Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2013-12-06T18:22:25Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AnaliseCrescimentoPerfil.pdf: 950043 bytes, checksum: 957110d7532999cebe823348eca5c684 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2013-12-16T13:55:37Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AnaliseCrescimentoPerfil.pdf: 950043 bytes, checksum: 957110d7532999cebe823348eca5c684 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-12-16T13:55:37Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AnaliseCrescimentoPerfil.pdf: 950043 bytes, checksum: 957110d7532999cebe823348eca5c684 (MD5) Previous issue date: 2012 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / O arsênio é um metalóide tóxico que se tornou um problema de saúde pública em todo o mundo. Como forma de reduzir a contaminação ambiental por este metalóide, a qual é proveniente de atividades antropogênicas e naturais, a utilização de microorganismos em processos de biorremediação se tem mostrado uma estratégia promissora. A cianobactéria filamentosa homocitada, Geitlerinema unigranulatum UFV-E01, pertencente à ordem Pseudanabaenales, foi isolada de um ambiente contaminado por arsênio, sugerindo uma habilidade em lidar com o efeito tóxico deste metalóide. Com vista nisso, o presente trabalho objetivou caracterizar a resistência ao arsenato de sódio e quantificar o arsênio total extracelular da cianobactéria G. unigranulatum UFV-E01. As análises de resistência ao arsenato de sódio revelaram que a cianobactéria foi capaz de crescer em até 50 mM por 20 dias. Além disso, a cianobactéria G. unigranulatum UFV-E01 acumulou arsenato de sódio por 10 dias, reduzindo em até 67% o arsênio extracelular. Pelos dados obtidos neste estudo, a cianobactéria G. unigranulatum UFV-E01 foi capaz de resistir a altas concentrações de arsenato de sódio, no entanto outras análises, como a caracterização das vias metabólicas envolvidas no processo de resistência, devem ser realizadas para considerar sua aplicação em ambientes impactados por arsênio. / Arsenic is a toxic metalloid that has become a public health problem worldwide. In order to reduce the environmental contamination by this metalloid, which is derived from natural and anthropogenic activities, the use of micro-organisms in bioremediation process has shown to be a promising strategy. A filamentous homocitada cyanobacterium belonging to the order Pseudanabaenales, Geitlerinema unigranulatum UFV-E01, was isolated from an environment contaminated by arsenic, suggesting an ability to deal with the toxic effect of this metalloid. In view of this, this study aimed to characterize the resistance to sodium arsenate and quantify the total arsenic extracellular cyanobacterium G. unigranulatum UFV-E01. Analyses of sodium arsenate resistance showed that the cyanobacterium was able to grow in 50 mM for 20 days. Furthermore, the cyanobacterium G. unigranulatum UFV-E01 accumulated sodium arsenate for 10 days, reducing up to 67% arsenic extracellular. From the data obtained in this study, the cyanobacterium G. unigranulatum UFV-E01 was able to withstand high concentrations of sodium arsenate, although other analysis, the characterization of the metabolic pathways involved in the resistance must be taken to consider their use in environments impacted by arsenic.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2018-04-25T13:13:24Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1326489 bytes, checksum: 7f044bd3c35e9ab2dc57f957a7ebfa43 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-25T13:13:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1326489 bytes, checksum: 7f044bd3c35e9ab2dc57f957a7ebfa43 (MD5) Previous issue date: 2018-02-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / É conhecido que a exposição ao arsênio ou a hiperglicemia pode causar alterações sistêmicas, comprometendo a função e a estrutura dos órgãos. No entanto, não está claro a extensão na qual este metaloide, na presença de uma disfunção metabólica preexistente, poderia afetar a morfologia e função dos órgãos. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar parâmetros hepáticos e reprodutivos de ratos normais e diabéticos expostos ao arsênio. Para isso, a diabetes foi induzida em ratos machos utilizando injeção intraperitoneal de estreptozotocina. Os animais saudáveis e hiperglicêmicos receberam solução salina (controle negativo; controle diabetes) ou 10 mg/L de arsênio na forma de arsenato de sódio (controle arsênio; diabetes + arsênio) na água de beber por 40 dias ad libitum. A exposição ao arsenato aumentou os níveis de glicose sérica em animais saudáveis comparados aos animais do grupo controle negativo. No entanto, a exposição a este composto de arsênio não intensificou os níveis de glicose já elevados dos animais diabéticos. No fígado, a atividade das enzimas antioxidantes foi reduzida após exposição ao arsenato em animais saudáveis comparados aos animais do grupo controle negativo, enquanto a combinação de diabetes