-Br-aniline)2)] (C12), and [2(Cu(Pyridoxal-4-I-aniline)2)] (C13). The methodology used to quantify the mimetic activity of the superoxide dismutase antioxidant was the photoreduction of NBT, and in the case of quantification of the peroxidase, a phenol oxidation method, using 4- aminoantipyrineas the indicator, was analyzed. The results showed that the mimetic compounds exhibit high activity levels of the superoxide dismutase and peroxidase enzymes. / Este trabalho apresenta a síntese e caracterização de complexos de cobre que mimetizam a atividade catalítica da enzima superóxido dismutase ou no processo de ativação de peróxido de hidrogênio. Na síntese dos complexos, foram utilizados ligantes obtidos a partir da condensação do cloridrato de piridoxal com anilinas substituídas com diferentes halogênios. Mais tarde, foram aplicadas metodologias para a quantificação da atividade antioxidante / pró-oxidante buscando uma correlação entre a influência da geometria de coordenação, bem como a posição dos átomos de halogênio sobre a atividade catalítica. Neste estudo, foram sintetizados os treze compostos seguintes: [Cu(Piridoxal-H-anilina)2]Cl2·2H2O (C1), [Cu(Piridoxal-2-F-anilina)2](C2), [Cu(Piridoxal-2-Cl-anilina)2](C3), [Cu(Piridoxal-2-Branilina) 2](C4), [Cu(Piridoxal-2-I-anilina)2] (C5), [Cu(Piridoxal-3-F-anilina)2] (C6), [Cu(Piridoxal-3-Cl-anilina)2] (C7), [Cu(Piridoxal-3-Br-anilina)2](C8), [Cu(Piridoxal-3-lanilina) 2] (C9), [2Cu(Piridoxal-4-F-anilina)2](C10), [2(Cu(Piridoxal-4-Clanilina) 2)](C11), [2(Cu(Piridoxal-4-Br-anilina)2)](C12),[2(Cu(Piridoxal-4-Ianilina) 2)](C13). A metodologia utilizada para quantificar a atividade mimética antioxidante da enzima superóxido dismutase foi a da fotorredução de NBT, e, no caso da quantificação da peroxidase foi usado o método de oxidação de fenol, utilizando como indicador a 4-aminoantipirina. Os resultados indicam que os compostos miméticos exibem uma elevada atividade da enzima superóxido dismutase, bem como peroxidase.

The proposed dissertation presents the synthesis, characterization and mimetic application of complexes containing metals cations of the first transition series like CuII, NiII, MnII and FeIII. As starting materials have been used as only aminic precursor the tripodal ligand TREN tris(2-aminoethyl)amine followed by different compounds containing an aldehyde function, among then the biologic active shape of B6 vitamin, the pyridoxal, in hydrochloride. The ligands used in complexation rise by reaction of condensation among listed reagents, forming Schiff bases, which are much important in the coordination sphere of synthetized complexes. The metallic salts used on the synthesis have been used in hydrated perchlorate shape. The molecular formulas of synthetized complexes in this paper are C1[Cu(C21H24N4].(ClO4)2; C2[Cu(C24H27N7].(ClO4)2; C3[Cu(C21H26O3N4)(H2O)].(ClO4)2; C4[Cu4(C60H80N14O15(H2O)2].(ClO4).(H2O)2; C5[Cu(C15H22N2O2)].(ClO4); C6Ni(C22H30N6O4)].(H2O)7; C7[Mn(C30H38N7O6].(ClO4).(H2O) e C8[Fe(C30H36N7O6)].