Submitted by Biblioteca do Instituto de Física (bif@ndc.uff.br) on 2017-06-09T19:40:00Z No. of bitstreams: 1 DissertacaoMestrado_FabianaMonteiro.pdf: 63170351 bytes, checksum: c19ab17f1c6a5a21e7a5a6ed4744c86e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-09T19:40:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissertacaoMestrado_FabianaMonteiro.pdf: 63170351 bytes, checksum: c19ab17f1c6a5a21e7a5a6ed4744c86e (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Durante os últimos 1000 anos ocorreram significativas mudanças climáticas em nosso planeta, que tem sido caracterizada como uma Pequena Idade do Gelo (LIA). Este foi um período de esfriamento global, que ocorreu após o Período Quente Medieval, estendendo-se entre os séculos XIV e XIX, aproximadamente de 1350 a 1850. A compreensão deste fenômeno, relacionado a mudanças globais, possui grande interesse científico. No Hemisfério Norte há vários trabalhos científicos que relacionam os resultados encontrados com a Pequena Idade do Gelo e o Período Quente Medieval, já no Hemisfério Sul esses eventos são incertos devido a escassez de material datado dessa época. Isto tem provocado uma grande controvérsia, uma vez que embora alguns dos poucos trabalhos existentes tenham identificado que o mesmo período de resfriamento também tenha ocorrido na América do Sul, outros autores discordam que esse período frio possa ser aplicado globalmente. Desta forma, ainda há uma questão em aberto, onde trabalhos que exploram a reconstrução de encostas (superfície do mar), vazão de rios e a produtividade biológica sul americanas, podem contribuir na elucidação deste problema. Dentro deste contexto, esta dissertação propôs uma contribuição no estudo da formação de encostas brasileiras, mais especificamente, na enseada do Pântano Sul, Ilha de Santa Catarina, SC, onde testemunhos sedimentares demonstraram uma variação significativa na composição de seus sedimentos, que podem estar associados a eventos de mudanças climáticas significativas. Para tanto, foi utilizada a técnica de AMS (Accelerator Mass Spectrometry), através da datação de radiocarbono de amostras de conchas e sedimentos, oriundas destes testemunhos sedimentares, numa colaboração entre pesquisadores do Instituto de Física e Departamento de Biologia Marinha, ambos da Universidade Federal Fluminense (UFF). Em adição, esta dissertação apresenta um grande destaque como marco tecnológico, pois é o primeiro trabalho aplicando a técnica AMS, desenvolvida integralmente em um país Latino-Americano. Assim, são apresentados os primeiros resultados para a utilização de um acelerador do tipo SSAMS (Single Stage Accelerator Mass Spectrometry System) de 250kV, recém instalado no Instituto de Física da UFF. Desta forma, a técnica de datação 14C-AMS já pode ser totalmente realizada aqui no Brasil e na América Latina. / During the last 1000 years significant climatic changes have occured in our planet, which have been characterized as a Little Ice Age (LIA). This was a period of global coldness, after the Warm Medieval Period, between the XIV and XIX centuries, aproximately from 1350 to 1850. The understandind of such fenomenum, related to global changes, is of great scientifc interest. In the northern hemisphere there are many works relating its results to the Little Ice Age and the Warm Medieval Period. In the southern hemisphere however, these events are not clear due the lack of events. This has lead to controversy since a few works have identifyed the same cold period in South America, others authors disagree that it was a global phenomenum. This way, there is still an open question, where studies that explores coastal reconsctruction (ocean surface), river flow and the biological productivity in South America can contribute to solving the problem. in this sence, this work proposes a contribution to the study of Brazilian coastal formation, more specifically in the Pantano Sul Inlet, Santa Catarina Island, SC, where sediment cores have shown a significant climatic changes. In this study, we used the Accelerator Mass Spectrometry (AMS) thecniche, for the radiocarbon dating of shells and sediment from the collected cores in a collaborative work between researches from the Physics Institute and the department of Marine Biology, both from the Fluminense Federal University. In addition, this work is a technological mark since it is the first results of Single Stage Mass Spectrometry Accelerator System, recently installed in the Physics Institute of UFF. Therefore, the 14C-AMS dating technique can now be throroughly permormed in Brazil and Latin America.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work a methodology for determination of inorganic impurities (Ag, As, Cr, Mn, Ni, Pb e Sb) by direct solid sampling with graphite furnace atomic absorption spectrometry (DSS-GF AAS) in iron glycinate chelate samples was developed. The thermal behavior of the analytes in solid samples and reference aqueous solutions was studied using pyrolysis and atomization curves. For Cr, Mn, Ni and Sb determination, 20 μL of water were added over the sample in the platform, and for Ag and Pb determination, 20 μL of a solution containing 4 μg of Pd as chemical modifier was used. The mass used in the Cr determination varied from 0,1 to 0,7 mg, for Ni masses among 0,1 and 0,9 mg were used, for As and Sb from 0,2 to 0,9 mg, for Ag masses among 0,1 and 1,9 mg were used, for Mn from 0,1 to 0,4 mg and for the quantification of Pb the used mass varied among 0,1 and 2,5 mg. The analytes