e arsenato agravou a redução da enzima glutationa s- transferase. Consequentemente, os animais expostos ao arsenato apresentaram níveis aumentados de malondialdeido e proteína carbonilada, sendo este aumento intensificado em animais com diabetes pré-existente. Além disso, estes animais apresentaram níveis séricos aumentados de fosfatase alcalina. A exposição ao arsenato causou um processo inflamatório no tecido hepático de animais saudáveis comparados aos animais do grupo controle negativo. Do mesmo modo, a exposição ao arsenato realçou o aumento de infiltrado inflamatório nos animais diabéticos, com alto número de mastócitos e produção de TNF-α. Em adição, alterações vasculares tais como congestão, hemorragia e depósitos de hemossiderina foram intensificados nos animais do grupo diabetes + arsênio, enquanto os estoques de glicogênio foram reduzidos. Em relação ao sistema reprodutor, nós observamos que a exposição ao arsenato reduziu a concentração de testosterona sérica em animais saudáveis e agravou a redução observada em animais diabéticos. O número de espermatozoides no testículo e epidídimo, a produção diária espermática e o tempo de trânsito dos espermatozoides no epidídimo foram reduzidos também em animais saudáveis expostos ao arsenato. Além disso, a exposição a este composto de arsênio agravou estes parâmetros em ratos diabéticos. A motilidade espermática, a integridade das membranas desta célula e o número de espermatozoides normais foram também reduzidos em animais saudáveis expostos ao arsenato. A combinação de diabetes e arsenato intensificou apenas a redução do número de espermatozoides normais observado nos animais diabéticos. A proporção de arsênio aumentou no testículo e epidídimo de ambos os grupos recebendo arsenato. Além disso, a exposição ao arsenato induziu a um desequilíbrio na atividade das enzimas antioxidantes e no conteúdo de microminerais em animais saudáveis, além de realçar estas mudanças em ratos diabéticos. Mudanças morfológicas ocorreram principalmente nos animais do grupo diabetes + arsênio. Enfim, nossos resultados indicam que a exposição ao arsênio foi capaz de causar intensos danos morfológicos e funcionais no fígado e no sistema reprodutor de ratos Wistar saudáveis. Além disso, estes danos foram intensificados quando animais diabéticos foram expostos ao arsênio. Portanto, mais estudos são necessários para entender melhor o mecanismo de ação do arsênio em animais com doença metabólica pré-existente e os possíveis danos causados por este metaloide na fertilidade e metabolismo dos animais. / However, it is unclear the extent to which this metalloid, in the presence of a preexistent metabolic dysfunction, could affect the morphology and function of the organs. Therefore, the aim of this study was to evaluate hepatic and reproductive parameters of healthy and diabetic rats exposed to arsenic. For this, diabetes was induced in male rats by intraperitoneal injection of streptozotocin. Healthy and hyperglycemic animals received saline solution (negative control; diabetes control) or 10 mg/L arsenic as sodium arsenate (arsenic control; diabetes + arsenic) for 40 days in drinking water ad libitum. Arsenate exposure increased serum glucose levels of healthy animals compared to negative controls. However, the exposure to this arsenic compound did not intensify the increased glucose levels of diabetic animals. In the liver, the activity of antioxidant enzymes was suppressed after arsenate exposure in healthy animals compared to negative controls, whereas diabetes and arsenate combination worsened the reduction of glutathione s-transferase enzyme. Consequently, arsenate-exposed animals showed increased malondialdehyde and carbonyl protein levels, being this increase worsened in animals with pre-existent diabetes. Moreover, these same animals had increased alkaline phosphatase serum levels compared to diabetes controls. Arsenate exposure caused an inflammatory process in the liver tissue from healthy rats compared to negative controls. In the same way, exposure to arsenate enhanced the increase of inflammatory infiltrate in diabetic animals, with higher number of mast cells and TNF-α production. In addition, vascular alterations such as congestion, bleeding, and hemosiderin deposition were intensified in diabetes + arsenic animals, whereas glycogen storage was reduced. In reproductive system, we observed that arsenate exposure reduced serum testosterone concentration in healthy animals and worsened the reduction observed in diabetic rats. The sperm numbers in the testis and epididymis, daily sperm production, and sperm transit time were also reduced in healthy animals exposed to arsenate. Moreover, arsenate exposure worsened these parameters in diabetic rats. Sperm motility, integrity of sperm membranes and the number of normal sperm were also reduced in health animals exposed to arsenate. A combination of diabetes and arsenate just intensified the reduction in the number of normal sperm observed in diabetic animals. The