(H2O). Structural analysis of the eight synthetized complexes are recorded in solid state by xray diffraction on monocrystal. For superoxide dismutation tests (mimetic activity to SOD enzyme) was performed by measurements on the visible and ultraviolet region. Further, it has been conducted auxiliary analyses of characterization like cyclic voltammetry, infrared and UVVis spectroscopy, for all compounds. The cytotoxicity of the first three synthesized complexes were evaluated against the Caenorhabditis elegans in vivo. / A dissertação proposta apresenta a síntese, a caracterização e a aplicação mimética de complexos contendo cátions metálicos da primeira série de transição como CuII, NiII, MnII e FeIII. Como materiais de partida utilizou-se como único precursor amínico o ligante tripodal TREN tris(2-aminoetil)amina seguido de diferentes compostos contendo a função aldeído, entre eles a forma biologicamente ativa da vitamina B6, o piridoxal, em forma de cloridrato. Os ligantes utilizados na complexação formam-se pela reação de condensação entre os reagentes supracitados formando bases de Schiff, as quais são de importância fundamental na esfera de coordenação dos complexos sintetizados. Os sais metálicos utilizados na síntese foram usados na forma de percloratos hidratados. As fórmulas moleculares dos complexos sintetizados neste trabalho são: C1[Cu(S3C21H24N4].(ClO4)2; C2[Cu(C24H27N7].(ClO4)2; C3[Cu(C21H26O3N4)(H2O)].(ClO4)2; C4[Cu4(C60H80N14O15)(H2O)2].(ClO4).(H2O)2; C5[Cu(C15H22N2O2)].(ClO4); C6[Ni(C22H30N6O4)].(H2O)7; C7[Mn(C30H38N7O6].(ClO4).(H2O) e C8[Fe(C30H36N7O6)].(H2O). Análises estruturais dos 8 complexos sintetizados foram feitas no estado sólido por difração de raios X em monocristal. Para os testes de dismutação do superóxido (atividade mimética à enzima SOD) foram realizadas medidas de absorção na região de ultravioleta e visível. Além disso, foram feitas análises auxiliares de caracterização como voltametria cíclica, espectrometria na região do UV-Vis e infravermelho. A citotoxidade dos três primeiros complexos sintetizados foram avaliadas frente à Caenorhabditis elegans in vivo.

Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2017-06-06T14:46:41Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3774616 bytes, checksum: 0876fb49507ce01bcd8d4756cb29ba71 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-06T14:46:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3774616 bytes, checksum: 0876fb49507ce01bcd8d4756cb29ba71 (MD5) Previous issue date: 2016-09-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The superoxide anion is among the reactive oxygen species closely related to physiopathological states associated with oxidative stress. The physiological superoxide levels are controlled in vivo by the superoxide dismutase enzymes (SOD). Pentacationic Mn porphyrins derived from 2-N-alkylpyridylporphyrins have been explored as potent SOD mimics and efficient redox modulators of oxidative stress. The in vivo efficiency of these compounds is related with their intrinsic catalytic activity, lipophilicity, bioavailability, and toxicity. The present study describes the synthesis of two A3B-type neutral porphyrins of low symmetry (A = 2-pyridyl, B = 3-methoxy-4-hydroxyphenyl or 3,4-dimethoxyphenyl), the methylation of these compounds to yield tricationic porphyrins and the preparation of the corresponding tetracationic Mn(III) porphyrins; overall, 8 new compounds are described: 5-(3-methoxy-4-hydroxyphenyl)-10,15,20-tris(2-pyridyl)porphyrin (H2VanTri-2-PyP), 5-(3,4-dimethoxyphenyl)-10,15,20-tris(2-pyridyl)porphyrin (H2MVanTri-2-PyP), 5-(3-methoxy-4-hydroxyphenyl)-10,15,20-tris(N-methylpiridinium-2-yl)porphyrin chloride (H2VanTriM-2-PyPCl3), 5-(3,4-dimethoxyphenyl)-10,15,20-tris(N-methylpiridinium-2-yl)porphyrin chloride (H2MVanTriM-2-PyPCl3), 5-(3-methoxy-4-hydroxyphenyl)-10,15,20-tris(2-pyridyl)porphinatomanganese(III) (MnVanTri-2-PyPCl), 