characteristic mass average value in the solid sample was consistent with the value obtained in the aqueous reference solutions. Thus, aqueous reference solutions calibration was possible. The analytes investigated in this work, except for silver in samples FAQ1 and FAQ2, showed good homogeneity in the samples. The results obtained by the proposed method were compared with inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES), inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) and neutron activation analysis (NAA). No statistical difference was observed in As, Cr, Mn, Ni, Pb and Sb concentrations determined by different techniques. For Ag, the comparative techniques showed a higher detection limit (LD) than the Ag concentration found in the sample by DSS-GF AAS. To address this, analyte addition through reference solutions in the samples before introduction in the atomizer was used. The recovery for silver using standard solutions was greater than 97%. The Ag, Cr, Mn, Ni, Pb and Sb LDs obtained by DSS-GF AAS were 0,002; 0,07; 0,03; 0,01; 0,002; 0,008 and 0,08 μg g-1, respectively. With exception of As and Sb, the other elements presented lower LDs than those obtained by ICP-MS, ICP OES and NAA techniques. / Neste trabalho foi otimizada uma metodologia para a determinação de impurezas inorgânicas (Ag, As, Cr, Mn, Ni, Pb e Sb) por espectrometria de absorção atômica com amostragem direta de sólidos (DSS-GF AAS) em amostras de ferro aminoácido quelato. Foi realizado um estudo do comportamento térmico dos analitos na amostra sólida e na solução de referência aquosa a partir de curvas de pirólise e atomização. Para a determinação de As, Cr, Mn, Ni e Sb foi adicionado 20 μL de água sobre a amostra na plataforma e para a determinação de Ag e Pb foi utilizado 20 μL de uma solução contendo 4 μg de paládio como modificador químico. A massa empregada na determinação de Cr variou de 0,1 a 0,7 mg, para Ni foram utilizadas massas entre 0,1 e 0,9 mg, para As e Sb esta foi de 0,2 a 0,9 mg, para Ag foram empregadas massas entre 0,1 e 1,9 mg, para Mn esta foi de 0,1 a 0,4 mg e para a quantificação de Pb a massa utilizada variou entre 0,1 e 2,5 mg. Os analitos investigados neste trabalho, com exceção da Ag nas amostras FAQ1 e FAQ 2 apresentaram uma boa homogeneidade. Os resultados obtidos pelo método proposto foram comparados com os obtidos por espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES), espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS) e análise por ativação neutrônica (NAA). O teste estatístico ANOVA, considerando um intervalo de confiança de 95% (p < 0,05), não demonstrou diferença significativa entre os valores das concentrações de As, Cr, Mn, Ni, Pb e Sb obtidos pelas diferentes técnicas. Para Ag, as técnicas comparativas apresentaram limite de detecção (LD) maior que a concentração de Ag obtida na amostra por DSS-GF AAS. Devido a isto, foi feita a adição de analito por meio de soluções de referência nas amostras antes destas serem introduzidas no atomizador. A recuperação para a Ag empregando solução de referência foi maior que 97%. Os valores dos limites de detecção (LDs) dos elementos Ag, As, Cr, Mn, Ni, Pb e Sb obtidos por DSS-GF AAS foram 0,002; 0,07; 0,03; 0,01; 0,002; 0,008 e 0,08 μg g-1, respectivamente, sendo que, com exceção de As e Sb, os demais elementos apresentaram LDs menores que os obtidos pelas técnicas ICP-MS, ICP OES e NAA.

Orientador: Rodrigo Ramos Catharino / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-27T08:28:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lima_EsteladeOliveira_D.pdf: 1997369 bytes, checksum: 4ea7a216a988228e6353f9295da72214 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A Hanseníase é uma doença infecciosa e crônica causada pelo Mycobacterium leprae. Este patógeno infecta principalmente macrófagos e células de Schwann e apresenta alta distribuição pela pele e nervos periféricos. Clinicamente, a forma mais comum de identificação da doença é a presença de espessamento de nervos e lesões hipocrômicas com perda de sensibilidade, entretanto, 30% dos pacientes infectados podem não apresentar manifestação clínica típica. Atualmente, o teste considerado padrão ouro no diagnóstico da Hanseníase é a baciloscopia, diretamente dependente de biópsia de pele, um método invasivo e com baixa sensibilidade para as formas mais brandas da doença. O desenvolvimento de um método rápido, sensível e não invasivo seria de grande importância para o diagnóstico assertivo da hanseníase. Portanto, o objetivo deste trabalho foi identificar marcadores lipídicos em pacientes com Hanseníase diretamente a partir de "imprint" de pele, usando a espectrometria de massas como estratégia analítica. Para a coleta do "imprint" de pele, uma placa de sílica foi levemente pressionada contra a pele dos pacientes ou dos indivíduos saudáveis (grupo controle). Os lipídeos adsorvidos pela placa de sílica foram extraídos e submetidos à ionização por eletroctrospray e infusão direta em espectrômetro de massas de alta resolução (ESI-HRMS). Todas as amostras foram diferenciadas por análise estatística multivariada baseada na plataforma de lipidômica, o que ajudou a eleger marcadores de diferentes classes de lipídeos. As análises identificaram leucotrieno E4, glicosilceramida, fosfatidilserina, phthiocerol e ácido ?