proportion of arsenic increased in the testis and epididymis of both groups receiving arsenate. In addition, exposure to arsenate induced an imbalance in antioxidant enzymes activities and mineral content in healthy animals and enhanced these changes in diabetic rats. Morphological changes occurred mainly in animals co-exposed to diabetes and arsenate. Finally, our results showed that exposure to arsenic was able to cause intense morphological and functional damages to the liver and male reproductive system of healthy rats. Importantly, these damages were intensified by arsenate exposure in livers previously injured by diabetes. Moreover, these damages were intensified when diabetic animals were exposed to arsenic. Therefore, more studies are needed to better understand the mechanism of arsenic action in animals with pre-existent metabolic disease and the possible damages caused by this metalloid in fertility and metabolism of the animals.

A Análise de Acoplamentos Estatísticos é uma técnica computacional capaz de identificar resíduos importantes para a estrutura e função de proteínas em uma família por meio da quantificação de conservação posicional, correlação entre posições e identificação de grupos de resíduos correlacionados entre si. Neste trabalho, a análise de acoplamentos estatísticos foi implementada e aplicada ao estudo das proteínas tirosina fosfatases. Em conjunto com as proteínas tirosina quinases (PTKs), que adicionam um grupo fosforil a um resíduo de tirosina em uma proteína, as proteínas tirosina fosfatases (PTPs), que o removem, são responsáveis por diversos processos de sinalização celular. Elas são um caso de evolução convergente, onde um subgrupo (as proteínas tirosina fosfatases de baixo peso molecular) não apresenta homologia às chamadas PTPs \"clássicas\", capazes de defosforilar apenas resíduos de tirosina, e às fosfatases de especifidicade dupla, capazes de defosforilar também resíduos de serina e treonina, além de substratos não-protéicos. Em comum, as três subfamílias apresentam apenas o motivo CX5R, característico para todas as PTPs. Através do estudo das três subfamílias utilizando a análise de acoplamentos estatísticos, foi possível obter uma descrição detalhada de suas características conservadas e correlacionadas, relacionando-as ao conhecimento acumulado sobre proteínas tirosina fosfatases e a questões em aberto como a regulação por dimerização, a especificidade e mutações relacionadas a patologias. Foi possível também apresentar um método capaz de distinguir proteínas tirosina fosfatases de baixo peso molecular das arsenato redutases, derivadas das primeiras por evolução divergente. Adicionalmente, a técnica foi aplicada ao estudo das hexoquinases, às superóxido dismutases e às peroxidases. A tese descreve também estudos desenvolvidos pelo autor na área de cristalografia de proteínas a determinação das estruturas da Transtirretina humana em complexo com genisteína, da holo-Hexoquinase PI de S. cerevisae, do complexo IL-22/IL-22R1 e da Laminarinase de R. marinus. / The statistical coupling analysis is a computational technique which can identify important residues for the structure and function of proteins in a family by quantifying positional conservation, correlation between positions and identifying groups of self-correlating residues. Its implementation in this research group was applied to the study of the protein tyrosine phosphatases. Together with the protein tyrosine kinases (PTKs), which add a phosphoryl group to a tyrosine residue in proteins, the protein tyrosine phosphatases (PTPs), which remove it, are responsible for a variety of cell signaling processes. They are a case of convergent evolution, since one subgroup (the low molecular weight protein tyrosine phosphatases) are not homologous to the classical phosphatases, which can only dephosphorilate tyrosine residues, and the dual-specificity phosphatases, which can also dephosphorilate serine and threonine residues, and also non-proteinaceous substrates. All three sub-families have, in common, the CX5R motif, a characteristic of all PTPs. By applying the statistical coupling analysis to the study of the three sub-families, it was possible to obtain a detailed depiction of their conserved and correlated characteristics, relating them to the accumulated knowledge on protein tyrosine phosphatases and open questions such as protein regulation by dimerization, specificity and disease-related mutations. It was also possible to present a method to distinguish between low molecular weight phosphatases and arsenate reductases, which are derived by the former by divergent evolution. In addition, the technique was applied to the study of hexokinases, superoxide dismutases and peroxidases. The thesis also describe studies developed by the author in the field of protein crystallography the structure determination of human transthyretin in complex with genistein, holo-hexokinase PI from S. cerevisae, the IL-22/IL-22R1 complex and the laminarinase from R. marinus.

