A glutamina e o glutamato são aminoácidos importantes no metabolismo bacteriano. A captação desses aminoácidos ocorre por meio de transportadores ativos do tipo ABC. No presente estudo avaliamos os sistemas de captação de glutamina/glutamato em Streptococcus mutans. Análises in silico revelaram a presença de dois operons que codificam sistemas de transporte de glutamina/glutamato: o operon gln, composto pelos genes e um segundo operon putativo composto pelos genes smu.1177c, smu.1178c e smu.1179c. Por meio de mutagênese sítio-específica foi possível obter a deleção do operon constituído pelos genes smu.1177c, smu.1178c e smu.1179c. O mutante (linhagem KG1) obtido apresentou redução na captação de glutamato e glutamina. O mesmo ocorreu em relação ao mutante deficiente no operon gln. O mutante KG1 apresentou maior capacidade de adesão a superfícies abióticas. Os resultados obtidos revelaram que tanto o operon gln como o operon definido pelos genes smu.1177c, smu.1178c e smu.1179c estão envolvidos na captação de glutamina e glutamato pelo S. mutans. / Glutamine and glutamate are important amino acids for bacteria metabolism. Their uptake occurs via active transporter systems of the ABC family. On the present study we evaluate the glutamine/glutamate transport systems of Streptococcus mutans. In silico analysis revealed the presence of two polycistronic operons related to transport of glutamine/glutamate: the gln operon and a putative operon composed by smu.1177c, smu.1178c and smu.1179c genes. A mutant deleted on the smu.1177c, smu.1178c and smu.1179c was successfully obtained by site-direct mutagenesis (KG1 strain), which demonstrated an impairment on glutamine and glutamate uptake, as shown by the mutant deleted on the gln operon. The KG1 strain demonstrated a gain on the abiotic surface adhesion The results revealed that both, gln operon and the operon consisted by smu.1177c, smu.1178c and smu.1179c, are involved to the internalization of glutamine and glutamate on S. mutans.

A sepse é a principal causa de morte em unidades de terapia intensiva (UTIs) no mundo. A reduzida disponibilidade do aminoácido mais abundante do organismo, a glutamina contribui para o complicado estado catabólico da sepse. No presente estudo investigamos os efeitos da suplementação oral com L-glutamina e L-alanina (GLN+ALA), ambos na norma livre e como dipeptídeo, L-alanil-L-glutamina (DIP), sobre o eixo glutamina-glutationa (GSH), sistema imune, inflamação, proteínas de choque térmico (HSPs) e expressão de genes envolvidos com vias de sinalização proteica em animais endotoxêmicos. Camundongos C57/B6 foram submetidos à endotoxemia (Escherichia coli LPS, 5 mg.kg-1, grupo LPS) e suplementados por 48 horas com L-glutamina (1 g.kg-1) e L-alanina (0,61 g.kg-1, grupo GLN+ALA-LPS) ou 1,49 g.kg-1 de DIP (grupo DIP-LPS). A endotoxemia promoveu depleção da concentração de glutamina no plasma (71%), músculo esquelético (50%) e fígado (49%), quando comparado ao grupo CTRL, sendo restauradas nos grupos DIP-LPS e GLN+ALA-LPS (P<0,05), fato que atenuou a redução da GSH e o estado redox (taxa GSSG/GSH) em eritrócitos circulantes, musculo e fígado (P<0,05). A suplementação em animais endotoxêmicos resultou em uma upregulation dos genes GSR, GPX1 e GCLC no músculo e fígado. A concentração das citocinas plasmáticasTNF-&#945;, IL-6, IL-1&#946; e IL-10 foi atenuada pelas suplementações, bem como a expressão de mRNAs envolvidos com a resposta inflamatória, ativadas pela via do NF-&#954;B(P<0,05). Concomitantemente, verificou-se aumento da capacidade proliferativa de linfócitos T e B circulantes nos grupos GLN+ALA-LPS e DIP-LPS. A expressão de mRNAs e a concentração de HSPs no tecido muscular foi restabelecida pelas suplementações, contudo, a expressão mRNAs relacionados às vias de síntese e degradação proteica foi somente estimulada no tecido hepático(P<0,05). Os resultados do presente estudo demonstram que a suplementação por via oral com GLN+ALA ou DIP podem ser utilizados clinicamente como métodos nutricionais em reverter o quadro de depressão da disponibilidade de glutamina corporal da sepse induzida por LPS, tendo impacto no eixo glutamina-glutationa, sistema imune e inflamatório. / Sepsis is the leading cause of death inintensive care units (ICUs) in the world.The availability ofthe most abundant amino acid in the body, glutamine, is reduced in this situation, fact that contribute to the complicated catabolic state of sepsis. In the present study, we investigated the effects of oral supplementation with L-glutamine and L-alanine (GLN+ALA), both in their free form and as a dipeptide, L-alanyl-L-glutamine (DIP) on glutamine-glutathione axis (GSH), immune and inflammatory system, heat