5-(3,4-dimethoxyphenyl)-10,15,20-tris(2-pyridyl)porphinatomanganese(III) chloride (MnMVanTri-2-PyPCl), 5-(3-methoxy-4-hydroxyphenyl)-10,15,20-tris(N-methylpiridinium-2-yl)porphinatomanganese(III) chloride (MnVanTriM-2-PyPCl4) and 5-(3,4-dimethoxyphenyl)-10,15,20-tris(N-methylpiridinium-2-yl)porphinatomanganese(III) chloride (MnMVanTriM-2-PyPCl4). The spectroscopic, electrochemical properties and lipophilicity of all compounds were compared with A4-type 2-N-pyridyl porphyrin analogues. The monocationic compounds MnVanTri-2-PyP+ and MnMVanTri-2-PyP+ showed too low Mn(III)/Mn(II) reduction potential incompatible with superoxide dismuting activity, whereas the tetracationic complexes MnVanTriM-2-PyP4+ and MnMVanTriM-2-PyP4+ showed potential values suitable for the development these compounds as SOD mimics based on structure-activity relationships reported for analogous systems. The lipophilicity of MnVanTriM-2-PyP4+ and da MnMVanTriM-2-PyP4+ suggests promising bioavailability for in vitro and in vivo testing. / O ânion radical superóxido constitui uma das espécies reativas de oxigênio intimamente relacionada a estados fisiopatológicos associados ao estresse oxidativo. Os níveis fisiológicos do superóxido são controlados in vivo pelas enzimas Superóxido Dismutases (SOD). Mn-porfirinas pentacatiônicas derivadas das 2-N-alquilpiridilporfirinas têm se destacado como mímicos potentes das enzimas SOD e, por sua vez, potentes moduladores redox de estresse oxidativo. A eficiência in vivo destes compostos está relacionada à atividade catalítica intrínseca, à lipofilicidade, à biodisponibilidade e à toxicidade. No presente estudo, descreve-se a síntese de 2 porfirinas neutras de baixa simetria do tipo A3B (A = 2-piridil, B = 3-metoxi-4-hidroxifenil ou 3,4-dimetoxifenil), a metilação destes compostos para obtenção de porfirinas tricatiônicas e a preparação das Mn(III) porfirinas tetracatiônicos correspondentes; ao todo são descritos 8 compostos inéditos: 5-(3-metoxi-4-hidroxifenil)-10,15,20-tris(2-piridil)porfirina (H2VanTri-2-PyP), 5-(3,4-dimetoxifenil)-10,15,20-tris(2-piridil)porfirina (H2MVanTri-2-PyP), cloreto de 5-(3-metoxi-4-hidroxifenil)-10,15,20-tris(N-metilpiridinio-2-il)porfirina (H2VanTriM-2-PyPCl3), cloreto de 5-(3,4-dimetoxifenil)-10,15,20-tris(N-metilpiridinio-2-il)porfirina (H2MVanTriM-2-PyPCl3), cloreto de 5-(3-metoxi-4-hidroxifenil)-10,15,20-tris(2-piridil)porfirinatomanganês(III) (MnVanTri-2-PyPCl), cloreto de 5-(3,4-dimetoxifenil)-10,15,20-tris(2-piridil)porfirinatomanganês(III) (MnMVanTri-2-PyPCl), cloreto de 5-(3-metoxi-4-hidroxifenil)-10,15,20-tris(N-metilpiridinio-2-il)porfirinatomanganês(III) (MnVanTriM-2-PyPCl4) e cloreto de 5-(3,4-dimetoxifenil)-10,15,20-tris(N-metilpiridinio-2-il)porfirinatomanganês(III) (MnMVanTriM-2-PyPCl4). As propriedades espectroscópicas, eletroquímicas e de lipofilicidade de todos os compostos foram comparadas com os derivados das 2-N-piridilporfirinas análogas do tipo A4. Os complexos monocatiônicos MnVanTri-2-PyP+ e MnMVanTri-2-PyP+ apresentam potenciais de redução Mn(III)/Mn(II) muito baixos para catalisarem a dismutação do superóxido, enquanto os complexos tetracatiônicos MnVanTriM-2-PyP4+ e MnMVanTriM-2-PyP4+ apresentaram potenciais apropriados para o desenvolvimento de mímicos SOD com base nas relações estrutura-atividade reportadas para sistemas correlatos. A lipofilicidade da MnVanTriM-2-PyP4+ e da MnMVanTriM-2-PyP4+ sugere que os compostos têm biodisponibilidade promissora para testes in vitro e in vivo.