A Análise de Acoplamentos Estatísticos é uma técnica computacional capaz de identificar resíduos importantes para a estrutura e função de proteínas em uma família por meio da quantificação de conservação posicional, correlação entre posições e identificação de grupos de resíduos correlacionados entre si. Neste trabalho, a análise de acoplamentos estatísticos foi implementada e aplicada ao estudo das proteínas tirosina fosfatases. Em conjunto com as proteínas tirosina quinases (PTKs), que adicionam um grupo fosforil a um resíduo de tirosina em uma proteína, as proteínas tirosina fosfatases (PTPs), que o removem, são responsáveis por diversos processos de sinalização celular. Elas são um caso de evolução convergente, onde um subgrupo (as proteínas tirosina fosfatases de baixo peso molecular) não apresenta homologia às chamadas PTPs \"clássicas\", capazes de defosforilar apenas resíduos de tirosina, e às fosfatases de especifidicade dupla, capazes de defosforilar também resíduos de serina e treonina, além de substratos não-protéicos. Em comum, as três subfamílias apresentam apenas o motivo CX5R, característico para todas as PTPs. Através do estudo das três subfamílias utilizando a análise de acoplamentos estatísticos, foi possível obter uma descrição detalhada de suas características conservadas e correlacionadas, relacionando-as ao conhecimento acumulado sobre proteínas tirosina fosfatases e a questões em aberto como a regulação por dimerização, a especificidade e mutações relacionadas a patologias. Foi possível também apresentar um método capaz de distinguir proteínas tirosina fosfatases de baixo peso molecular das arsenato redutases, derivadas das primeiras por evolução divergente. Adicionalmente, a técnica foi aplicada ao estudo das hexoquinases, às superóxido dismutases e às peroxidases. A tese descreve também estudos desenvolvidos pelo autor na área de cristalografia de proteínas a determinação das estruturas da Transtirretina humana em complexo com genisteína, da holo-Hexoquinase PI de S. cerevisae, do complexo IL-22/IL-22R1 e da Laminarinase de R. marinus. / The statistical coupling analysis is a computational technique which can identify important residues for the structure and function of proteins in a family by quantifying positional conservation, correlation between positions and identifying groups of self-correlating residues. Its implementation in this research group was applied to the study of the protein tyrosine phosphatases. Together with the protein tyrosine kinases (PTKs), which add a phosphoryl group to a tyrosine residue in proteins, the protein tyrosine phosphatases (PTPs), which remove it, are responsible for a variety of cell signaling processes. They are a case of convergent evolution, since one subgroup (the low molecular weight protein tyrosine phosphatases) are not homologous to the classical phosphatases, which can only dephosphorilate tyrosine residues, and the dual-specificity phosphatases, which can also dephosphorilate serine and threonine residues, and also non-proteinaceous substrates. All three sub-families have, in common, the CX5R motif, a characteristic of all PTPs. By applying the statistical coupling analysis to the study of the three sub-families, it was possible to obtain a detailed depiction of their conserved and correlated characteristics, relating them to the accumulated knowledge on protein tyrosine phosphatases and open questions such as protein regulation by dimerization, specificity and disease-related mutations. It was also possible to present a method to distinguish between low molecular weight phosphatases and arsenate reductases, which are derived by the former by divergent evolution. In addition, the technique was applied to the study of hexokinases, superoxide dismutases and peroxidases. The thesis also describe studies developed by the author in the field of protein crystallography the structure determination of human transthyretin in complex with genistein, holo-hexokinase PI from S. cerevisae, the IL-22/IL-22R1 complex and the laminarinase from R. marinus.