shock proteins (HSPs) expression and gene expressions involved in protein signaling pathways during endotoxemia. C57/B6 mice were subjected to endotoxemia (Escherichia coli LPS, 5 mg.kg-1, LPS group) and supplemented for 48 hours with L-glutamine (1 g.kg-1) plus L-alanine(0.61 g.kg-1, GLN+ALA-LPS group) or 1.49 g.kg-1of DIP (DIP-LPS group). Endotoxemia promoted depletion glutamine concentration in plasma (71%), skeletal muscle (50%) and liver (49%), when compared to the CTRL group, and was restored in the DIP-LPS e GLN+ALA-LPS (P<0.05), fact that attenuate the reduction of GSH and the redox state (GSSG/GSH rate) in circulating erythrocytes, liver and muscle (P<0.05). Supplementations in endotoxemic mice resulted in upregulation of GSR, GCLC and GPX1 genes in muscle and liver. Plasma concentration of TNF-&#945;, IL-6, IL-1&#946; and IL-10 were attenuated by supplementation as well as the expression of mRNAs involved in the inflammatory response, activated by NF&#954;-B pathway (P <0.05). At the same time, high proliferative capacity of circulating T and B lymphocytes GLN+ALA-LPS e DIP-LPS were observed. HSPs (protein and mRNAs) and in muscle were restored by the supplements, however, the mRNAs expression related to the synthesis and degradation of protein pathways was only stimulated in the liver (P <0.05). Our results demonstrate that oral supplementation with GLN+ALA or DIP can be used as clinically nutritional methods to reverse the depression of body glutamine availability during sepsis induced by LPS, impacting on the glutamine-glutathione axis, immune and inflammatory system.

A glutamina é o aminoácido livre mais abundante no plasma e músculo, sendo utilizada em elevadas taxas por diversas células na manutenção e promoção de funções essenciais à homeostasia celular. Entretanto, em algumas situações catabólicas, entre as quais exercícios físicos intensos e prolongados ou exaustivos é observada a redução na concentração de glutamina, o que pode comprometer as funções celulares. A suplementação com dipeptídeos de glutamina, tais como a L-alanil-L-glutamina (DIP) pode representar um eficiente meio de fornecimento de glutamina por via oral para o organismo. Desta forma, ratos Wistar machos foram treinados e suplementados com o DIP (1,49 g&#8226;kg-1) ou uma solução contendo os aminoácidos L-glutamina (1 g&#8226;kg-1) e L-alanina (0,61 g&#8226;kg-1) livres (GLN+ALA) ou água (CON), sendo sacrificados em dois tempos, antes (TR) e após (INT) um exercício intenso de natação. No plasma, a concentração de glutamina, glutamato, glicose, amônia, CK, LDH, TNF-&#945; e PgE2 foram avaliadas. No músculo sóleo e gastrocnêmio e no fígado foram determinadas as concentrações de glutamina, glutamato, GSH, GSSG e proteínas totais. Antes do exercício intenso, ambas as suplementações atenuaram a liberação de CK no plasma. O grupo DIP-TR apresentou maior concentração de glutamato, GSH e GSH/GSSG no sóleo e fígado. Maior concentração de glutamina, glutamato, GSH ou GSH/GSSG foi observada no sóleo e fígado do grupo GLN+ALA-TR. Após o exercício intenso, ambas as suplementações atenuaram a liberação de amônia e TNF-&#945;, e no grupo DIP-INT menor concentração de PgE2 foi observada. Maior concentração de glutamina, glutamato e GSH/GSSG no sóleo e glutamato no gastrocnêmio foram encontrados nos grupos DIP-INT e GLN+ALA-INT. No fígado foi encontrada também maior concentração de GSH e GSH/GSSG, decorrentes das suplementações. Os nossos resultados levam à conclusão de que a suplementação oral com L-glutamina e L-alanina na forma livre ou como dipeptídeo, L-alanil-L-glutamina, pode aumentar os estoques musculares e hepáticos de GSH e alterar o estado redox celular, atenuando lesão e a inflamação induzidas pelo exercício físico. / Glutamine is the most abundant free amino acid found in plasma and muscle, and is utilized at high rates by many cells for maintenance and promotion of cell function. However, in some catabolic situations, like intense and prolonged or exhaustive physical exercise, a reduction in GLN availability is observed, fact that may impair the cell functions. Oral supplementation with dipeptides of glutamine, like L-alanyl-L-glutamine may serve as an interesting way to deliver glutamine to the organism. Male Wistar rats were trained and supplemented with DIP (1,49 g&#8226;kg-1) or mixture containing free L-glutamine (1 g&#8226kg-1) and Lalanine (0,61 g&#8226;kg-1) or water (CON) and sacrificed in distinct times: before (TR) and immediately after (INT) intense exercise of swim. Plasma and serum concentrations of glucose, GLN, glutamate, ammonia, CK, LDH, TNF-&#8226; and PgE2 were evaluated. In muscles (soleus and gastrocnemius) and liver GLN, glutamate, GSH, GSSG