As espécies reativas de oxigênio (ERO) afetam significativamente a homeostase redox celular. No entanto, o peróxido de hidrogênio (H2O2), uma das ERO mais estudadas, é considerado regulador chave em uma série de processos fisiológicos, dependendo de sua concentração na célula: em baixas concentrações atua como molécula sinalizadora envolvida na aclimatação da planta a estresses, desencadeando tolerância a estresses bióticos e abióticos; por outro lado, em altas concentrações o H2O2 pode levar à morte celular. Gradientes de ERO e fitohormônios têm influência nas respostas de crescimento local e consecutivamente afetam o estado redox celular. Diversos fitohormônios afetam a sinalização redox celular controlando processos de crescimento e defesa. Os níveis de H2O2 intracelulares são controlados pela ação de diversas enzimas da classe das peroxidases e catalases. Dentre as peroxidases, a família de proteínas GPX pode ser encontrada em praticamente todos os reinos e vem sendo cada vez mais estudada em plantas. Em arroz, essa família é composta de cinco genes, enquanto em Arabidopsis foram identificados oito genes. Este trabalho teve como objetivo caracterizar funcionalmente as GPX mitocondriais e cloroplastídica de arroz e sete dos oito genes de Arabidopsis thaliana. Mutantes knockout de Arabidopsis para os genes AtGPX1, AtGPX2, AtGPX3, AtGPX4, AtGPX6, AtGPX7 e AtGPX8 foram obtidos.Nesta espécie, pelo menos AtGPX2, AtGPX3 e AtGPX6 são necessárias para a correta formação da arquitetura da raiz dependente dos hormônios ABA, auxina e SL. O sileciamento por RNAi em arroz para os genes OsGPX1, OsGPX3 e OsGPX4 gerou plantas com crescimento deficiente de raiz, parte área e formação de panículas. A redução em 80% da expressão gênica da isoforma cloroplastídica (OsGPX4) foi letal para o desenvolvimento de plântulas regeneradas a partir de calos de arroz, enquanto que a redução da expressão de 40% e 95% de OsGPX1 (GPX1s) e OsGPX3 (GPX3s), respectivamente, não impediu a regeneração de plantas. No entanto, plantas GPX1s apresentaram menor tamanho, menor número de panículas e menor produção de sementes em comparação com as plantas NT (não transformadas). Adicionalmente, plantas GPX3s apresentaram redução do comprimento tanto da parte aérea quanto das raízes, além de acúmulo de H2O2 cerca de vinte vezes maior do que a planta NT. Neste trabalho, foi demonstrada a participação das enzimas GPX durante o desenvolvimento vegetativo e reprodutivo de plantas de arroz e o estabelecimento da arquitetura da raiz dependente de hormônios em Arabidopsis. O conjunto de dados obtidos contribuempara o entendimento do papel dessas enzimas na homeostase redox, como também na interação com fitohormônios nos processos de desenvolvimento e defesa vegetais. / Reactive oxygen species (ROS) affect significantly cellular redox homeostasis. Hydrogen peroxide (H2O2), one of the most studied ROS, is considered a key regulator in a number of physiological processes dependent of its concentration in the cell: at low concentrations acts as a signaling molecule involved in plant acclimation to stress, triggering tolerance to biotic and abiotic stresses; on the other hand, at high concentrations can promote cell death. Gradients of ROS and phytohormones can influence the responses of local growth and consecutively can affect the cellular redox state. Several phytohormones affect redox signaling processes controlling cell growth and defense. The intracellular levels of H2O2 are controlled by the action of several enzymes like peroxidases and catalases. Among the peroxidases, the GPX family of proteins can be found in virtually all kingdoms and is being increasingly studied in plants. In rice, this family consists of five genes, while in Arabidopsis eight genes were identified. This study aimed to characterize functionally rice and Arabidopsis GPX genes. Arabidopsis thaliana nockout mutants for AtGPX1, AtGPX2, AtGPX3, AtGPX4, AtGPX6, and AtGPX7 AtGPX8 genes were obtained. In Arabidopsis, at least AtGPX2, AtGPX3 and AtGPX6 are necessary to hormone-dependent control of root achitecture formation. RNAi knockdown in rice of OsGPX1, and OsGPX3 OsGPX4 generated plants with shorter root and shoot lengths, and deficient panicle formation. An 80% gene expression reduction of the chloroplastic isoform (OsGPX4) was lethal, and impaired the regeneration of plants from rice calli, whereas the reduction of expression in 40% and 95% of OsGPX1 (GPX1s) and OsGPX3 (GPX3s), respectively, did not prevent plant regeneration. However, GPX1s plants were smaller and had fewer panicles and seed compared to NT (non-transformed) plants. Additionally, GPX3s plants showed reduced length of the shoot as roots and accumulation of H2O2 about twenty times greater than the plant NT. GPX participation during vegetative and reproductive development of rice plants and the hormone-dependent root arquitecture formation in Arabidopsis was demonstrated in this work. The data set obtained contributed to the understanding of the role of these enzymes in the redox homeostasis, as well as how the interaction with phytohormones in development processes and plant defense occurs.