-smegma micólico como marcadores do grupo com hanseníase, diferentemente do grupo de indivíduos saudáveis, cujos marcadores identificados pertencem às classes de fosfolipídeos e gangliosídeos, próprios da constituição natural da pele. Os resultados encontrados indicam que o "imprint" de pele em placa de sílica, associado à ESI-HRMS, é promissor como método rápido e sensível para o diagnóstico da Hanseníase. Assim sendo, o método desenvolvido apresenta grande potencial para auxiliar na redução da cadeia de transmissão da Hanseníase, uma vez que quanto mais precoce for o diagnóstico, mais cedo se inicia o tratamento / Abstract: Leprosy is a chronic infectious disease caused by Mycobacterium leprae, which primarily infects macrophages and Schwann cells, presenting higher distribution on skin and peripheral nerves. Clinically, the most common form of identification is through the observation of anesthetic lesions; however, up to 30% of infected patients may not present this clinical manifestation. Currently, the gold standard diagnostic test for leprosy is based on skin lesion biopsy, which is invasive and presents low sensibility for suspect cases. Therefore, the development of a fast, sensible and noninvasive method that identifies infected patients would prove helpful for assertive diagnosis. The aim of this work was to identify lipid markers in leprosy patients directly from skin imprints, using a mass spectrometric analytical strategy. For skin imprint samples, a 1 cm2 silica plate was gently pressed against patients¿ or healthy volunteers¿ skin. Imprinted silica lipids were extracted and submitted to direct-infusion electrospray ionization high-resolution mass spectrometry (ESI-HRMS). All samples were differentiated using a lipidomics-based data workup employing multivariate data analysis, which helped electing markers from distinct lipid classes. Results indicated that phospholipds, sphingolipids and mycolic acids, which were absent in healthy control subjects, clearly presented different intensities when compared to patients¿ samples. Results indicate that silica plate skin imprinting associated with ESI-HRMS is a promising fast and sensible leprosy diagnostic method, even for patients without clinical skin manifestations. With an early leprosy diagnosis, an early and effective treatment can be feasible and thus the chain of leprosy transmission can be abbreviated / Doutorado / Fisiopatologia Médica / Doutora em Ciências

O splicing alternativo é um processo no qual moléculas idênticas de pré-mRNA são processadas de diferentes formas. Ele é fundamental em organismos complexos, pois é responsável por criar uma ampla diversidade de proteínas a partir de um número relativamente pequeno de genes. Contudo, poucas proteínas advindas do splicing alternativo já foram identificadas, visto que a maioria dos espectros de espectrometria de massa em tandem (MS/MS) não encontra sequências correspondentes nos diversos bancos de dados de proteínas disponíveis. Entre diversos fatores, isso ocorre porque um número reduzido de eventos de splicing alternativo (ASEs) são conhecidos e devidamente estudados. Nesse trabalho, o espectro de eventos observáveis foi ampliado por meio da análise de eventos complexos de splicing alternativo (CASEs), que consideram múltiplos ASEs em um ou diferentes transcritos. Foi desenvolvido um novo método de análise utilizando expressões regulares (regexes) associada a uma sintaxe baseada em caracteres intuitivos. O método de análise e a sintaxe foram implementados em uma ferramenta web denominada de SPLOOCE (http://www.bioinformatics-brazil.org/splooce) que também apresenta ferramentas extras de análise. Adicionalmente, os subestimados eventos do tipo retenção de íntron (IR) foram explorados em busca de evidências funcionais por meio de análises de MS/MS. Como resultado, eventos bastante incomuns foram observados no proteoma humano, sugerindo que muito pouco ainda é conhecido sobre a complexidade transcriptômica e proteômica humana. Portanto, com base nesses dados, esse trabalho representa um grande avanço no estudo de fenômenos de splicing alternativo ainda pouco explorados. / Alternative splicing is defined, basically, as a process in which identical pre-mRNA molecules are processed in different ways in terms of usage of exon/introns borders. It is a fundamental process in complex organisms, and is responsible for creating a large diversity of proteins from a relatively small number of genes. However, just a few proteins resulted from alternative splicing were already identified, since only a small part of \\emph mass spectrometry (MS/MS) spetras match proteins in sequence databases. Among different factors, it occurs because a reduced number of alternative splicing events (ASEs) are known and properly studied. In this work, the landscape of observable events was amplified through the analysis of complex alternative splicing events (CASEs), which consider different ASEs within the same or different transcripts. A method of analysis was developed using regular expressions (regexes) associated with a syntax composed of intuitive characters. Those features were implemented in a web tool called SPLOOCE (http://www.bioinformatics-brazil.org/splooce) that also has extra analysis tools.Furthermore, the understudied events known as intron retention (IR) were explored using MS/MS analyses as a strategy to identify functional roles. As result, very uncommon events were observed in human proteome, suggesting that little is currently known about the complexity of the human proteome and transcriptome. Based on those data, it can be concluded that this work represents a significant advance in the study of uncommon and understudied alternative splicing events.