and total proteins also were evaluated. Low concentration of CK in plasma was observed in both supplemented groups before the exhaustive test. The DIP-TR presented more concentration of glutamate, GSH e GSH/GSSG in the soleus muscle and liver. Higher concentration of glutamine, glutamate and GSH/GSSG was seen in GLN+ALATR group. Both groups supplemented with DIP and GLN+ALA after the exhaustive test, exhibit decreases in ammonia and TNF-&#945;, and the group DIP-INT, demonstrated decrease in PgE2. Glutamine, glutamate and GSH/GSSG increases in the soleus and glutamate in the gastrocnemius increases in groups DIP-INT and GLN+ALA-INT. Increases in GSH and GSH/GSSG in liver were found in the same groups, compared to CON-INT. Our results indicate that oral supplementation with free L-glutamine added to L-alanine or the dipeptide, Lalanyl-L-glutamine, may influence the muscle and liver stores of GSH and the cellular redox state, and this may attenuate damage and inflammation induced by severe physical exercise.

Nos organismos eucariotos, aproximadamente 50% das proteínas traduzidas no citoplasma são transportadas para as organelas, onde irão desempenhar suas funções. Com isso, surgiu um intricado sistema de transporte intracelular de proteínas. Nas plantas, a presença de uma segunda organela endossimbionte, o plastídio, tornou este sistema mais complexo e gerou demanda adicional por transporte. Ainda, grande maioria das proteínas mitocondriais e plastidiais são codificadas por genes nucleares e importadas do citosol. O dogma uma proteína-uma localização foi associado ao conceito de um gene-uma proteína na biologia celular. Entretanto, proteínas individuais podem ter mais de uma função, e mais recentemente, proteínas codificadas por um único gene foram identificadas em mais de um compartimento subcelular, o que deu origem ao conceito de duplo direcionamento (DD). Um exemplo bem estudado de DD vem das proteínas da família das aminoacil-tRNA sintetases (aaRS), que participam da síntese protéica ao acoplar o aminoácido ao seu tRNA cognato. Dentre as aaRSs, a glutamil-tRNA sintetase citosólica (GluRS), através de sua extensão N-terminal, parece estar envolvida com outras funções além da tradução. Em Arabidopsis thaliana, há dois genes nucleares que codificam a GluRS, um para uma proteína de duplo direcionamento (DD) e outro para uma proteína citosólica. Resultados recentes em nosso laboratório mostraram que a GluRS citosólica pode estar relacionada ao controle da localização subcelular de proteínas organelares em Arabidopsis. Para verificar um eventual papel desta proteína na localização subcelular de outras proteínas, foram realizados ensaios de duplo-híbrido em levedura, os quais mostraram interação entre a GluRS e a glutamina sintetase (GS) de Arabidopsis thaliana, proteína de DD para mitocôndrias e cloroplastos Esta interação foi confirmada in planta, sendo a sequência da GluRS responsável pela interação localizada na região N-terminal, do resíduo 207 ao 316. Análises filogenéticas apontam que esta região encontra-se ausente nas bactérias e que originou-se provavelmente em Archea, entre 2,6 e 1,8 bilhões de anos. Além disso, observa-se que esta sequência é conservada em fungos, musgos e plantas vaculares, tendo originado-se em Arabidopsis há cerca de 2 bilhões de anos. / In eukaryotic organisms, about 50% of cytoplasmic translated proteins are transported to the organelles, where they can play their roles. Thus, a complex system for intracellular transport was established. In plants, the presence of a second endosymbiont organelle, the plastid, turned this system still more intricated and required an additional transport mechanism. Besides, most of organellar proteins are coded by nuclear genes and imported from the cytosol. The one protein-one localization was associated to the idea of one gene-one protein, which has long been established in molecular biology. However, individual proteins can show more than one function, and recently, proteins coded by one single gene were identified in more than one subcellular compartment, which has originated the concept of dual targeting. One of the most studied example of dual targeted proteins is the aminoacyl-tRNA synthetase (aaRS) family, which are related to protein synthesis by attaching the correct amino acid onto the cognate tRNA molecule. Among the aaRSs, cytosolic glutamyl-tRNA synthetase (GluRS), through its N-terminal extension, seems to be involved in other cellular role beyond translation. In Arabidopsis thaliana, there are two genes encoding GluRS, one for a dual-targeted protein and other for a cytosolic protein. Recent results in our laboratory showed that GluRS interacts with proteins destinated