As espécies reativas de oxigênio (ERO) afetam significativamente a homeostase redox celular. No entanto, o peróxido de hidrogênio (H2O2), uma das ERO mais estudadas, é considerado regulador chave em uma série de processos fisiológicos, dependendo de sua concentração na célula: em baixas concentrações atua como molécula sinalizadora envolvida na aclimatação da planta a estresses, desencadeando tolerância a estresses bióticos e abióticos; por outro lado, em altas concentrações o H2O2 pode levar à morte celular. Gradientes de ERO e fitohormônios têm influência nas respostas de crescimento local e consecutivamente afetam o estado redox celular. Diversos fitohormônios afetam a sinalização redox celular controlando processos de crescimento e defesa. Os níveis de H2O2 intracelulares são controlados pela ação de diversas enzimas da classe das peroxidases e catalases. Dentre as peroxidases, a família de proteínas GPX pode ser encontrada em praticamente todos os reinos e vem sendo cada vez mais estudada em plantas. Em arroz, essa família é composta de cinco genes, enquanto em Arabidopsis foram identificados oito genes. Este trabalho teve como objetivo caracterizar funcionalmente as GPX mitocondriais e cloroplastídica de arroz e sete dos oito genes de Arabidopsis thaliana. Mutantes knockout de Arabidopsis para os genes AtGPX1, AtGPX2, AtGPX3, AtGPX4, AtGPX6, AtGPX7 e AtGPX8 foram obtidos.Nesta espécie, pelo menos AtGPX2, AtGPX3 e AtGPX6 são necessárias para a correta formação da arquitetura da raiz dependente dos hormônios ABA, auxina e SL. O sileciamento por RNAi em arroz para os genes OsGPX1, OsGPX3 e OsGPX4 gerou plantas com crescimento deficiente de raiz, parte área e formação de panículas. A redução em 80% da expressão gênica da isoforma cloroplastídica (OsGPX4) foi letal para o desenvolvimento de plântulas regeneradas a partir de calos de arroz, enquanto que a redução da expressão de 40% e 95% de OsGPX1 (GPX1s) e OsGPX3 (GPX3s), respectivamente, não impediu a regeneração de plantas. No entanto, plantas GPX1s apresentaram menor tamanho, menor número de panículas e menor produção de sementes em comparação com as plantas NT (não transformadas). Adicionalmente, plantas GPX3s apresentaram redução do comprimento tanto da parte aérea quanto das raízes, além de acúmulo de H2O2 cerca de vinte vezes maior do que a planta NT. Neste trabalho, foi demonstrada a participação das enzimas GPX durante o desenvolvimento vegetativo e reprodutivo de plantas de arroz e o estabelecimento da arquitetura da raiz dependente de hormônios em Arabidopsis. O conjunto de dados obtidos contribuempara o entendimento do papel dessas enzimas na homeostase redox, como também na interação com fitohormônios nos processos de desenvolvimento e defesa vegetais. / Reactive oxygen species (ROS) affect significantly cellular redox homeostasis. Hydrogen peroxide (H2O2), one of the most studied ROS, is considered a key regulator in a number of physiological processes dependent of its concentration in the cell: at low concentrations acts as a signaling molecule involved in plant acclimation to stress, triggering tolerance to biotic and abiotic stresses; on the other hand, at high concentrations can promote cell death. Gradients of ROS and phytohormones can influence the responses of local growth and consecutively can affect the cellular redox state. Several phytohormones affect redox signaling processes controlling cell growth and defense. The intracellular levels of H2O2 are controlled by the action of several enzymes like peroxidases and catalases. Among the peroxidases, the GPX family of proteins can be found in virtually all kingdoms and is being increasingly studied in plants. In rice, this family consists of five genes, while in Arabidopsis eight genes were identified. This study aimed to characterize functionally rice and Arabidopsis GPX genes. Arabidopsis thaliana nockout mutants for AtGPX1, AtGPX2, AtGPX3, AtGPX4, AtGPX6, and AtGPX7 AtGPX8 genes were obtained. In Arabidopsis, at least AtGPX2, AtGPX3 and AtGPX6 are necessary to hormone-dependent control of root achitecture formation. RNAi knockdown in rice of OsGPX1, and OsGPX3 OsGPX4 generated plants with shorter root and shoot lengths, and deficient panicle formation. An 80% gene expression reduction of the chloroplastic isoform (OsGPX4) was lethal, and impaired the regeneration of plants from rice calli, whereas the reduction of expression in 40% and 95% of OsGPX1 (GPX1s) and OsGPX3 (GPX3s), respectively, did not prevent plant regeneration. However, GPX1s plants were smaller and had fewer panicles and seed compared to NT (non-transformed) plants. Additionally, GPX3s plants showed reduced length of the shoot as roots and accumulation of H2O2 about twenty times greater than the plant NT. GPX participation during vegetative and reproductive development of rice plants and the hormone-dependent root arquitecture formation in Arabidopsis was demonstrated in this work. The data set obtained contributed to the understanding of the role of these enzymes in the redox homeostasis, as well as how the interaction with phytohormones in development processes and plant defense occurs.

As espécies reativas de oxigênio (ERO) afetam significativamente a homeostase redox celular. No entanto, o peróxido de hidrogênio (H2O2), uma das ERO mais estudadas, é considerado regulador chave em uma série de processos fisiológicos, dependendo de sua concentração na célula: em baixas concentrações atua como molécula sinalizadora envolvida na aclimatação da planta a estresses, desencadeando tolerância a estresses bióticos e abióticos; por outro lado, em altas concentrações o H2O2 pode levar à morte celular. Gradientes de ERO e fitohormônios têm influência nas respostas de crescimento local e consecutivamente afetam o estado redox celular. Diversos fitohormônios afetam a sinalização redox celular controlando processos de crescimento e defesa. Os níveis de H2O2 intracelulares são controlados pela ação de diversas enzimas da classe das peroxidases e catalases. Dentre as peroxidases, a família de proteínas GPX pode ser encontrada em praticamente todos os reinos e vem sendo cada vez mais estudada em plantas. Em arroz, essa família é composta de cinco genes, enquanto em Arabidopsis foram identificados oito genes. Este trabalho teve como objetivo caracterizar funcionalmente as GPX mitocondriais e cloroplastídica de arroz e sete dos oito genes de Arabidopsis thaliana. Mutantes knockout de Arabidopsis para os genes AtGPX1, AtGPX2, AtGPX3, AtGPX4, AtGPX6, AtGPX7 e AtGPX8 foram obtidos.Nesta espécie, pelo menos AtGPX2, AtGPX3 e AtGPX6 são necessárias para a correta formação da arquitetura da raiz dependente dos hormônios ABA, auxina e SL. O sileciamento por RNAi em arroz para os genes OsGPX1, OsGPX3 e OsGPX4 gerou plantas com crescimento deficiente de raiz, parte área e formação de panículas. A