As proteínas são consideradas importantes alvos para os oxidantes, devido à abundância em sistemas biológicos e às altas constantes de reações com estas espécies. Adicionalmente, têmse demonstrado que o triptofano (W) é um aminoácido extremamente susceptível a oxidação, inclusive pelo oxigênio singlete (1O2). A reação do W com o 1O2 tem despertado o interesse de diversos pesquisadores. Recentemente, esta reação tem atraído mais atenção, uma vez que produtos de oxidação do W tais como N-formilquinurenina (FMK) e quinurenina (kn) têm sido associados com algumas condições patológicas, tais como o desenvolvimento de catarata e a formação de agregados covalentes da superóxido dismutase envolvidos na esclerose lateral amiotrófica. Entretanto, há poucos trabalhos enfocando detalhadamente as reações, com estudos de estabilidade, identificação de subprodutos e propostas mecanísticas. Desta forma, pretendemos com este trabalho contribuir no esclarecimento do mecanismo de oxidação do triptofano pelo 1O2, através da análise e caracterização de produtos de oxidação gerados. Com este intuito, dois hidroperóxidos de triptofano isômeros (WOOH cis e trans, em relação ao grupamento carboxila) foram completamente caracterizados por análises de HPLC/espectrometria de massa e RMN como os principais produtos de oxidação do W pelo 1O2. Estes hidroperóxidos demonstraram ser relativamente estáveis às temperaturas ambiente e fisiológica, decompondo lentamente para os alcoóis correspondentes. O aumento do pH e/ou o aquecimento das soluções contendo os WOOH leva a decomposição quimiluminescente dos WOOH à FMK. Utilizando hidroperóxidos isotopicamente marcados com [18O] (W18O18OH) foi possível confirmar que a FMK formada durante esta decomposição era marcada com dois átomos de oxigênio. Este resultado demonstra que os dois átomos da FMK são derivados do grupamento hidroperóxido. Em adição, estas reações são quimiluminescentes, sugerindo o envolvimento de um intermediário dioxetano. Este mecanismo foi confirmado uma vez que o espectro de quimiluminescência da decomposição dos WOOH pode ser sobreposto ao espectro de fluorescência da FMK, inequivocamente identificado a FMK como a espécie emissora. Dioxindoilalaninas diastereoisoméricas também foram caracterizadas como produtos de oxidação do triptofano pelo 102; uma possível via radicalar foi excluída. Em suma, este estudo contribuiu na elucidação das bases químicas envolvidas na oxidação do triptofano por 102, através da caracterização dos produtos formados e da investigação detalhada dos mecanismos de decomposição destes produtos. / Proteins have been considered important targets for reactive oxygen species. Indeed, tryptophan (W) has been shown to be a highly susceptible amino acid to many oxidizing agents, including singlet molecular oxygen (1O2). The reaction of 1O2 with W has long been a matter of concern, and has recently attracted considerably more attention because W-derived oxidation products such as N-formylkynurenine (FMK) and kynurenine (kn) have been associated with some pathological conditions such as the development of cataracts and the formation of covalent aggregates of superoxide dismutase, which has been implicated in amyotrophic lateral sclerosis. Despite the intense interest in the mechanism of W oxidation, there are a lot of gaps that remains to be elucidated. In this context, the current study was undertaken to investigate the chemical basis involved in W oxidation by 1O2. We are concerned about the chemistry of the initially formed hydroperoxides, their stability, further reactions and the mechanism leading to FMK conversion. With this purpose, two cis and trans tryptophan hydroperoxide (WOOH) isomers were completely characterized by HPLC/mass spectrometry and NMR analyses as the major W-oxidation photoproducts. Also, they were shown to be relatively stable at ambient and physiological temperatures, leading to a slow decomposition to the corresponding alcohols. Increasing the pH or heating the solutions gives rise to a luminescent decomposition of the WOOH to FMK. Using 18O-labeled hydroperoxides (W18O18OH), it was possible to confirm the formation of a two-oxygen-labeled FMK molecule derived from W18O18OH decomposition. This result shows that both oxygen atoms in FMK are derived from the hydroperoxide group. In addition, these reactions are chemiluminescent (CL), indicating a dioxetane cleavage pathway. This mechanism was confirmed since the CL spectrum of the WOOH decomposition matched the FMK fluorescence spectrum, unequivocally identifying FMK as the emitting species. Diastereoisomeric dioxindoyalanine were also characterized as oxidation products derived from the reaction of W with 1O2. The involvement of radicals in this reaction was excluded. In summary, this work offers further insights into the chemistry involved in W-oxidation, through the characterization of photoproducts and the detailed investigation about the decomposition mechanism of these products.