to other organelles, which suggest that this protein might have a role in interfering on protein localization in Arabidopsis. In order to gain some information on the role of this protein in subcellular localization, yeast two-hybrid assays were performed. These studies showed the interaction between GluRS and glutamine synthetase (GS), a mitochondrial and chloroplastic dual-targeted protein. This interaction was confirmed in planta. In addition, the GluRS sequence associated to protein interaction was localized at its N-terminal portion, between the residues 207 316. Phylogenetic analysis revealed that this region is absent in bacteria and it probably arose from Archea between 2.6 and 1.8 billion years ago. Also, this sequence is conserved in fungi, moss and all the green plants investigated. Finally, datation analysis showed that this sequence arose in Arabidopsis between 2 and 1.7 billion years ago.

Introdução: A isquemia e reperfusão, que ocorre durante cirurgia renal, pode desencadear lesões que são mediadas por radicais livres produzidos na fase de reperfusão. A glutamina exerce propriedades positivas no sistema antioxidante por ação da glutationa. O pré- condicionamento isquêmico aumenta a tolerância a tecidos que sofrem isquemia. Objetivo: Avaliar a ação da glutamina associada ao pré-condicionamento isquêmico na isquemia e reperfusão renal em modelo animal. Métodos: Cinquenta ratos winstar machos foram submetidos à nefrectomia a direita. No oitavo dia de pós-operatório os animais foram randomizados em cinco grupos (n=10) que foram assim divididos: grupo I - grupo Sham, grupo II - grupo isquemia e reperfusão, grupo III - grupo pré-condicionamento isquêmico, grupo IV - grupo glutamina e grupo V- pré-condicionamento isquêmico associado a glutamina. Os grupos IV e V receberam glutamina através de gavagem por sete dias. Ao final do 14º dia da nefrectomia procedeu-se a isquemia renal esquerda por 45 minutos. Após 1 e 7 dias, cinco animais de cada subgrupo foram submetidos a nova cirurgia com coleta de sangue e retirada de tecido renal. Resultados: Após um dia de reperfusão o grupo V apresentou os níveis mais elevados de glutationa reduzida (2,55±0,34mmol/g tecido) quando comparado aos outros grupos. A atividade da enzima superóxido dismutase apresentou-se elevada no grupo V quando comparado ao grupo II (p=0.018). Já no sétimo dia de reperfusão o grupo V apresentou-se com a maior atividade da enzima glutationa peroxidase dentre todos os grupos (p=0.009), bem como a atividade da enzima glutationa reduzida (p=0,001). Neste mesmo dia a superóxido dismutase mostrou-se mais elevada no grupo V quando comparado aos grupos que sofreram intervenção isquêmica (p=0.02). No sétimo dia a caspase-3 e a proteína carbonilada do grupo V se mostraram com maiores valores quando comparados aos grupos restantes. A associação da glutamina ao pré-condicionamento isquêmico elevou a glutationa reduzida e superóxido dismutase no grupo no primeiro dia após a reperfusão. No sétimo dia após a reperfusão se observa uma persistente elevação da superóxido dismutase, enzimas glutationa peroxidase e glutationa redutase bem como os níveis de caspase-3 e proteína carbonilada. Conclusão: Neste modelo de isquemia renal por clampeamento de pedículo seguido de reperfusão se conclui que há uma potencialização do efeito antioxidante da associação da glutamina e pré-condicionamento isquêmico após 24 horas de reperfusão, entretanto tal efeito não é mantido até o sétimo dia após a reperfusão. / Introduction: Ischemia and reperfusion injury that occurs during renal surgery can trigger injuries that are mediated by free radicals generated in the reperfusion phase. Glutamine exerts positive properties in the antioxidant system by the action of glutathione. Ischemic preconditioning increases tolerance to tissue suffering ischemia. Objective: To evaluate the action of glutamine associated with ischemic preconditioning in ischemia and reperfusion in animal models. Methods: Fifty rats Winstar males underwent nephrectomy right. On the eighth day after the operation the animals were randomized into five groups (n = 10) were divided as follows: Group I - sham group, II - ischemia and reperfusion group, III - ischemic preconditioning group, IV - glutamine group and group V- ischemic preconditioning group associated with glutamine. Groups IV and V received glutamine via gavage for seven days. At the end of 14 days nephrectomy proceeded to the left renal ischemia for 45 minutes. After 1 and 7 days, five animals in each subgroup underwent new surgery with blood collection and removal of kidney tissue. Results: After one day reperfusion group V showed higher levels of reduced glutathione (2.55 ± 