redução em 80% da expressão gênica da isoforma cloroplastídica (OsGPX4) foi letal para o desenvolvimento de plântulas regeneradas a partir de calos de arroz, enquanto que a redução da expressão de 40% e 95% de OsGPX1 (GPX1s) e OsGPX3 (GPX3s), respectivamente, não impediu a regeneração de plantas. No entanto, plantas GPX1s apresentaram menor tamanho, menor número de panículas e menor produção de sementes em comparação com as plantas NT (não transformadas). Adicionalmente, plantas GPX3s apresentaram redução do comprimento tanto da parte aérea quanto das raízes, além de acúmulo de H2O2 cerca de vinte vezes maior do que a planta NT. Neste trabalho, foi demonstrada a participação das enzimas GPX durante o desenvolvimento vegetativo e reprodutivo de plantas de arroz e o estabelecimento da arquitetura da raiz dependente de hormônios em Arabidopsis. O conjunto de dados obtidos contribuempara o entendimento do papel dessas enzimas na homeostase redox, como também na interação com fitohormônios nos processos de desenvolvimento e defesa vegetais. / Reactive oxygen species (ROS) affect significantly cellular redox homeostasis. Hydrogen peroxide (H2O2), one of the most studied ROS, is considered a key regulator in a number of physiological processes dependent of its concentration in the cell: at low concentrations acts as a signaling molecule involved in plant acclimation to stress, triggering tolerance to biotic and abiotic stresses; on the other hand, at high concentrations can promote cell death. Gradients of ROS and phytohormones can influence the responses of local growth and consecutively can affect the cellular redox state. Several phytohormones affect redox signaling processes controlling cell growth and defense. The intracellular levels of H2O2 are controlled by the action of several enzymes like peroxidases and catalases. Among the peroxidases, the GPX family of proteins can be found in virtually all kingdoms and is being increasingly studied in plants. In rice, this family consists of five genes, while in Arabidopsis eight genes were identified. This study aimed to characterize functionally rice and Arabidopsis GPX genes. Arabidopsis thaliana nockout mutants for AtGPX1, AtGPX2, AtGPX3, AtGPX4, AtGPX6, and AtGPX7 AtGPX8 genes were obtained. In Arabidopsis, at least AtGPX2, AtGPX3 and AtGPX6 are necessary to hormone-dependent control of root achitecture formation. RNAi knockdown in rice of OsGPX1, and OsGPX3 OsGPX4 generated plants with shorter root and shoot lengths, and deficient panicle formation. An 80% gene expression reduction of the chloroplastic isoform (OsGPX4) was lethal, and impaired the regeneration of plants from rice calli, whereas the reduction of expression in 40% and 95% of OsGPX1 (GPX1s) and OsGPX3 (GPX3s), respectively, did not prevent plant regeneration. However, GPX1s plants were smaller and had fewer panicles and seed compared to NT (non-transformed) plants. Additionally, GPX3s plants showed reduced length of the shoot as roots and accumulation of H2O2 about twenty times greater than the plant NT. GPX participation during vegetative and reproductive development of rice plants and the hormone-dependent root arquitecture formation in Arabidopsis was demonstrated in this work. The data set obtained contributed to the understanding of the role of these enzymes in the redox homeostasis, as well as how the interaction with phytohormones in development processes and plant defense occurs.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T01:30:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 290162.pdf: 1212939 bytes, checksum: 5e8f187e1033ccfb75a0911d3b9173f9 (MD5) / O presente trabalho apresenta a síntese de uma série de selenetos e selenóxidos com grande diversidade estrutural e a avaliação de seus potenciais para mimetizar a enzima glutationa peroxidase. Para este estudo empregou-se o método de Tomoda, o qual utiliza H2O2 como peróxido e PhSH como substituto da glutationa e acompanha-se a 305 nm a formação do PhSSPh (produto oxidado da reação). A estratégia sintética adotada permitiu a preparação de diversos compostos e, consequentemente, o estudo da relação de suas estruturas/atividades. Além disso, a partir de evidências cinéticas, foi proposto um novo ciclo catalítico para os mesmos, quando empregados na reação de oxidação de PhSH com H2O2. Os catalisadores de selênio sintetizados e empregados nesse estudo foram: Ebselen 1, benzil fenil seleneto 2, 1-(2-(benzil)benzilseleneto)pirrolidina 3, benzil fenil selenóxido 4, benzil(4-metóxifenil)selenóxido 5, benzil(3,5- bis(trifluorometil)fenil)selenóxido 6, (2-(benzil)fenilselenóxido)metanol 7, 1-(2- (benzil)benzilselenóxido)pirrolidina 8. Sabe-se que compostos orgânicos de selênio são catalisadores eficientes em uma variedade de reações de oxidação utilizando peróxidos, incluindo GPx like. Esta capacidade está intimamente associada à natureza eletrônica dos substituintes do catalisador. Sendo assim, com os compostos 2 - 8 em mãos, partiu-se para a investigação do uso dos mesmos, em quantidades catalíticas para obter-se a relação entre suas estruturas e atividades como miméticos da GPx, utilizando o Ebselen 1 como padrão. As atividades dos compostos foram apresentadas em termos de velocidades iniciais, a partir de um gráfico traçado pela Absorbância (em 305 nm) em função do Tempo. Os selenóxidos 4, 5 e 6 apresentaram atividade semelhante, concluindo-se que no mecanismo desse tipo de compostos como miméticos da GPx, os substituintes (doadores ou retiradores de elétrons) não causam grande influência na atividade catalítica. Porém, quando empregou-se os selenóxidos 7 e 8, houve um significativo aumento da velocidade de formação do produto (PhSSPh) em comparação com os outros selenóxidos. Esta diferença de atividade foi associada ao fato de que nos selenóxidos 7 8 os átomos de nitrogênio ou oxigênio podem quelar-se ao átomo de selênio. Com o intuito de determinar o mecanismo da reação, realizou-se alguns ensaios em quantidades estequiométricas, a fim de facilitar a observação da formação do PhSSPh. Foram preparadas soluções dos compostos 2 e 4 como ativadores de H2O2, na oxidação de PhSH, ambas em metanol. O mecanismo da reação de selenetos e selenóxidos como miméticos da GPx, utilizando-se PhSH como cofator, foi revisado. As evidências experimentais e cinéticas observadas sugeriram que durante a oxidação de PhSH pelos selenóxidos na presença de H2O2 uma nova espécie, presume-se que seja a perhidróxi selenona, foi formada. Esta espécie é um melhor agente oxidante do que o selenóxido. Isso se deve, pois nos ensaios realizados, a velocidade inicial de oxidação do PhSH frente ao H2O2, ativada por selenóxidos, foi 9000 vezes maior do na reação sem peróxido. Além disso, selenóxidos não foram reduzidos ao correspondente seleneto, como era descrito previamente, uma vez que isolou-se o mesmo depois de 30 minutos de reação.