Orientador: Ana Marisa Fusco-Almeida / Coorientador: Andrei Munhoz / Banca: Juliana Barbosa Coitinho Gonçalves / Banca: Julhiany de Fátima da Silva / Banca: Juliana Campos Junqueira / Banca: Maria Célia Bertolini / Resumo: Paracoccidioides brasiliensis é um dos agentes etiológicos da paracoccidioidomicose, micose sistêmica de grande importância na América Latina devido a incidência. Durante a interação com o hospedeiro, P. brasiliensis sintetiza diversas moléculas que auxiliam no processo infeccioso, entre elas, a proteína Pb14-3-3 desempenha um importante papel no estabelecimento da infecção. Este estudo teve como objetivo aprofundar o conhecimento sobre esta proteína através de caracterização biofísica e estrutural, identificar proteínas ligantes tanto de P. brasiliensis quanto de células humanas e avaliar seu potencial imunogênico em G. mellonella. Para isso, a proteína Pb14-3-3 recombinante foi produzida e purificada por técnicas cromatográficas. O conteúdo de estrutura secundária e a avaliação da estrutura terciária foram avaliados por dicroísmo circular e fluorescência intrínseca do triptofano, respectivamente onde foi observado que a proteína obtida é composta majoritariamente por estruturas α-hélices e apresenta estrutura terciária. A estabilidade térmica também foi avaliada e a Pb14-3-3 recombinante mantém sua estrutura secundária até a temperatura 55°C, temperatura muito superior as utilizadas nos experimentos posteriores. A resolução da estrutura tridimensional por cristalografia de raios-X demonstrou que a proteína é composta por nove estruturas α-hélices dispostas em arranjo antiparalelo, formando um canal de ligação característico das proteínas da família 14-3-3. Curiosamente, obs... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract:Paracoccidioides brasiliensis is one the etiological agents of paracoccidioidomycosis, a systemic mycosis of great importance in Latin America due its incidence. During the interaction with the host, P. brasiliensis synthetizes several molecules that assist in the infectious process, among them the Pb14-3-3 plays a crucial role in the establishment of the infection. This study aimed to increase the knowledge about this protein by performing the biophysical and structural characterization, identify binding protein from P. brasiliensis and host cells and evaluate its immunogenic potential in G. mellonella. For this, the Pb14-3-3 recombinant protein was produced in E. coli and purified by chromatography techniques. The secondary structure content and evaluation of tertiary structure was performed by circular dichroism and intrinsic tryptophan fluorescence, respectively and it was observed that the obtained protein is mainly composed by structures and presents tertiary structure. The thermal stability was also evaluated and the Pb14-3-3 recombinant protein maintains its secondary structure until 55°C, which is higher than the temperatures used in subsequent experiments. The resolution of the 3D structure by X-ray crystallography revealed that the protein is composed by nine α-helix, in antiparallel arrangement, forming a binding groove that is characteristic from 14-3-3 proteins family; Interestingly, it was observed that during the crystallization process the Pb14-3-3 interacts with a peptide, which dissociates when crosslinked with glutaraldehyde. The peptide sequence was predicted in silico and presented the binding motif mode II proposed for 14-3-3 proteins. The interactions assays showed that Pb14-3-3 interacts with several proteins from both P. brasiliensis and host cells (ATCC MRC-5). Among the biding proteins from P. brasiliensis... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Foi desenvolvido um método para determinar canabinóides (canabidiol, canabinol e delta-9-tetraidrocanabinol) no cabelo. Uma amostra de 10mg foi descontaminada com diclorometano, seguida de digestão alcalina, microextração em fase sólida por headspace (HS-SPME) e analisada por espectrometria de massa associada à cromatografia em fase gasosa (GC/MS). Os limites de detecção e de quantificação foram de 0,07 e 0,12 ng/mg, respectivamente, para todos canabinóides estudados. O método demonstrou ser simples, rápido, preciso e linear no intervalo de 0,12 a 12 ng/mg (r2 > 0,98). Amostras de cabelo de 8 usuários de Cannabis foram coletadas de pacientes provenientes de uma clínica dependentes pela equipe médica. O método mostrou-se eficiente em amostras de cabelos de usuários que faziam uso da droga pelo menos 10 vezes por semana. / A method was to develop to detect cannabinoids (cannabidiol, cannabinol and delta-9-tetrahydrocannabinol) in hair. A 10 mg of hair sample was descontaminated by dichloromethane followed by alkalin digestion, headspace solid-phase microextraction technique (HS-SPME) and analyzed by gas chromatography-mass spectrometry (CG/MS). The detection and quantitation limits were 0,07 and 0,12ng/mg respectively for all studied cannabinoids. The method proved to be simple, fast, precise and linear at the range of 0,12 to 12ng/mg (r2 > 0,98). Eight hair samples of Cannabis user were collected from patients at admittance from a dependence clinic by clinical staff. The method showed efficient in samples of users who use the drug at least 10 fold a week.