Les espèces réactives de l'oxygène (ROS) sont produites en continu dans tous les organismes aérobies et sont impliquées dans la signalisation cellulaire, les défenses contre les pathogènes, mais aussi le stress oxydant. Ce dernier correspond à un déséquilibre entre la production des ROS et leur prise en charge par les défenses anti-oxydantes de la cellule. Le stress oxydant est associé à de nombreuses pathologies, notamment les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (MICI). Parmi les métallo-enzymes qui contrôlent la concentration en ROS, les superoxide dismutases (SOD) jouent un rôle essentiel. Ces enzymes sont responsables de la régulation du superoxyde le premier ROS produit lors de la réduction du dioxygène. Dans ces travaux, des complexes de Mn(II) mimant l'activité de la Mn-SOD (SODm) ont été conçus en utilisant une approche biomimétique. Leur intérêt pour limiter le stress oxydant et l'inflammation dans un modèle cellulaire des MICI a été examiné. En particulier, leur activité biologique a été étudiée au vu de leurs propriétés physico-chimiques et de leur biodisponibilité. Les résultats obtenus avec un complexe parent ont mené à la conception d'une deuxième génération de SODm couplés à une sonde multimodale, à des peptides pénétrants, ou à des peptides adressant aux mitochondries. L'étude du complexe parent fonctionnalisé par des peptides polyarginines a démontré l'influence de charges positives portées par le ligand sur la constante de vitesse. Dans la continuité de l'approche biomimétique développée ici, la conception de SODm de novo est présentée et constitue un premier pas vers l'imitation de l'influence de la seconde sphère de coordination. / Reactive oxygen species (ROS) are produced continuously in all aerobic organisms and are involved in cell signaling, defenses against pathogens, but also oxidative stress. This latter corresponds to an imbalance between ROS production and their consumption by the antioxidant defenses of the cell. Oxidative stress is associated with numerous pathologies, such as inflammatory bowel diseases (IBD). Among the metalloenzymes controlling the concentration of ROS, superoxide dismutases (SOD) play a crucial role. These enzymes are responsibles for the regulation of superoxide, the first ROS produced by the reduction of oxygen. In this work, Mn(II) complexes mimicking the activity of the Mn-SOD (SODm) were designed using a biomimetic approach. Their relevance to limit oxidative stress and inflammation in a cellular model of IBD was investigated. In particular, their biological activity was studied in light of their physico-chemical properties and of their bioavailability. The results obtained with a parent complex led to the design of a second generation of SOD mimics conjugated with a single core multimodal probe, cell-penetrating peptides, or mitochondria-penetrating peptides. An effect of electrostatic interactions on the catalytic rate constant of the parent complex functionalized with polyarginines peptides was demonstrated, similarly to what is observed for the enzyme. In the continuity of the biomimetic approach envisioned here, the design of de novo SOD mimics is presented and constitutes a first step toward the mimicry of second sphere influence.