0,34mmol / g tissue) compared to other groups. The enzyme activity superoxide dismutase showed up high in the V group compared to group II (p = 0.018). In the seventh day of reperfusion group V presented with the increased activity of glutathione peroxidase enzyme among all groups (p = 0.009) as well as the activity of reduced glutathione (p = 0.001). On the same day the superoxide dismutase was shown to be higher in the V group compared to groups who have suffered ischemic intervention (p = 0.02). On the seventh day caspase- 3 and protein carbonyl group V are shown with larger values when compared to the other groups. The association of glutamine to ischemic preconditioning increased the reduced glutathione and superoxide dismutase in the group on the first day after reperfusion. On the seventh day after reperfusion is observed a persistent elevation of superoxide dismutase, glutathione peroxidase enzymes and glutathione reductase and the levels of caspase-3 and protein carbonyl. Conclusion: In this model of renal ischemia by clamping the pedicle followed by reperfusion is concluded that there is a potentiation of the antioxidant effect of glutamine association and ischemic preconditioning after 24 hours of reperfusion, however this effect is not maintained until the seventh day after reperfusion.

Orientador: Patricia de Oliveira Prada / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Aplicadas / Made available in DSpace on 2018-08-25T21:25:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Reis_SabrinaKaren_M.pdf: 2044889 bytes, checksum: 02eeb1437ecda9df9b2500ae61a282e8 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Obesidade está associada à inflamação crônica de baixo grau e ao desenvolvimento da resistência à insulina. A suplementação com L-glutamina tem sido utilizada para reduzir a inflamação em pacientes críticos. No entanto, os efeitos da suplementação deste aminoácido em doenças inflamatórias de baixo grau, como a obesidade, ainda não foram investigados. Por tanto o objetivo do presente estudo foi investigar se a suplementação oral com L-glutamina altera a massa corporal, circunferência da cintura, sensibilidade à insulina e os níveis séricos de hormônios relacionados ao metabolismo energético em indivíduos com sobrepeso e obesidade. Foi realizado um estudo clínico randomizado, simples cego com 67 voluntários adultos do Hospital Estadual de Sumaré (HES), classificados com sobrepeso (IMC 25 a 29,9 kg/m²) ou obesidade (IMC ? 30). Os indivíduos foram suplementados com 30 g/dia de glutamina ou alanina durante 14 dias. Os níveis séricos de insulina, leptina, adiponectina e GLP-1 foram avaliados no período pré e pós-suplementação, pelo método de ELISA. A glicose sérica foi avaliada pelo método da glicose oxidase. O índice de HOMA foi calculado. A massa corporal, o índice de massa corporal (IMC), a circunferência da cintura e o recordatório alimentar de 24 horas, também, foram avaliados pré e pós-suplementação. A suplementação oral com L-glutamina não alterou a massa corpórea e o IMC, no entanto reduziu a circunferência da cintura e os níveis séricos de leptina, sugerindo uma diminuição na massa adiposa. Não houve diferença significativa nos níveis séricos de glicose, adiponectina e GLP-1. Entretanto, houve uma redução nos níveis séricos de insulina e índice de HOMA, sugerindo uma redução na inflamação de baixo grau e uma melhora na sensibilidade à insulina. Os dados obtidos sugerem que a suplementação oral com L-glutamina em um curto período de tempo pode reduzir a massa adiposa de indivíduos com sobrepeso e obesidade. Essa redução refletiu nos níveis séricos de leptina e provavelmente nos níveis séricos de insulina, melhorando a sensibilidade à insulina. Por tanto, a suplementação com L-glutamina pode tornar-se uma abordagem terapêutica interessante para os indivíduos com sobrepeso e obesidade / Abstract: Obesity is associated with low-grade inflammation and insulin resistance. Glutamine supplementation has been used to reduce inflammation in critically ill patients. However, the effects of glutamine supplementation were not yet investigated in diseases with lowgrade inflammation such as obesity. Previous data showed that glutamine supplementation reduced inflammation, adipose mass and improved insulin sensitivity of obese rats. Thus, the aim of this study was to investigate whether oral glutamine supplementation alters body weight (BW), waist circumference (WC) and hormones levels and insulin sensitivity in overweight and obese humans. A randomized clinical trial, single blind with 67 adult volunteers from the State Hospital of Sumaré (HES), classified as being overweight (IMC 25 a 29,9 kg/m²) or obese (IMC ? 