Barley (Hordeum vulgare L.) is the fourth largest produced cereal worldwide. About two thirds of barley production is used to animal feed. When used to feed monogastric animals, the main shortcoming of barley grains is the deficiency of essential amino acids, especially lysine, threonine and methionine. The unbalanced amino acid composition is due to the main storage protein, the hordeins, which account for about 50% of total grain protein content. The nitrogen fertilization promotes C-hordein expression and accumulation, the hordein subgroup with the lowest content of essential amino acids, and the highest content of non-essential amino acids. Due to the importance of grain protein content and composition in the end use grain quality the key objective of the present study was to obtain a detailed insight into synthesis and accumulation of barley grain proteins and their relation to improved nutritional quality. An integrated proteomic and transcriptomic analysis have been undertaken in a set of transgenic antisense barley lines with the grain protein profile altered in comparison to the non-transgenic line cv. Golden Promise. The results were presented in three manuscripts in the thesis (chapters 2, 3 and 4). The first manuscript (chapter 2) reported a new grain protein extraction method combined with multi-method protein evaluation, including biochemical quantification, amino acid composition, sodium dodecyl-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) couple with mass spectrometry (MS) identification and a gel free shotgun MS identification and relative quantification. The results showed the changeability of proteins between protein groups and the importance of choosing an adequate proteomic-based method for protein identification according to the complexity of protein mixtures. In the second manuscript (chapter 3) a differential protein profile of non-transgenic barley cv. Golden Promise and the transgenic antisense C-hordein barley lines was achieved by two-dimensional gel electrophoresis (2-DE) for salt soluble proteins and the differentially expressed proteins were identified by MS. The key results showed that the suppression of C-hordeins, the poor nutritional hordein subgroup, does not exclusively affects hordein synthesis and accumulation, and that the more balanced amino acid composition of these lines may be a consequence of distinct protein sources among different transgenic events, though a stable lysine-rich proteins upregulation occurs in all lines. In the third manuscript (chapter 4) the effects of nitrogen fertilization on hordein family at transcriptional and proteome level were assessed. The main results showed differential responses to N nutrition between non-transgenic and transgenic lines. In relation to C-hordein, specific C-hordein downregulation effect and in particular different responses to N were verified among subgroups of C-hordein multigene family in the transgenic line at transcriptional and proteomic level. In summary, the multi-method strategy used in the present work was successfully applied to obtain comprehensive information about barley grain proteins synthesis and accumulation and explain, at least in part, their relation to improved nutritional quality. These results can be useful in barley breeding programs aiming selective alterations of specific alleles/homologues to change amino acid composition by changing the relative proportions of the grain proteins in order to improve the barley grains nutritional quality. / A cevada (Hordeum vulgare L.) é o quarto cereal mais produzido no mundo. Cerca de dois terços desta produção é utilizada na alimentação animal. A principal desvantagem dos grãos de cevada na alimentação de animais monogástricos é a deficiência de aminoácidos essenciais, principalmente lisina, treonina e metionina. Esta composição desfavorável ocorre devido à principal proteína de reserva dos grãos, as hordeínas, que representam cerca de 50% do teor total de proteína no grão. O nitrogênio promove a expressão e o acúmulo de C-hordeínas, o subgrupo com o menor teor de aminoácidos essenciais e o maior teor de aminoácidos não essenciais. Devido à importância do teor e composição de proteínas nos grãos na determinação de sua qualidade no uso final, o principal objetivo do presente trabalho foi obter uma visão detalhada sobre a síntese e acúmulo de proteínas de grãos de cevada e sua relação com a melhoria da qualidade nutricional. Análises proteômicas e transcriptômicas integradas foram realizadas em um conjunto de linhagens transgênicas de cevada com o perfil de proteínas de reserva alterados em comparação à linhagem não transgênica cv. Golden Promise. Os resultados foram apresentados na forma de três manuscritos (capítulos 2, 3 e 4). O primeiro (capítulo 2) descreveu um novo método de extração de proteínas dos grãos em combinação com métodos de estudo de proteínas diversos, incluindo a quantificação bioquímica, composição de aminoácidos, eletroforese em gel de poliacrilamida-dodecil sulfato de sódio (SDS-PAGE) seguido de identificação por espectrometria de massas (MS) e estratégia shotgun para identificação e quantificação relativa das proteínas. Os resultados mostram a mutabilidade das proteínas entre os diferentes grupos e a importância da escolha de um método adequado para a sua identificação de acordo com a complexidade das misturas proteicas. No segundo manuscrito (capítulo 3) o perfil proteico diferencial da linhagem não transgênica e transgênica foi obtido por eletroforese bidimensional (2-DE) para proteínas solúveis, e aquelas expressas diferencialmente foram identificadas por MS. Os resultados demonstram que a supressão das C-hordeínas não afeta exclusivamente a síntese e o acúmulo de hordeínas, e que a composição de aminoácidos mais equilibrada destas linhagens pode ser uma consequência de fontes de proteína distintas entre os diferentes eventos de transgenia, embora a regulação positiva de proteínas ricas em lisina foi estável. No terceiro manuscrito (capítulo 4) foram avaliados os efeitos da adubação nitrogenada sobre a família das hordeínas. Os resultados mostraram que as respostas foram diferentes entre as linhagens não transgênica e transgênica. Um efeito específico de supressão e respostas particulares foi verificado entre os subgrupos da família multigênica das C-hordeínas na linhagem transgênica. Em resumo, a estratégia de pesquisa multimétodo foi aplicada com sucesso na obtenção de informações abrangentes sobre a síntese e o acúmulo de proteínas nos grãos de cevada, e pelo menos em parte, explicou sua relação com a melhoria da qualidade nutricional. Esses resultados podem ser úteis em programas de melhoramento de cevada que visam alterações seletivas de alelos/homólogos específicos para alterar a composição de aminoácidos, através de mudanças nas proporções relativas das proteínas dos grãos.