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Bioquímica, Florianópolis, 2012. / Made available in DSpace on 2013-06-25T23:45:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 314819.pdf: 1098085 bytes, checksum: bd70802185c208ad297487a645311564 (MD5) / O probucol é um composto antilipidêmico que apresenta propriedades anti-inflamatória e antioxidante em diferentes modelos experimentais de neurotoxicidade/neuropatologia. O presente estudo foi desenvolvido com o objetivo de explorar o possível efeito protetor deste fármaco sobre o modelo experimental da doença de Alzheimer (DA), além de tentar elucidar seu mecanismo de proteção através de experimentos in vitro e in vivo. A DA é uma condição neurodegenerativa, caracterizada por perda cognitiva e alterações no comportamento, e o mecanismo de neurodegeneração na DA parece estar relacionado com o processo de estresse oxidativo. Inicialmente, foi avaliado o possível efeito protetor do probucol contra a neurotoxicidade induzida pela administração intracerebroventricular (i.c.v.) do peptídeo B-amilóide 1-40 (AB1-40) em camundongos através de parâmetros comportamentais, bioquímicos e imuno-istoquímicos. A administração do AB1-40 resultou em danos na memória e aprendizado dos animais, bem como diminuição nos níveis de sinaptofisina e aumento na atividade da acetilcolinesterase (AChE) hipocampal. O tratamento com probucol (10 mg/kg/dia, durante 2 semanas) atenuou os efeitos deletérios causados pelo peptídeo AB1-40, como danos cognitivos e bioquímicos (aumento da peroxidação lipídica e da atividade da enzima acetilcolinesterase; e perda sináptica) no hipocampo dos animais. Estudos anteriores demonstraram que o probucol pode aumentar a atividade da enzima antioxidante glutationa peroxidase (GPx), envolvida na detoxificação de peróxidos intracelulares. Assim, com o objetivo de investigar os efeitos do probucol sobre a atividade e expressão desta enzima ensaios in vitro e in vivo foram realizados. O probucol (10 µM) foi capaz de aumentar significativamente a atividade da GPx em cultura de células de neuroblastoma humano (SH-SY5Y), embora não tenha aumentado a quantidade dessa proteína. Além disso, o tratamento com probucol (3 e 10 µM) protegeu as células SH-SY5Y da citotoxicidade e da produção de espécies reativas de oxigênio (ERO) induzida por hidroperóxido orgânico. Da mesma forma, camundongos tratados com probucol (10 mg/kg/dia, durante 5 semanas) mostraram um aumento na atividade da GPx no fígado, rim, coração e hipocampo, mas os níveis da enzima não foram alterados nesses tecidos. Por fim, os estudos enzimáticos com a GPx-1 purificada mostraram que o probucol (10 e 30 nM) foi capaz de modular positivamente a atividade dessa enzima, aumentando a velocidade máxima (Vmax) quando foi utilizado um gradiente de concentração de glutationa (GSH) ou de tert-butilhidroperóxido (tBuOOH); enquanto que valores de KM não foram modificados. Em conjunto, os dados aqui apresentados mostram, pela primeira vez, que o probucol é capaz de aumentar diretamente a Vmax da GPx-1. Considerando que (i) o probucol mostrou um papel protetor em um modelo experimental da DA, que (ii) o composto preveniu a morte celular induzida por peróxidos e aumentou a atividade da GPx-1 in vitro e in vivo, e que (iii) esta enzima apresenta um importante papel na patofisiologia de condições neurodegenerativas. Nesse contexto, o presente estudo apresenta um novo alvo e mecanismo de ação para um "antigo fármaco", onde a modulação da atividade da GPx pode representar uma importante estratégia terapêutica.<br> / Abstract : Probucol is a lipid-lowering agent with anti-inflammatory and antioxidant properties, which plays protective effects in experimental models of neurotoxicity/neuropathology. The present study was aimed to explore the possible protective effect of this drug on experimental model of Alzheimer's disease (AD), and attempt to elucidate its mechanism of protection through in vitro and in vivo experiments. AD is a neurodegenerative disorder characterized by cognitive impairment and behavioral changes, and the mechanisms of neurodegeneration of this disease appear to be related to the process of oxidative stress. Initially, we evaluated the possible protective effect of probucol against the neurotoxicity induced by intracerebroventricular (icv) administration of ?-amyloid peptide 1-40 (AB1-40) in mice through behavioral, biochemical and immunohistochemical parameters. The administration of AB1-40 resulted in damage to the memory and learning of animals, as well as decreased levels of synaptophysin and increased acetylcholinesterase (AChE) activity in hippocampus. Treatment with probucol (10 mg/kg/day, for 2 weeks) attenuated the deleterious effects caused by the peptide AB1-40, such as cognitive impairment and biochemical changes (increased acetylcholinesterase activity, lipid peroxidation and synaptic loss in the hippocampus). Previous studies have shown that probucol may increase the activity of the antioxidant enzyme glutathione peroxidase (GPx), involved in the detoxification of intracellular peroxides. Thus, in order to investigate the effects of this phenolic compound on the expression and activity of the GPx in vitro and in vivo experiments were performed. Probucol (10 µM) significantly increased GPx activity in in vitro experiments with cultured human neuroblastoma cells (SH-SY5Y) without increasing the amount of this protein. Furthermore, treatment with probucol (3 and 10 µM) protected against SH-SY5Y cells cytotoxicity and production of reactive oxygen species (ROS) induced by organic hydroperoxide. Similarly, mice treated with probucol (10 mg/kg/day, for 5 weeks) showed an increase in the GPx activity in liver, kidney, heart and hippocampus, but the enzyme levels were not altered in these tissues. Finally, the enzymatic studies with purified GPx-1 showed that probucol (10 and 30 nM) was able to positively modulate the activity of this enzyme by increasing the maximum velocity (Vmax) when a concentration gradient of glutathione (GSH) or tert-butyl hydroperoxide (tBuOOH) was used, while KM values were not modified. Taken together, these data show for the first time that probucol is capable of directly increasing the Vmax of GPx-1, and this event is probably related to the increased GPx-1 activity in cell culture and in mice. Taking into account that (i) probucol showed a neuroprotective role in an experimental model of AD, (ii) the compound prevented cell death induced by peroxides and increased the activity of GPx-1 in vitro and in vivo, and (ii) this enzyme has an important role in the pathophysiology of neurodegenerative diseases.. In this scenario, this study represents a new target and mechanism of action for an "old drug", where the modulation of its activity may represent an important therapeutic strategy.