30) was performed. The subjects were supplemented with 30 g / day glutamine or alanine for 14 days. Serum levels of insulin, leptin, adiponectin and GLP-1 were evaluated before and after supplementation, by ELISA. Serum glucose was measured by glucose oxidase method. The HOMA index was calculated. The body weight, body mass index (BMI), waist circumference and 24-hour food record were also evaluated before and after supplementation. Glutamine supplementation did not change BW and BMI, however, reduced WC and serum leptin levels, suggesting a decrease in fat mass. Glutamine supplementation l did not alter serum adiponectin, GLP-1 and glucose levels. However, was reduced insulin levels and HOMA index, suggesting a reduction in low-grade inflammation associated with an improvement of insulin sensitivity. The data suggest that oral supplementation with L-glutamine in a short period of time can reduce fat mass in overweight and obese individuals. This reduction reflected in serum leptin levels and probably in serum insulin levels, improving insulin sensitivity. Thus, glutamine supplementation may become an interesting therapeutic approach for individuals with overweight and obesity / Mestrado / Nutrição / Mestra em Ciências da Nutrição e do Esporte e Metabolismo

Orientador: Patricia de Oliveira Prada / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Aplicadas / Made available in DSpace on 2018-08-26T02:10:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_AlessandraZaninZambomde_M.pdf: 4234168 bytes, checksum: b7f596f6fcaa8a1d60980a17c3aeb76d (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Introdução: Inúmeros fatores contribuem para o aumento da obesidade em todo o mundo. Recentemente, a microbiota intestinal ganhou destaque devido ao seu poder de predispor ou inibir o ganho de peso. Alguns nutrientes são capazes de alterar a composição da microbiota intestinal, o que pode trazer efeitos benéficos ou maléficos, como a obesidade. O aminoácido L-glutamina, além de suas inúmeras funções orgânicas e imunológicas, é conhecido por desempenhar importante papel no trofismo intestinal. O objetivo do presente estudo foi investigar alterações na composição da microbiota intestinal de indivíduos com sobrepeso ou obesidade após suplementação oral com L-glutamina. Métodos: Voluntários com sobrepeso ou obesidade foram selecionados para ingerir 30g de L-glutamina (GLN) por via oral ao dia, por um período de quatorze dias. O grupo controle recebeu L-alanina (ALA) no mesmo tempo e proporção. Amostras de sangue e fezes foram coletadas para análises. Para classificação taxonômica das bactérias intestinais, foi realizado sequenciamento do gene 16S RNA ribossomal. Análises de bioinformática foram conduzidas com base no banco de dados RDP (Ribosomal Database Project). Para análise dos dados, estratégias estatísticas variadas foram utilizadas. Resultados: Após quatorze dias de suplementação, os participantes do grupo GLN exibiram diferenças significativas nos filos Actinobacteria e Firmicutes e nos gêneros Dialister, Dorea, Pseudobutyrivibrio e Veillonella, comparados com o grupo ALA. A razão F / B (Firmicutes / Bacteroidetes), um bom biomarcador para a obesidade, reduziu de 0,85 para 0,57 no grupo GLN e ao contrário, aumentou de 0,91 para 1,12 no grupo ALA. Conclusão: A suplementação oral do aminoácido L-glutamina, em humanos com sobrepeso e obesidade, por um período de quatorze dias, promove alterações na composição da microbiota intestinal similares às promovidas pela perda de peso / Abstract: Introduction: Several factors contribute to the increase of obesity worldwide. Recently, the gut microbiota gained prominence due to its power to predispose or inhibit weight gain. Some nutrients are able to change the composition of the gut microbiota, what can bring beneficial or harmful effects, such as obesity. The amino acid L-glutamine, in addition to its numerous organic and immune functions, is known to play an important role in intestinal tropism. The aim of this study was to investigate changes in the composition of the gut microbiota of overweight or obese adults after oral supplementation with L-glutamine. Methods: Overweight or obese subjects were selected to orally ingest 30g of L-glutamine (GLN) daily for a period of fourteen days. The control group received L-alanine (ALA) in the same period and proportion. Blood and feces were collected for analysis. The 16S rRNA gene sequence was performed for taxonomic classification of intestinal bacteria. Bioinformatics analysis was conducted based on RDP (Ribosomal Database Project). For data analysis, varied statistical strategies were used. Results: After fourteen days of supplementation, participants in the GLN group showed significant differences in the Firmicutes and Actinobacteria phyla and Dialister, Dorea, Pseudobutyrivibrio and Veillonella genera, compared with the ALA group. The F / B (Firmicutes / Bacteroidetes) ratio, a good biomarker for obesity, decreased from 0.85 to 0.57 in GLN group and, as opposed, increased from 0.91 to 1.12 in the ALA group. Conclusion: Oral supplementation with the amino acid L-glutamine in overweight and obese humans, for a period of fourteen days, alters the composition of the gut microbiota in a similar way to weight loss / Mestrado / Nutrição / Mestra em Ciências da Nutrição e do Esporte e Metabolismo