O feijão é um alimento nutritivo amplamente consumido no Brasil, porém, apresenta facilidade para desenvolver o defeito textural hard-to-cook (HTC) que torna as sementes resistentes ao amaciamento por cocção e provoca perdas econômicas e nutricionais. A maciez, um atributo importante nos grãos, proporciona melhor aceitabilidade do produto pelo consumidor, melhor qualidade nutricional e organoléptica e menor gasto de tempo e combustível no preparo. Devido à importância da parede celular na textura dos alimentos, foram investigadas alterações na estrutura e composição de seus polissacarídeos causada pelo HTC. Com este intuito, feijões Carioca-Pérola foram armazenados por 8 meses à 30&#176;C / 75% UR e amostras cruas e cozidas tiveram suas paredes celulares extraídas através de tratamento enzimático-químico, produzindo uma fração solúvel em água (FSA) e outra insolúvel, denominada fração insolúvel em água (FIA). A FIA foi fracionada resultando em polímeros solúveis em solução de quelante de CDTA (FCDTA), base fraca (FBF) e álcali 4M (H4). A FSA foi separada em coluna de troca aniônica e os polímeros assim obtidos foram tratados com celulase e endopoligalacturonase e analisados quanto ao conteúdo de açúcares, peso molecular e natureza das ligações através de cromatografia em fase gasosa e a líqüido e por espectrometria de massa. Os resultados revelaram que 75% da parede celular do cotilédone é constituída pelas frações FSA, H4 e FCDTA, ricas em arabinanos ramificados de elevado peso molecular, contendo pequenas quantidades de xiloglicanos (XG), arabinogalactanos tipo II (AGII), galactanos, ramnogalacturonanos (RG) e xilogalacturonanos (XGA). As cascas dos feijões eram compostas por xilanos, celulose, XG, arabinanos e por pequena quantidade de RG. As sementes HTC possuem menor quantidade de polissacarídeos solúveis em água (FSA) e em solução de CDTA (FCDTA) e maior quantidade de material insolúvel em água (FIA), principalmente, polímeros da fração H4. Os feijões normais perdem grande quantidade de material péctico durante a cocção através da despolimerização e solubilização das pectinas hidrossolúveis (FSA) e, principalmente, pela solubilização dos polissacarídeos provenientes da fração H4, entretanto, a perda de material péctico em amostras HTC é mínima. Os feijões envelhecidos podem apresentar menor grau de metil esterificação das pectinas, que impediria a despolimerização. A redução na solubilidade dos polímeros da fração H4 pode estar relacionada com a perda de ramificação dos arabinanos e xiloglicanos resultando em polissacarídeos com cadeias mais lineares, que causam alinhamento das cadeias e formação de interações do tipo ponte de H, tornando os polímeros menos solúveis. O aumento de XGA e AU nas frações pécticas da FSA, bem como na FCDTA e FBF reforçam a suposição. / Beans is a nourishing food source widely consumed in Brazil. However, they show tendency to develop easily the textural defect named Hard-to-cook (HTC) that becomes the seeds resistant to softening by cooking, causing economical and nutritional losses. Softness is an important quality attribute of pulses that increases acceptability by consumer and provides betters nutritional and organoleptical qualities that results in less time and fuel spent. Because the importance of the cell wall to the food texture, changes in its polysaccharide structure and composition were investigated during the development of HTC. With this aim, Carioca-Pérola beans were stored for 8 months at 30&#176;C / 75% RH and raw and cooked samples have had the cell wall extracted by enzymatic-chemical treatment, producing a water soluble fraction (FSA) and a water insoluble fraction, named water insoluble fraction (FIA). The FIA was fractionated, producing CDTA soluble polymers, weak base soluble polymers (FBF) and 4M alkali-soluble fraction (H4) The FSA was separated using anion exchange chromatography. All fractions obtained were treated withcelulase and endopoligalacturonase and analyzed for sugar content, molecular weight and sugar linkage using gas and liquid chromatography and mass spectrometry. The results revealed that FSA; H4 and CDTA fractions composed 75% of the cell wall material. This fractions were rich in high molecular weight branched arabinans, and also contained small amounts of xyloglucans (XG), arabinogalactans type II (AGII), galactans, rhamnogalacturonans (RG) and xylogalacturonans (XGA). Xylans, cellulose, XG, arabinans and small amounts of RG composed beans hulls cell wall. The HTC seeds have less amounts of CDTA and water-soluble polysaccharides (FCDTA and FSA) and higher amounts of water insoluble material (FIA), especially polysaccharides of H4 fraction. Normal beans loss high amounts of pectic material during cooking by water soluble pectin depolymerization and solubilization, and mainly by H4 fraction polysaccharide solubilization. However, the loss of pectic material in HTC beans is minimal. Aged beans pectins could have less methylesterification degree and, therefore, less depolymerization. The loss in H4 fractions polymers solubility could be related with the loss of arabinans and XG branches, resulting in a straight polysaccharide backbone, that cause chains alignment and H bonds formation, produce less soluble structures. The increase in the amounts of XGA and UA in FSA and also in the FCDTA and FBF fractions corroborates the supposition.