Orientador: Solange Maria de Almeida / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-04T06:49:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rocha_AnnaSilviaPenteadoSettida_D.pdf: 3382405 bytes, checksum: ac0363e76c4f0a9223b1427cc5dcf489 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Sendo a radiação ionizante causador de efeitos deletérios no processo de reparação tecidual e o selenito de sódio um agente antioxidante, atuando contra os radicais livres no organismo, a realização deste trabalho de pesquisa teve como objetivo avaliar o efeito radioprotetor do selenito de sódio no processo de reparação óssea em tíbias de ratos fêmea (Rattus Norvergicus, Albinus, Wistar). A amostra, constituída por 100 ratos, foi dividida em quatro grupos experimentais: controle, irradiado, selênio e selênio/irradiado. Todos os animais foram submetidos a um ato cirúrgico que teve como finalidade a produção de um defeito ósseo nas tíbias direita e esquerda. Os animais dos grupos selênio e selênio/irradiado receberam dose única, via intraperitoneal, de 1 mg/Kg de peso corpóreo de selenito de sódio, sendo que nos animais do grupo selênio/irradiado, a dose foi injetada 15 horas antes destes serem irradiados. A irradiação para os grupos irradiado e selêniolirradiado foi realizada por um aparelho de Cobalto terapia (C06o) com dose simples de 8 Gy nos membros inferiores, após três dias do procedimento cirúrgico. Transcorridos 7, 14, 21, 28 e 45 dias, o processo de reparação óssea foi avaliado em cortes histológicos corados com Hematoxilina Eosina e Tricrômico de Mallory; pela análise ultra-estrutural por microscopia eletrônica de varredura; e quantitativa mente pela densidade volumétrica. Morfologicamente, observou-se que o grupo selênio/irradiado aos 7 dias apresentava-se mais atrasado que o grupo controle, entretanto aos 28 dias os Efeito do Selenito de Sódio na Reparação Óssea em Tíbias de Ratos Irradiados grupos controle, selênio e selênio/irradiado apresentavam um padrão de reparação óssea semelhante, o que também foi observado pela microscopia eletrônica de varredura, aos 45 dias. Quantitativamente, foi observada diferença estatisticamente significante entre as médias de densidade volumétrica para os grupos selênio e selênio/irradiado aos 7, 14 e 28 dias e entre os grupos controle e selênio aos 14 dias. Assim, concluiu-se que o selenito de sódio, apesar de ter-se mostrado tóxico aos sete dias do processo de reparação tecidual, agiu como um eficaz radioprotetor na reparação óssea de tíbias de ratos / Abstract: Considering that the ionizing radiation may cause deleterious effects on the process of tissue repair and sodium selenite is an antioxidant agent, acting against the free radicals in the organism, this study aimed at evaluating the radioprotective effect of sodium selenite on the process of bone repair in tibiae of Wistar rats. The sample comprised 100 rats and was divided into four experimental groups: control, irradiated, selenium and selenium/irradiated. Ali animals were submitted to a surgical procedure for production of a bane defect in the right and left tibiae. The animals in the selenium and selenium/irradiated groups received a single dose of sodium selenite (1 mg/kg of body weight) via intraperitoneal injection; the animals in the selenium/irradiated group received the injection 15 hours before irradiation. The irradiation for the irradiated and selenium/irradiated groups was applied with a cobalt therapy machine (CO60) with simple dose at 8 Gy on the lower limbs, three days after surgery. After 7, 14, 21, 28 and 45 days, the process of one repair was morphologically evaluated by Hematoxylin Eosin and Mallory Trichrome staining; ultrastructural analysis by scanning electron microscopy; and quantitatively evaluated by the volumetric density. As to morphology, it was observed that the selenium/irradiated group at 7 days presented a Iate repair compared to the control group; however, at 28 days, the control, selenium and selenium/irradiated groups presented a similar pattern of bone repair, which was also revealed by scanning electron microscopy at 45 days. Quantitatively, there was a statistically significant difference between the means of volumetric density for the selenium and seleniumlírradiated groups at 7, 14 and 28 days and between the control and selenium groups at 14 days. Thus, it was concluded that sodium selenite, despite being toxic at the seventh day of tissue repair, was an effective radioprotective agent for bone repair in tibiae of rats / Doutorado / Radiologia Odontologica / Doutor em Radiologia Odontológica

O chumbo (Pb) é um metal altamente tóxico no qual os sinais de intoxicação variam bastante ao considerar as diferenças interindividuais. Um dos principais mecanismos de toxicidade do Pb ocorre pela inibição da enzima ácido delta aminolevulínico desidratase (ALAD) no sistema hematopoiético. O Pb também desempenha um importante papel no desbalanço do estado redox, pois sabe-se que ele tem o potencial de aumentar a concentração de espécies reativas de oxigênio (EROS) e inibir enzimas antioxidantes, como por exemplo a glutationa peroxidase (GPx). No entanto, poucos estudos avaliaram estes parâmetros em população ocupacionalmente exposta brasileira. Assim, o presente estudo, objetiva estudar a correlação entre as concentrações de Pb no sangue (Pb-S) de trabalhadores de fábricas de bateria e as atividades das enzimas ALAD e GPx associados com os polimorfismos genéticos da ALAD e GPx. Para tal, foram utilizadas 278 amostras de sangue de trabalhadores expostos ao Pb. As determinações de Pb foram realizadas por espectrometria de massas com plasma acoplado indutivamente (ELAN DRCII Perkin- Elmer). As genotipagens dos polimorfismos genéticos da ALAD e da GPx foram realizadas pela Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) em tempo real e as atividades das enzimas ALAD e GPx foram determinadas no sangue por espectrofotometria de UV/VIS. A média da concentração de Pb-S foi de 22,8 ± 14,7 ?g/dL. Foram observadas correlações negativas entre Pb-S e atividade da ALAD (rs -0,24 p<0,01) e Pb-S e atividade de GPx (rs -0,27 p<0,05). Também foi verificada correlação negativa entre a porcentagem de inibição da ALAD e a atividade de GPx (rs -0,21 p<0,01). Em relação aos polimorfismos genéticos, não observamos associação entre os genótipos do ALAD (? -0,19 P>0,05) e GPx (genótipo CT: ? -1,37 P>0,05; genótipo TT: ? -8,37 P>0,05) e a concentração de Pb-S. Não foram observadas associações entre o polimorfismo rs1800668 e a atividade de GPx (genótipo CT: ? -0,016 P>0,05; genótipo TT: ? -0,004 P>0,05). No entanto, foi constatada uma associação entre o genótipo ALAD 1-1 do polimorfismo rs1800435 e a atividade da enzima ALAD (? 