La mucoviscidose est la maladie génétique la plus fréquente dans la population caucasienne. Le genre Scedosporium se situe au deuxième rang parmi les champignons filamenteux isolés des expectorations dans ce contexte. Au niveau pulmonaire, les colonisations/infections entraînent le recrutement de phagocytes qui induisent un stress oxydatif normalement délétère pour les pathogènes. Pour se défendre, ceux-ci ont développé des systèmes antioxydants, notamment diverses enzymes. Ce travail de thèse visait à étudier la réponse au stress oxydatif chez Scedosporium. Tout d’abord, la capacité à germer en présence d’oxydants a été évaluée. Par la suite, trente-trois gènes potentiellement impliqués dans la défense contre le stress oxydatif ont été identifiés. Leur expression en présence d’oxydants et en co-cultures avec des phagocytes suggère un rôle majeur, notamment pour une catalase, une peroxyrédoxine et deux thiorédoxine réductases. Par ailleurs, un mutant défectif pour un gène codant une superoxyde dismutase (SOD) pariétale et spécifique des spores a été produit. L’auranofin, un inhibiteur des thiorédoxine réductases, présente une activité vis-à-vis des Scedosporium et un effet additif avec des triazolés. Un test ELISA a été développé pour le sérodiagnostic des scédosporioses, utilisant une catalase et une Cu/Zn-SOD recombinantes. Ce test sensible et spécifique permet de distinguer les infections à Scedosporium de celles à Aspergillus fumigatus et des colonisations à Scedosporium. Au final, ces résultats indiquent un rôle majeur des enzymes antioxydantes chez Scedosporium, qui pourraient être de véritables facteurs de virulence et donc de nouvelles cibles thérapeutiques. / Cystic fibrosis (CF) is the most common genetic disease in Caucasian populations. The Scedosporium genus ranks the second among the filamentous fungi colonizing the airways of CF patients. In the respiratory tract, colonizations/infections lead to the recruitment of phagocytes which produce an oxidative stress, usually deleterious for pathogens. To defend themselves, pathogens have developed protective antioxidant systems, especially various enzymes. This thesis aimed to study the oxidative stress response in Scedosporium species. First, capacity of several Scedosporium isolates to germinate upon oxidative stress conditions was evaluated. Then, thirty-three genes potentially involved in protection against the oxidative stress were identified. Their overexpression in response to oxidants and in co-cultures with phagocytes suggested a crucial role, especially for one catalase, one peroxiredoxin and the two thioredoxin reductases. A mutant defective for the gene encoding a superoxide dismutase (SOD) anchored to the cell wall and specific for the conidia was produced. Auranofin, a thioredoxin reductase inhibitor, exhibits little anti-Scedosporium activity and an additive effect with triazole drugs. An ELISA was developed for serodiagnosis of scedosporiosis, using recombinant proteins derived from one catalase and a Cu/Zn-SOD. This sensitive and specific assay allows to differentiate Scedosporium infections from Aspergillus fumigatus infections and Scedosporium colonizations. Finally, these results indicate a crucial role of antioxidant enzymes in Scedosporium species, which could therefore be considered as virulence factors and as possible new therapeutic targets.

Made available in DSpace on 2017-07-21T19:59:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bruna Steckling.pdf: 1617437 bytes, checksum: a310841fa34ee2fb3a59be3ff493fbe8 (MD5) Previous issue date: 2013-03-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Agrochemicals have become necessary to improve crops yields and provide the increasing demand for foods. Nevertheless, pesticides can persist in the environment and be harmful to non target organisms. Mesotrione, the active ingredient of Callisto, is a selective herbicide recommended for pre and post-emergent weed control in corn culture, with high leaching potential, and it has the ability to inhibit the activity of HPPD enzyme, interfering with the synthesis of carotenoids in target plants. The aim of this work was to evaluate the strategies used by the strain Bacillus megaterium Mes13 to avoid toxic effects of Callisto and its active substance, mesotrione, by analyzing the differential expression of antioxidative enzymes, mesotrione degradation, and changes in membrane structure. There were no specific responses from isozymes to herbicides. Catalase activity at Callisto treatment was lower than control, suggestingother mechanisms affecting cellular defense. Lipid peroxidation (MDA), which depends on saturation degree of membrane fatty acids, was lower at Callisto treatment, and changes in bacterial membrane were observed at Callisto treatment, probably protecting membrane against lipid peroxidation. Mesotrione was used neither as C nor N source for growing of Bacillus megaterium, although degradation