Controlar a proliferação celular de tumores é um objetivo que vem sendo perseguido há décadas, com moderado sucesso na maioria dos casos. Dentre os diversos tipos de tumores que atingem a humanidade, alguns gliomas são considerados os mais fatais, por haver pouca ou nenhuma alternativa de tratamento efetivo. Agentes que apresentam propriedades anti-tumorais, como glicocorticóides (GC) e a forma all-trans do ácido retinóico (ATRA) são utilizados como adjuvantes no tratamento de alguns tipos de glioma. Entretanto, apesar de serem moléculas bastante conhecidas, pouco se sabe sobre seu mecanismo de ação como anti-tumoral. Para endereçar este problema, nosso laboratório se propôs a isolar e caracterizar genes regulados por estes agentes, utilizando modelos celulares, como as linhagens C6 e ST1 de glioma de rato, e as linhagens T98G e A172 de glioma humano. A linhagem C6 apresenta características de células transformadas e tumorais em cultura, e responde a GC, ou ATRA, com inibição de crescimento e achatamento celular. A linhagem ST1, variante derivado da C6, é hiper-responsiva ao tratamento com GC e, aparentemente, mais responsiva ao tratamento com ATRA, passando por um processo de completa reversão fenotípica tumoral-normal, devido ao expressivo aumento do tempo de dobramento, diminuição da densidade de saturação, recuperação da dependência de fatores de crescimento presentes no soro fetal bovino e da dependência de ancoragem para proliferação e perda do potencial tumorigênico, além de sofrer alterações morfológicas, como um maior achatamento celular e reorganização em feixes paralelos, que a aproximam do fenótipo normal. No presente trabalho buscou-se alterações moleculares induzidas por ATRA em células ST1, para melhor compreender a cascata de eventos desencadeada por ação deste fármaco. Em paralelo foram realizados estudos da ação de ATRA sobre as células T98G, buscando-se correlacionar os dados obtidos em modelo celular murino com modelos humanos. Para tanto, duas metodologias de estudo foram aplicadas: a) análise proteômica através de eletroforese bidimensional de proteínas (2D-PAGE), acoplada à espectrometria de massa (MALDI-TOF), para gerar perfis de expressão protéica na ausência e na presença de ATRA, permitindo comparação e identificação de proteínas moduladas no processo; b) construção de vetores plasmideais e retrovirais para super-expressar ou bloquear a expressão de um inibidor de serina protease de rato (serpinb6), descrito previamente no laboratório como estando potencialmente envolvido no processo de reversão fenotípica de ST1 induzido por ATRA. A abordagem proteômica permitiu a identificação de sete proteínas potencialmente reguladas por ATRA no modelo celular ST1, como as proteínas envolvidas em proliferação celular (c-Fos e SCGF), as proteínas de citoesqueleto (actina e tubulina), as proteínas envolvidas em estresse celular (GRP78 e Hsc70) e a proteína TCTP, classicamente reprimida em processos de reversão do fenótipo tumoral. O uso de construções plasmideais e retrovirais permitiu a obtenção de populações celulares que super-expressam serpinb6 e a análise de fenótipo destas células indicou que serpinb6 também pode ter função citoprotetora em células ST1, o que a coloca junto com as proteínas GRP78 e Hsc70 identificadas, evidenciando a importância desta classe de proteínas no processo estudado. / Control of tumor cell proliferation is an objective that has been pursued for decades, with modest or no success in the majority of the cases. Among the several kinds of tumors that develop in humans, some gliomas are considered the most fatal, due to the lack of alternatives for effective treatment. Anti-tumor agents, such as glucocorticoids (GC) or all-trans retinoic acid (ATRA) are used in combination with other drugs in some glioma cases. However, besides being very known molecules, their anti-tumor mechanism is not completely understood. In order to address this problem, our laboratory decided to isolate and characterize genes regulated by these agents, using cellular models, such as the C6 and ST1 rat glioma cell lines and the T98G and A172 human glioma models. The C6 cell line is fully transformed and tumoral in culture and responds to GC or ATRA treatment, showing growth inhibition and cell flattening. The ST1 variant is hyper-responsive to the treatment with GC and, apparently, more responsive to the treatment with ATRA, when compared to C6. Upon treatment with these agents, it undergoes a complete tumoral to normal phenotypic reversion, characterized by an increase in doubling time, decrease of saturation density in culture, recovery of dependence of serum factors for proliferation and anchorage for colony formation, besides inhability to form tumors in nude mice and morphological changes. Here we present the efforts undertaken towards better understanding of the molecular changes induced by ATRA in ST1 cells. Aiming at the correlation of the data obtained from a rat model with human models, all the studies were performed in parallel with the T98G human glioma cell model. To this end, two study methodologies were applied: a) proteomic analysis through bidimensional electrophoresis coupled to MALDI-TOF identification, to generate protein expression profiles in the presence and absence of ATRA, allowing comparison and identification of proteins modulated in the process; b) construction of plasmid and retroviral vectors to overexpress or block the expression of a serine protease inhibitor (serpinb6), previously described in the laboratory as being potentially involved in the process of tumoral to normal phenotypic reversion promoted by ATRA in ST1. The proteomics approach allowed the identification of seven proteins potentially regulated by ATRA in ST1, such as the proteins involved in cell proliferation (c-Fos and SCGF), cytoskeleton organization (actin and tubulin), cellular stress (GRP78 and Hsc70) and the tumor related protein TCTP, classically repressed in tumoral to normal reversions, and related to the three groups of proteins mentioned above. By using plasmid and retroviral vectors it was possible to obtain recombinant cell populations over-expressing serpinb6. The phenotype analysis of these populations indicated that serpinb6 can also have cell protection effects in ST1, which would classify it together with GRP78 and Hsc70 as an anti-stress protein highlighting the importance of this protein class in the process studied.