Glutamine synthetase (GS) is a key enzyme in nitrogen (N) assimilation, especially during seed development. This thesis has identified three cytosolic GS isoforms (HvGS1) in barley (Hordeum vulgare L. cv Golden Promise). The quantitation of gene expression, isoform localisation and response to N supply has revealed that each gene plays a non-redundant role in different tissues throughout seedling development. The localisation of HvGS1_1 in vascular cells of different tissues, combined with its abundance in the stem and its response to changes in N supply, indicate that HvGS1_1 is important in N transport and remobilisation. HvGS1_1 is located on chromosome 6H at 72.54 cM, close to the marker HVM074 which is associated with a major quantitative trait locus (QTL) for grain protein content (GPC). HvGS1_1 may be a potential candidate gene to manipulate barley GPC. HvGS1_2 mRNA was localised to the leaf mesophyll cells, in both the cortex and the pericycle of roots and was the dominant HvGS1 isoform in these tissues. HvGS1_2 expression increased in the leaves with an increasing supply of N, suggesting that its role is in the primary assimilation of N. HvGS1_3 was specifically and predominantly localised in the grain, being highly expressed throughout grain development. HvGS1_3 expression increased specifically in the roots of plants grown on high NH₄⁺ suggesting that it has a primary role in grain N assimilation and also in the protection from ammonium toxicity in roots. The expression of the HvGS1 genes is directly correlated with both protein and enzymatic activity, indicating that transcriptional regulation is of prime importance in the control of GS activity in barley. Analysis of 15 different barley cultivars found no correlation between HvGS expression and various desirable attributes. Transgenics which over-express and silence individual HvGS1 isoforms have been produced and confirmed, to analyse for changes in beneficial traits.

Using a mechanism-based approach to drug discovery, efforts have been directed towards developing novel ATP mimics that can act as GS inhibitors. The purine-based systems, adenosine, adenine and allopurinol, were identified as possible scaffolds for potential ATP mimics, while various meta-disubstituted benzenoid compounds, 3-aminobenzonitrile, 3-aminophenol, resorcinol, 3-aminobenzyl alcohol, 3-hydroxybenzoic acid and 3-aminobenzoic acid have been explored as adenine analogues. These compounds were treated with different alkylating and acylating agents. Allylation of all the substrates was achieved using allyl bromide and N-9 alkylation of protected allopurinol was effected using a number of specially prepared Baylis-Hillman adducts. Acylation of the benzenoid precursors with chloroacetyl chloride, acetoxyacetyl chloride, acryloyl chloride and specially prepared 2,3,4,5,6-pentaacetylgluconoyl chloride afforded the corresponding mono- and /or diacylated products in varying yields (4-96%). Elaboration of the alkylated and acylated products has involved the reaction of hydroxy systems with diethyl chloro phosphate and chloro derivatives with triethyl phosphite in Arbuzov-type reactions to afford phosphorylated products. In all cases, products were fully characterized using 1- and 2-D NMR analysis and, where appropriate, high-resolution mass spectrometry. The application of Modgraph and ChemWindow NMR prediction programmes has been explored and the resulting data have been compared with experimental chemical shift assignments to confirm chemical structures and, in some cases, to establish the position of allylation or acylation. Experimental assignments were found to be generally comparable with the Modgraph data, but not always with the ChemWindow values. The docking of selected products in the 'active-site' of GS and their structural homology with ATP, both in their free and bound conformations have been studied using the ACCELERYS Cerius² platform. All the selected ATP mimics exhibit some form of interaction with the 'active-site' residues, and a number of them appear to be promising GS ligands.