3,5 P<0,05). Neste sentido, os resultados deste estudo mostram que o genótipo ALAD 1-1 do polimorfismo rs1800435 do gene ALAD está associado a uma maior atividade da enzima ALAD nos indivíduos expostos ao Pb. Além disso, o polimorfismo rs1800668, localizado no gene que codifica a enzima GPx, não modula a atividade desta enzima nos indivíduos expostos ao metal. Ambos os polimorfismos dos genes ALAD e GPx parecem não influenciar nas concentrações de Pb-S na população estudada. / Lead (Pb) is a highly toxic metal which signs of intoxication vary greatly when considering the interindividual differences. One of the main mechanism of toxicity of Pb is due to inhibition of the enzyme acid delta aminolevulinic dehydratase (ALAD) in the hematopoietic system. Pb also plays an important role in the redox state of unbalance, since it is known that it has the potential of increasing the concentrations of reactive oxygen species (ROS) and inhibit antioxidant enzymes such as glutathione peroxidase (GPx). However, few studies have evaluated these parameters in Brazilian population occupationally exposed. Thus, the present study aims to study the correlation between the concentrations of Pb in the blood (B-Pb) of workers of battery factories and the activities of ALAD and GPx enzymes associated with genetic polymorphisms in ALAD and GPx. Then, blood samples of 278 workers exposed to Pb were collected. Pb was measured by Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry (Perkin-Elmer ELAN DRCII). The genotyping of genetic polymorphisms of ALAD and GPx was performed by Real-Time Polymerase Chain Reaction (PCR) and activity of ALAD and GPx enzymes in the blood was determined by spectrophotometry UV / VIS. The mean concentration of B-Pb was 22.81 ± 14.73 mg / dL. Negative correlation was found between B-Pb and ALAD activity (rs -0.24 p < 0.01) and B-Pb and GPx activity (rs -0.27 p < 0.05). There was also a negative correlation between the percentage of inhibition of ALAD and GPx activity (rs -0.21 p < 0.01). Considering the genetic polymorphisms, no association between ALAD genotypes (? -0.19 P < 0.05) and GPx (CT genotype: ? -1.37 P > 0.05, TT genotype : ? -8.37 P > 0.05 ) and the concentration of B-Pb. No association between rs1800668 polymorphism and GPx activity (CT genotype: ? -0.016 P > 0.05, TT genotype : ? -0.004 P > 0.05). However an association was found between ALAD 1-1 rs1800435 genotype and ALAD enzyme activity (? 3.5 P < 0.05). Accordingly, the results of this study show that the ALAD 1-1 genotype of rs1800435 polymorphism in ALAD gene is associated with increased activity of ALAD enzyme in individuals exposed to Pb. Furthermore the rs1800668 polymorphism located in a gene encoding the enzyme GPx does not modulate the activity of this enzyme in individuals exposed to the metal. Both polymorphisms of ALAD and GPx genes seem to have no influence in the concentrations of B-Pb in the population studied.

Submitted by Caroline Xavier (caroline.xavier@pucrs.br) on 2017-06-30T13:05:19Z No. of bitstreams: 1 TES_GILMARA_PANDOLFO_ZABOT_PARCIAL.pdf: 628717 bytes, checksum: ac6c7a3620466ffc6fc2346323b1beef (MD5) / Approved for entry into archive by Caroline Xavier (caroline.xavier@pucrs.br) on 2017-06-30T13:05:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TES_GILMARA_PANDOLFO_ZABOT_PARCIAL.pdf: 628717 bytes, checksum: ac6c7a3620466ffc6fc2346323b1beef (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-30T13:05:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TES_GILMARA_PANDOLFO_ZABOT_PARCIAL.pdf: 628717 bytes, checksum: ac6c7a3620466ffc6fc2346323b1beef (MD5) Previous issue date: 2017-03-15 / Aims: The aim of the present study was to evaluate possible preventative effects of glutamine in an animal model of PH induced by partial portal vein ligation (PPVL). Materials and methods: Twenty four male Wistar rats were divided into four experimental groups: (1) control group (Control) ? rats underwent exploratory laparotomy; (2) control + glutamine group (Control + G) ? rats were subjected to laparotomy and treated intraperitoneally with glutamine; (3) portal hypertension group (PPVL) ? rats were subjected to PPVL; and (4) PPVL+ glutamine group (PPVL + G) ? rats were treated intraperitoneally with glutamine during seven days. Local injuries were determined by evaluating intestinal segments for oxidative stress using lipid peroxidation, the activity of glutathione peroxidase (GPx), eNOS and iNOS after PPVL. Results: Lipid peroxidation of the membrane was increased in the animals subjected to PH (P < 0.01). However, the group that received glutamine for seven days after the PPVL procedure showed levels of lipid peroxidation similar to the control groups (P > 0.05). The activity of the antioxidant enzyme GTx was decreased in the gut of animals subjected to PH when compared with the control group of animals not subjected to PH (P < 0.01). However, the group that received glutamine for seven days after the PPVL showed similar GTx activity to both control groups not subjected to PH (P > 0.05). The mean area of eNOS staining for each of the control groups was similar. The PH group showed the largest area of staining for eNOS. The PPVL + G group had the second highest amount of staining, but the mean value was much lower than that of the PH group (P < 0.01). For iNOS, control (SO) and control + G (SO + G) groups