Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O pinhÃo-manso (Jatropha curcas L.) à uma planta oleaginosa, pertencente à famÃlia Euphorbiaceae, cujas sementes sÃo reconhecidas como matÃria-prima com potencial para a produÃÃo de Ãleo. Essa planta tambÃm à considerada tolerante a condiÃÃes adversas, tais como dÃficit hÃdrico e deficiÃncia nutricional do solo, o que favorece o seu cultivo em regiÃes Ãridas e semiÃridas. Objetivou-se avaliar os efeitos do estresse salino sobre a germinaÃÃo e a mobilizaÃÃo das reservas de sementes e plÃntulas de pinhÃo-manso, por meio de anÃlises bioquÃmicas, fisiolÃgicas e ultraestruturais. Os parÃmetros germinativos foram negativamente afetados pelo estresse salino, observando-se reduÃÃes significativas principalmente no percentual de germinaÃÃo e no Ãndice de velocidade de germinaÃÃo. Similarmente, a matÃria seca, avaliada no eixo embrionÃrio e no endosperma, foi reduzida pela salinidade. Com relaÃÃo aos compostos de reserva, os lipÃdios foram os mais abundantes, correspondendo a 64,0% da matÃria seca do endosperma da semente quiescente. Estes compostos apresentaram forte retardo em sua mobilizaÃÃo em condiÃÃo de estresse salino. As proteÃnas, a segunda reserva mais abundante (21,3%), tambÃm tiveram sua mobilizaÃÃo severamente afetada pelo tratamento salino. O amido foi detectado em pequena quantidade (5,5%), porÃm, verificou-se o aumento transiente de seu teor aos 5 dias apÃs a semeadura (DAS), que coincidiu com a intensa mobilizaÃÃo de lipÃdios, em condiÃÃes controle. Entretanto, em condiÃÃes de estresse salino, o amido foi pouco mobilizado. Os produtos da mobilizaÃÃo das reservas, em condiÃÃes controle, principalmente os aÃÃcares nÃo-redutores e aminoÃcidos livres aumentaram no endosperma, enquanto que, sob condiÃÃes de salinidade, eles foram pouco alterados. AlÃm disso, as anÃlises citoquÃmicas e ultraestruturais confirmaram a abundante quantidade de lipÃdios e proteÃnas, sendo detectados inÃmeros corpos proteicos e lipÃdicos no citoplasma das cÃlulas endospÃrmicas dessas sementes. A salinidade tambÃm promoveu alteraÃÃes morfolÃgicas e ultraestruturais nas cÃlulas endospÃrmicas durante a germinaÃÃo e desenvolvimento de plÃntulas. O presente estudo tambÃm avaliou o metabolismo lipÃdico atravÃs da anÃlise da composiÃÃo dos Ãcidos graxos do endosperma e da anÃlise da atividade enzimÃtica e da expressÃo gÃnica das enzimas lipase, liase do isocitrato e sintase do malato. Os Ãcidos graxos insaturados foram os mais abundantes, destacando-se o oleico e o linoleico-linolÃnico, que apresentaram incrementos em seus teores, em condiÃÃes controle, ao longo do perÃodo avaliado, porÃm, sob estresse salino foram pouco alterados. A lipase apresentou incremento na sua atividade ao longo da germinaÃÃo, que coincidiu com a intensa mobilizaÃÃo de lipÃdios observada no controle. Similarmente, a reduÃÃo dessa atividade foi correspondente ao retardo na mobilizaÃÃo dos lipÃdios em condiÃÃo de estresse salino. A atividade enzimÃtica da liase do isocitrato nÃo apresentou diferenÃas significativas entre os tratamentos atà Ãs 96 horas apÃs a semeadura (HAS), porÃm apÃs esse perÃodo, verificaram-se as maiores reduÃÃes na condiÃÃo de estresse salino, quando comparado ao controle. Jà a atividade da sintase do malato foi significativamente maior em condiÃÃes controle atà Ãs 144 HAS, entretanto, a partir desse perÃodo, essa atividade se mostrou superior em condiÃÃes salinas. Verificaram-se reduÃÃes na atividade dessas enzimas em decorrÃncia do estresse, o que teve correlaÃÃo com as mudanÃas na expressÃo dos genes da lipase e liase do isocitrato. Portanto, pode-se concluir que a salinidade contribuiu para o retardo na mobilizaÃÃo dos lipÃdios, a principal reserva encontrada nas sementes de J. curcas, o que foi correlacionado a reduÃÃo na atividade das enzimas envolvidas no seu metabolismo. / Jatropha curcas L. is an oilseed species belonged to Euphorbiaceae family, whose seeds are recognized as promising source for biodiesel production. Its ability to survive in adverse conditions, such as water stress and poor nutritional soil, is noteworthy, which favors its cultivation in arid and semiarid regions. Here we evaluate the negative effects promoted by NaCl salt stress on seed germination, reserve mobilization of J. curcas through biochemical, physiological and ultrastructural analysis. The seed germination parameters were significantly affected by salt stress, being observed that the main parameters affected were germination percentage and germination speed index. Similarly, the embryo and endosperm dry mass were reduced by Na+ and Cl- increase in the