Orientador: Fernando Cendes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-08T02:39:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Reis_Fabiano_D.pdf: 3196665 bytes, checksum: f3fe729b0424ba25ff3eeb552bd7510e (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Estudamos o líquor (LCR) de 24 pacientes com esclerose múltipla (EM) e 11 sujeitos controles por espectroscopia de prótons de alta resolução por ressonância magnética. A aplicação da espectroscopia de prótons do LCR pode detectar metabólitos em situações normais e patológicas. O objetivo deste trabalho foi avaliar quais alterações metabólicas estão associadas à EM e estabelecer se as alterações da composição do líquor dos pacientes com EM reflete alterações metabólicas que ocorrem nesta doença desmielinizante. Foram analisadas amostras de líquor obtidas por punção lombar em 24 pacientes com EM (clinicamente definida), 9 homens e 15 mulheres, com idade média de início da doença de 30 anos; pacientes com polineuropatia idiopática, cefaléia, síndromes meningorradiculares e um paciente que fora submetido à punção para mielo-CT, foram utilizados como controles (11 pacientes). Uma porção de cada amostra de líquor foi armazenada para análise por RM, na qual 0,5 ml de LCR foram adicionados a 0,1 ml de 0,75 mM de TSP (sodium 3-trimethyl-sÍ!ylpropionate-2,2,3,3-d). Foi utilizado um espectrômetro VARIAN INOVA-500 (11,7 T), que opera a 499,886 MHz. Os espectros foram armazenados a 298 K e representaram a soma de 64 transientes adquiridos de dados 64 K, com amplitude espectral de 10 kíiz. Todos os espectros foram ajustados previamente à análise estatística multivariada e o padrão de reconhecimento foi ajustado ao pico do TPS para a mesma altura em todas as amostras e corrigidos os desvios espectrais e a linha de base. A concentração de metabólitos do líquor de pacientes com EM e controles foi estabelecida pela integração de picos isolados medidos relativos a TSP, corrigidos para o número relativo de prótons. As principais diferenças encontradas entre EM e controles foram aumentos dos níveis de acetoacetato, glutamina/glutamato e beta-hidroxibutirato nos pacientes com EM em comparação aos controles. Alanina, treonina, valina, leucina e isoleucina constituem cerca de 40% dos proteolípides da míelina e cerca de 20% da proteína básica da mielina. Acetoacetato e beta-hidroxibutirato resultam da degradação destes aminoácidos, que além de estarem relacionados à degradação desses aminoácidos, podem ser resultantes da patologia em oligodendrócitos / Abstract: We studied cerebrospinal fluid (CSF) of 24 patients with multiple sclerosis (MS) and 11 control subjects by high resolution proton MR spectroscopy. The application of 1 H magnetic resonance spectroscopy in cerebrospinal fluid (CSF) analysis may detect metabolites in normal and pathological conditions. The purpose of this work was to evaluate what biochemical changes were related to multiple sclerosis (MS) and establish whether the CSF composition in MS patients reflects metabolic changes occurring in this demyelinating disease. CSF samples obtained by lumbar puncture in 24 MS patients (clinically definite), 9 male and 16 female, with mean age of disease beginning around 30 years, patients with idiopathic polyneuropathy ; headache, and meningitis, and one patient submitted to myelo-tomography were used as controls (11 patients). A portion of each CSF sample was stored until NMR analysis, at which time 0,5 ml CSF were added to 0,1 ml of 0,75 mM sodim 3-trimethyl-silylpropionate-2,2,3,3-d (TSP), chemical shift reference (0,0 ppm), in D20. A Varian INOVA-500 (11,7 T) spectrometer, operating at 499,886 MHz, was used. Spectra were recorded at 298 K and represented the sum of 64 transients acquired over 64 K data points with a spectral width of 10 kHz, All spectra were treated prior to the multivariate statistics and pattern recognition by adjusting the TPS peak to the same height and by correcting the spectra shift and baseline. Metabolite concentrations in CSF from the patients with MS and controls were determined by integration of isolated peaks measured relative to TSP, correcting for the relative number of protons. The major differences between the MS and control patients by visual inspection were the relative increased levels of acetoacetate; glutamine/glutamate and beta-hydroxybutirate in MS patients, compared to controls. Alanine, threonine, valine, leucine and isoleucine account for 40% of the myelin proteolipid protein and for 20% of the myelin basic protein. Acetoacetate and beta-hydroxybutirate result from the degradation of these aminoacids, which besides being related to the breakdown of myelin, may result of oligodendrocyte pathology. During inflammation, lymphocytes, microglia and macrophages release excessive amounts of glutamate. Astrocytes impairment of glutamate uptake may contribute to excitotoxic damage of oligodendrocytes in MS / Doutorado / Neurociencias / Doutor em Fisiopatologia Medica