showed similar areas of staining. The PH group contained the largest area of iNOS staining, followed by the PPVL + G group; however, this area was significantly smaller than that of the group that underwent PH without glutamine (P < 0.01). Conclusions: These results demonstrate that pretreatment with glutamine prevents mucosal injury and improves gut recovery after portal hypertension injury in rats. / Objetivos: O objetivo principal do presente estudo foi avaliar a a??o da glutamina em ratos com hipertens?o portal (HP), submetidos ao modelo experimental de ligadura parcial da veia porta (LPVP). Os objetivos secund?rios foram: determinar a lipoperoxida??o no intestino atrav?s da t?cnica de subst?ncias reativas ao ?cido tiobarbit?rico (TBARS); avaliar a atividade de uma enzima antioxidante (glutationa peroxidase) no intestino; avaliar as altera??es histopatol?gicas, consequentes ? HP, no intestino; quantificar a express?o das enzimas ?xido n?trico sintase endotelial (eNOS) e ?xido n?trico sintase induz?vel (iNOS), pela t?cnica de imunoistoqu?mica. Material e M?todos: Ratos machos da ra?a Wistar foram mantidos em caixas pl?sticas, em ciclo de 12 horas claro/escuro, com ?gua e ra??o administradas ad libitum. Foram utilizados Vinte e quatro ratos divididos, de forma randomizada, em quatro grupos experimentais: (1) grupo controle (Controle) ? (Grupo submetido ? simula??o da cirurgia, e administra??o de ve?culo: cloreto de s?dio - NaCl); (2) grupo controle + glutamina (Glutamina) ? os ratos foram submetidos ? simula??o da cirurgia e administra??o da glutamina; (3) Hipertens?o portal (LPVP) ? os ratos foram submetidos ? LPVP e administra??o de ve?culo: NaCl; e (4) hipertens?o portal + glutamina (LPVP + G) - os ratos foram submetidos ? LPVP e administra??o de glutamina. As consequ?ncias da hipertens?o portal, no intestino, foram determinadas por meio da avalia??o dos segmentos de intestino delgado para o estresse oxidativo, atrav?s da lipoperoxida??o, da atividade da enzima glutationa peroxidase, da express?o das enzimas eNOS e iNOS, al?m da an?lise das altera??es histopatol?gicas ap?s a LPVP. Resultados: A lipoperoxida??o da membrana foi mais expressiva no grupo de animais submetidos ? LPVP (P < 0,01). Entretanto, o grupo que recebeu a glutamina, mostrou n?veis de lipoperoxida??o, de forma similar aos grupos controles (P > 0,05). O grupo submetido ? LPVP apresentou mais altera??es da mucosa, quando comparado ao grupo que recebeu a glutamina durante os 7 dias seguintes ? LPVP e tamb?m aos grupos controles, por?m, estes achados n?o obtiveram signific?ncia estat?stica (P > 0,05). A atividade da enzima glutationa peroxidase estava diminu?da no intestino de animais submetidos ? LPVP, quando comparada a encontrada nos grupos controles sem a LPVP (P < 0,01). J? o grupo que recebeu a glutamina, mostrou uma redu??o menor, comparada ao grupo de LPVP sem o amino?cido. Este resultado tamb?m apresentou signific?ncia estat?stica (P < 0,05). Este grupo foi semelhante aos grupos controles (P > 0,05). A m?dia da ?rea, dosada atrav?s do m?todo de imunoistoqu?mica, da express?o da enzima eNOS para os grupos controles, foi similar. O grupo submetido ? LPVP mostrou a maior ?rea de concentra??o. O grupo LPVP + G foi o que teve a segunda maior ?rea, por?m com valores menores do que os encontrados no grupo do evento LPVP (P < 0,01). Para a enzima iNOS, os grupos controles, com e sem a glutamina, mostraram ?reas similares. O grupo da LPVP apresentou a maior ?rea de express?o da enzima, seguido pelo grupo LPVP + G por?m, esta ?rea foi significativamente menor do que a do grupo submetido ? LPVP sem a glutamina (P < 0,01). Conclus?es: Estes resultados demonstram que, o tratamento com glutamina, previne a les?o da mucosa do intestino, ap?s LPVP, em ratos.

O selênio (Se), mineral traço essencial para o ser humano, exerce sua função no organismo por meio de sua participação nas selenoproteínas, dentre as quais destacam-se as glutationas peroxidase (GPx), importantes no sistema de defesa antioxidante. São conhecidas sete isoformas da GPx, sendo a GPx 1 (citosólica) a mais abundante. Como a atividade dessa enzima encontra-se fortemente correlacionada com a concentração sanguínea de Se, este parâmetro é normalmente utilizado como indicador do balanço metabólico do mineral. A concentração de Se nos alimentos depende do local onde foram cultivados e reflete diretamente o teor do mineral no solo, sendo os alimentos da região Norte e Nordeste mais ricos nesse nutriente quando comparados às demais regiões brasileiras. O consumo inadequado de Se provoca uma diminuição da atividade dessa enzima, o que por sua vez pode afetar a proteção antioxidante. Além disso, estudos vêm mostrando que o polimorfismo Pro198Leu no gene da GPx1 também pode diminuir a atividade da GPx. O presente estudo se propôs a verificar a relação entre esse polimorfismo e o estado nutricional relativo ao selênio de uma população adulta residente no município de Fortaleza/Ceará. A população do estudo foi constituída por 176 indivíduos (79 homens e 97 mulheres), com média de idade de 30,4 ± 8,9 anos. Foram realizadas a avaliação da composição corporal por antropometria e a avaliação do consumo alimentar, por meio de três recordatórios de 24h. Os biomarcadores para avaliação do estado nutricional dos indivíduos quanto ao selênio foram: a concentração de Se plasmático e eritrocitário e a atividade da GPx total no eritrócito. Também foi determinado o polimorfismo Pro198Leu no gene que codifica para a GPx 1 por meio de PCR em Tempo Real. Foram encontradas concentrações médias de 62,6 &#181;g/L para Se plasmático e de 101,5 &#181;g/L para Se eritrocitário, não sendo observada correlação entre os dois. A média de ingestão de selênio foi de 76,88 &#181;g/dia, apresentando correlação positiva com o consumo de energia e proteína. Separando por gênero, encontrou-se que as médias de Se plasmático e de Se ingerido dos homens foram significativamente maiores que as das mulheres (p<0,05). A média da atividade da GPx foi de 38,6 U/g Hb. Para o polimorfismo Pro198Leu