medium. Considering the reserve compounds, the most abundant reserve of these seeds were the lipids, which corresponded to 64.0% of endosperm seed quiescent dry mass. They showed a stronger delay in reserve mobilization under saline conditions. Proteins were the second most important reserve (21.3%), being severally affected by salinity. The starch was detected in little amount (5.5% of quiescent seed dry mass), however there was a transient increase in this contents at 5 DAI (days after imbibition), which was correlated to the intense lipid mobilization, in control conditions. On the other hand, in salinity, it was observed that starch mobilization was reduced. The seed reserve products (mainly non-reducing sugars and free amino acids) were increased in endosperm in control in relation to quiescent seed, during germination, whereas for salt conditions, these products were few changed. Additionally, cytochemical and ultrastructural analyses confirmed the large amount of protein and lipid bodies in endosperm cells, reaching the identification of a huge amount of protein and lipid bodies. Salt stress promoted morphological and ultrastructural changes in endospermic cells, during germination and seedling development confirming the biochemical analyses. The present study also evaluated the lipid metabolism, using the fatty acid composition analysis and enzymatic and expression genic analyses for lipase, isocitrate liase, malate sintase. The unsaturated fatty acids were the most abundant, highlighting oleic (C18:1) and linoleic-linolenic (C18:2; C18:3), showing increase in their contents, in control conditions, during the evaluated period. However, the fatty acids practically were not changed in salinity conditions. Lipase showed increase in their activity during germination, which corresponded to intense mobilization in lipids in control. In similar way, the reduction of this activity happened in salinity, correlating to lipid delay mobilization. The evident delay of protein and oil body mobilization could strongly affect initial seedling development. The liase isocitrate activity did not show significant differences between treatments until 96 hours after imbibition (HAI), however, following this period, it was verified the strongest reduction in salt stress condition. The activity of malate synthase was not significantly higher in control conditions until 144 HAI, however, following this period, this activity was higher in salinity. It were verified reductions in enzymatic activity due to salt stress, which were correlated to gene expression changes of lipase and isocitrate lyase. Therefore, salinity contributed negatively to lipid mobilization, the main reserve of J. curcas seeds, which was correlated to reduction in activity of the enzymes involved in lipid metabolism.

Os fungos dermatófitos são caracterizados pela capacidade de invadir os tecidos queratinizados, usando queratina como principal fonte de nutrientes. Ao invadirem os tecidos hospedeiros eles causam um tipo de micose chamada de dermatofitose. Dentre os dermatófitos, a espécie Trichophyton rubrum é o causador mais comum de tinea pedis, tinea unguium, tinea cruris e tinea corporis, sendo considerado um fungo antropofílico e cosmopolita. Entretanto, o conhecimento da interação deste patógeno com o hospedeiro é escasso. Devido à importância clínica de T. rubrum, este trabalho analisou a composição de aminoácidos de proteínas queratinas oriundas de Homo sapiens e Bos taurus e a expressão de genes envolvidos na degradação de queratina, metabolismo e controle do ciclo celular. O perfil de expressão dos genes sub3 e sub5 que codificam para queratinases, mad2 e mad2B que codificam proteínas envolvidas no controle da mitose, e os genes idh1 (subunidade regulatória da isocitrato desidrogenase - NAD+), idh2 (subunidade catalítica da isocitrato desidrogenase - NAD+), idhp (isocitrato desidrogenase - NADP+), icl (isocitrato liase) e meicl (metilisocitrato liase), que codificam proteínas envolvidas em vias metabólicas, foi analisado após o cultivo de T. rubrum em meios contendo glicose, glicina, glicose com glicina, ou queratina. A atividade queratinolítica foi avaliada após o cultivo de T. rubrum nesses meios e também em unha humana. Além disto, o efeito do antifúngico terbinafina na atividade queratinolítica e na expressão dos genes sub3 e sub5 foi analisado em meios contendo unha humana ou queratina. Após o cultivo de T. rubrum a atividade das enzimas IDH e IDHP componentes do ciclo de Krebs, ICL do ciclo do glioxilato e MeICL do ciclo do metilcitrato também foram avaliadas. Essas análises revelaram que a