of mesotrione was higher at minimal medium with no N source, suggesting that herbicide degradation occurs as a cometabolism. Probably the membrane modifications and mesotrione degradation made this bacteria able to tolerate the herbicides at experimental conditions. / O uso de agroquímicos se faz necessário para aumentar a produtividade e suprir a crescente demanda por alimentos. Entretanto, estes químicos podem persistir no meio ambiente e serem danosos aos organismos não-alvo. O mesotrione é um herbicida seletivo indicado para o controle pré e pós-emergente de plantas daninhas na cultura do milho com alto potencial de lixiviação, que apresenta a capacidade de inibir a atividade da enzima 4-hidroxifenil-piruvato-dioxigenase (HPPD), interferindo na síntese de carotenóides. Neste trabalho analisamos três possíveis estratégias utilizadas pela linhagem Bacillus megaterium Mes13 para tolerar o herbicida Callisto e seu princípio ativo, mesotrione: expressão de enzimas antioxidativas, degradação do princípio ativo e modificações na estrutura de lipídeos da célula. Avaliações de atividade e perfil proteico de catalase (CAT) e superóxido dismutase (SOD) foram realizadas para avaliar os possíveis danos gerados pelo contato da bactéria com o herbicida. Nenhuma isoforma específica foi observada em resposta aos tratamentos contendo os xenobióticos e a atividade de CAT foi mais baixa no tratamento contendo Callisto indicando outros possíveis mecanismos de defesa celular. Corroborando estes resultados, as análises de peroxidação lipídica (MDA), que dependem do estado de saturação de lipídeos de membrana, mostraram taxas mais baixas no tratamento com Callisto. Modificações na membrana bacteriana foram observadas nos tratamentos contendo Callisto, o que, possivelmente diminuíram as taxas de peroxidação lipídica. Esta linhagem não utiliza mesotrione como fonte de nitrogênio e carbono, contudo, o processo de degradação do herbicida foi mais eficiente na ausência de Nitrato de Sódio em meio de cultura. A degradação provavelmente se dá por uma enzima inespecífica. Na ausência da fonte primária de nitrogênio, esta linhagem degrada o mesotrione por cometabolismo. Provavelmente as modificações na membrana plasmática aliada a degradação da molécula do xenobiótico conferiram a linhagem capacidade de tolerar a presença dos herbicidas nas condições experimentais testadas. Palavras-chave: SOD, CAT, MDA, Biodegradação de herbicidas, Fonte de nitrogênio, modificações na membrana plasmática.

Canine distemper disease is a severe multisystem disease that affects the respiratory, hemolymphatic, gastrointestinal and neurological systems. The lesions induced by replication of canine distemper virus (CDV) produce an increase in reactive oxygen species (ROS), leading to oxidative stress. The aim of this study was to investigate parameters of oxidative stress by measuring the lipid peroxidation through the thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) and the activity of the enzymes catalase (CAT) and superoxide dismutase (SOD) in dogs naturally infected with distemper virus. In this study we used 33 animals positive for CDV, attended at the Veterinary Hospital of the University of Rio Grande do Sul (UFRGS) and 21 clinically healthy animals were used as control. For the confirmation of the diagnosis RT-PCR (Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction) was performed in samples of rectal swab and/or serum. This study demonstrated a significant difference in lipid peroxidation, SOD and CAT activities in the analyzed groups, suggesting the involvement of oxidative stress in the pathogenesis of the disease. / A cinomose canina é uma doença multissistêmica grave, que afeta os sistemas respiratório, hemolinfático, gastrointestinal e neurológico. As lesões induzidas pela replicação do vírus da cinomose canina (VCC) produzem um aumento das espécies reativas de oxigênio (EROs), que levam a um quadro de estresse oxidativo. O objetivo deste trabalho foi verificar parâmetros de estresse oxidativo através da mensuração da peroxidação lipídica através das substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) e da atividade das enzimas catalase (CAT), superóxido dismutase (SOD) em cães naturalmente infectados com o vírus da cinomose. Neste estudo, foram utilizados 33 animais positivos para o VCC, provenientes do atendimento da rotina do Hospital de Clínicas Veterinárias da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) e 21 animais clinicamente sadios como controle. Para a confirmação do diagnóstico da doença a técnica de RT-PCR (Reação em Cadeia da Polimerase pela Transcriptase Reversa) foi realizada em amostras de swab retal e/ou soro. Este estudo demonstrou que houve diferença significativa na peroxidação lipídica, atividades da SOD e CAT entre grupos analisados, sugerindo o envolvimento do estresse oxidativo na patogênese desta doença.

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