no gene que codifica para a GPx 1, foram encontrados 96 (54,5%) indivíduos com genótipo selvagem Pro/Pro, 67 (38,1%) indivíduos Pro/Leu e 13 (7,4%) indivíduos Leu/Leu. A frequência encontrada estava em equilíbrio de Hardy-Weinberg. Não foram encontradas diferenças estatísticas significativas nas concentrações de selênio entre os grupos de acordo com o genótipo, no entanto, para a atividade da GPx, houve diferença entre o grupo Pro/Pro e Pro/Leu (p<0,05). No grupo Pro/Pro, foi encontrada correlação positiva entre a concentração de selênio eritrocitário e a atividade eritrocitária total da GPx (p<0,05). Desta forma, podemos concluir que o estado nutricional da população estudada estava adequado com relação ao selênio e que o polimorfismo Pro198Leu apresentou influência sobre a atividade da GPx, que apresentou-se reduzida nos indivíduos que apresentaram alelo variante em seu genótipo. / Selenium (Se) is an essential trace mineral for humans which exerts its function in the body in selenoproteins, among which we highlight the glutathione peroxidase (GPx), important in the antioxidant defense system. There are seven known GPx isoforms and the GPx 1 (cytosolic) is the most abundant. As the activity of this enzyme is strongly correlated with selenium blood concentration this parameter is usually used as an indicator of the mineral metabolic balance. Selenium concentration in food depends on the location where they were grown and directly reflects the soil mineral content. Food in the North and Northeast are richer in selenium when compared to other Brazilian regions. Inadequate consumption of Se causes a decrease in GPx activity, what affects the antioxidant protection. Furthermore, studies have shown that the Pro198Leu polymorphism at GPx1 gene of can also decrease the activity of GPx. Our study aimed to investigate the relationship between this polymorphism and nutritional selenium status in an adult population living in Fortaleza/Ceará/Brazil. The study population consisted of 176 individuals (79 men and 97 women) with a mean age of 30.4 ± 8.9 years. The body composition was assessed by anthropometry and the food intake assessment was done using three 24-hour records. The selenium Se concentration was measured in plasma and erythrocyte and GPx activity was measured in erythrocytes. The Pro198Leu polymorphism at GPx 1 gene was determined by Real Time PCR. We found concentrations of 62.6 &#181;g/L for Se plasma and 101.5 &#181;g/L for erythrocyte. There was no correlation observed between these two markers. The average selenium intake was 76.88 &#181;g/day and it showed positively related to the energy and protein consumption. Separating by gender, men selenium plasma concentration and selenium consumption were significantly higher than for women (p < 0.05). The GPx activity was 38.6 U/g Hb. The Pro198Leu polymorphism at GPx 1 gene frequency were 96 (54.5%) subjects with Pro/Pro, 67 (38.1%) subjects Pro/Leu and 13 (7.4%) individuals Leu/Leu. The rate found was in Hardy -Weinberg equilibrium. There were no statistically significant differences in selenium concentrations between groups according to the genotype. However, for GPx activity we found difference between the group Pro/Pro and Pro/Leu (p< 0.05). We also found positive correlation between Se erythrocyte concentration and GPx activity in Pro/Pro group (p<0.05). Thus, we conclude that the selenium nutritional status of the population studied was adequate and that Pro198Leu polymorphism showed influence on the activity of GPx, which was lower in individuals with the variant allele in their genotype.

A enzima glutationa peroxidase (GPx-1) possui um importante papel na detoxificação de espécies reativas de oxigênio. Neste estudo foi verificada a influência do polimorfismo Pro198Leu da GPx-1 nos níveis de malondialdeído (MDA) e proteínas carboniladas de 84 voluntários expostos ambientalmente ao chumbo (28 homens e 56mulheres; idade: 18 a 60 anos). Os genótipos para o polimorfismo Pro198Leu da GPx-1 foram determinados por PCR seguido por digestão com enzima de restrição. Chumbo no plasma (Pb_P) e chumbo no sangue total (Pb_S) foram determinados por espectrometria de massas com plasma indutivamente acoplado e espectrometria de absorção atômica com forno de grafite, respectivamente. As freqüências alélicas para os alelos T (que codifica o aminoácido prolina) e C (que codifica o aminoácido leucina) da GPx-1 foram 0,73 e 0,27, respectivamente. Os voluntários foram separados em dois grupos, de acordo com a presença ou ausência do alelo que codifica leucina. Não foi encontrada diferença significativa para as concentrações de Pb_P e Pb_S, bem como para os marcadores de estresse oxidativo entre os grupos. Deste modo, os resultados obtidos sugerem que o polimorfismo Pro198Leu da GPx-1 não torna indivíduos ambientalmente expostos ao chumbo, mais suscetíveis aos danos do estresse oxidativo induzidos pelo metal. / Glutathione peroxidase (GPx-1) plays an important role in scavenger reactive oxygen species (ROS). This study was carried out to assess the effects of GPx-1 gene polymorphism (Pro198Leu) on malondialdehyde (MDA) and carbonyl protein ratio in 84 subjects environmentally exposed to lead. Genotypes for the GPx-1 Pro198Leu polymorphism were determined by PCR and restriction fragment length digestion. Lead in plasma (Pb_P) and lead in total blood (Pb_B) were determined by inductively coupled plasma mass spectrometry and by graphite furnace atomic absorption spectrometry, respectively. The allele frequencies for T (which express the proline aminoacid) and C (which express the leucine aminoacid) were 0.73 e 0.27, respectively. The volunteers were divided in two groups, according to the presence or absence of C allele. No significant differences were found in Pb_P and Pb_B, as well as for the other oxidative biomarkers between the groups. Therefore, the obtained results suggest that the GPx-1 Pro198Leu polymorphism do not affect individuals environmentally exposed to lead greater susceptible to oxidative damage induced for this metal.