variação da fonte nutricional, do pH do meio de cultivo, e a presença/ausência do fator de transcrição PacC, proporcionam às diferentes linhagens de T. rubrum utilizadas neste trabalho (CBS, H6 e pacC-1) uma modulação diferenciada do acúmulo de transcritos dos genes, bem como da atividade queratinolítica e atividade das enzimas IDH, IDHP, ICL e MeICL. Outro fenômeno verificado foi que o antifúngico terbinafina afeta o acúmulo de transcritos dos genes sub3 e sub5, e a atividade queratinolítica de acordo com a fonte nutricional e a linhagem de T. rubrum. Além disso, em condições de estresse por pH alcalino a enzima IDHP é preferencialmente requisitada para manutenção do ciclo de Krebs, sendo que a linhagem mutante pacC-1 requisita em maior proporção as vias anapleróticas do que a linhagem selvagem H6. É importante enfatizar que a enzima ICL de T. rubrum possui atividade enzimática regulada por fosforilação, sendo sua atividade reduzida por esta modificação pós traducional. A identificação deste mecanismo de regulação da ICL por fosforilação e as análises dos transcritos de icl sugerem que em T. rubrum a regulação do fluxo de carbono no ciclo do glioxilato ocorra tanto em nível transcricional como pós-traducional. Os resultados obtidos possibilitaram ainda propor o primeiro modelo para T. rubrum que relaciona vias metabólicas, amparado por dados experimentais obtidos após o cultivo deste dermatófito em queratina. / Dermatophytes are fungi characterized by the ability to invade keratinized tissues using keratin as a major source of nutrients. When they invade host tissues they cause a type of ringworm called dermatophytosis. Among the dermatophytes, the species Trichophyton rubrum is the most common cause of tinea pedis, tinea unguium, tinea cruris, and tinea corporis, being considered an anthropophilic and cosmopolitan fungus. However, the knowledge of the interaction of this pathogen with the host is scarce. Due to the clinical importance of T. rubrum, this study analyzed the amino acid composition of keratin proteins derived from Homo sapiens and Bos taurus, and the expression of genes involved in keratin degradation, metabolism, and cell cycle control. The expression profile of the sub3 and sub5 genes, encoding keratinases, mad2 and mad2B, encoding proteins involved in the control of mitosis, and the genes idh1 (regulatory subunit of NAD+ -isocitrate dehydrogenase), idh2 (catalytic subunit of NAD+ -isocitrate dehydrogenase), idhp (NADP+ - isocitrate dehydrogenase), icl (isocitrate lyase), and meicl (metilisocitrate lyase), which encode proteins involved in metabolic pathways, was analyzed after cultivation of T. rubrum in media containing glucose, glycine, glucose and glycine, or keratin. The keratinolytic activity was evaluated after cultivation of T. rubrum in these media and also in human nail. Furthermore, the effect of the antifungal agent terbinafine in keratinase activity and sub3 and sub5 gene expression was analyzed in media containing human nail or keratin. After culturing T. rubrum the enzyme activity of IDH and IDHP, components of the Krebs cycle, ICL of the glyoxylate cycle, and MeICL of the metilcitrato cycle were also evaluated. These analyses revealed that the variation in the nutritional source, the pH of the medium, and the presence/absence of the transcription factor PacC, provide to the different T. rubrum strains used in this study (CBS, H6 and pacC-1) differential modulation of transcripts accumulation of the genes, as well as keratinolytic activity and enzymatic activities of IDH, IDHP, ICL and MeICL. Another phenomenon observed was that the antifungal terbinafine affects the accumulation of transcripts of the genes sub3, sub5, and the keratinolytic activity according to nutritional source and T. rubrum strain. In addition, in stress conditions by alkaline pH the IDHP enzyme is preferably required for maintenance of the Krebs cycle, and the mutant pacC-1 requests the anaplerotic pathways in greater proportion than the wild type strain H6. It is important to emphasize that T. rubrum ICL enzyme has its enzymatic activity regulated by phosphorylation, being reduced by this post translational modification. The identification of this regulation mechanism by phosphorylation of ICL and icl transcripts analysis suggest that in T. rubrum the carbon flux regulation in the glyoxylate cycle occurs at both transcriptional and post-translational levels. The results also made possible the proposition of the first model for T. rubrum correlating metabolic pathways, supported by experimental data obtained after cultivation of this dermatophyte in keratin.