Os canais seletivos a ânions dependente de voltagem (VDACs) são um grupo de proteínas, primeiramente identificadas na membrana mitocondrial externa, capazes de formar estruturas de poros hidrofílicos em membranas. As VDACs são conhecidas pela sua função essencial no metabolismo celular e nos estágios recentes de apoptose. Em mamíferos, foram identificadas três isoformas de VDACs (VDAC1, 2 e 3). Uma pesquisa proteômica, consistindo de eletroforese bi-dimensional seguida por western blotting com anticorpos anti-VDAC 1, anti-VDAC 2 e anti-VDAC 3 e espectrometria de massas com fonte de ionização/desorção à laser assistido por matriz e tempo de vôo foi utilizada para estudar a expressão das isoformas de VDAC em mitocôndrias cerebrais de aves, ratos e bois. Foi estudada a possibilidade que diferenças na expressão relativa das isoformas de VDAC possam ser um fator determinante da proporção espécie-dependente dos sítios de ligação da hexoquinase tipo A: tipo B nas mitocôndrias cerebrais. Os spots foram caracterizados, e a intensidade de sinal foi comparada entre os spots. VDAC1 e VDAC2 foram divididas dentro de múltiplos spots. A VDAC1 foi dividida em dois spots nos géis bi-dimensionais realizados com amostras de cérebros de ratos e bois, e três spots para cérebros de aves. A VDAC2 foi separada em três, cinco e dois spots para cérebros de ratos, bois e aves, respectivamente. Os resultados reportam uma heterogeneidade de carga das VDACs 1 e 2 nos cérebros analisados. A VDAC1 foi a mais expressa das três isoformas. Além disso, a expressão da VDAC1 mais VDAC2 foi muito maior em cérebros de aves e bois do que em cérebros de ratos. Mitocôndrias de cérebro de aves mostraram uma maior expressão de VDAC1 e menor de VDAC2. As mitocôndrias de cérebro bovino apresentaram os níveis mais altos de VDAC2. A VDAC3 não foi detectada nos cérebros das espécies estudadas. / The voltage dependent anion selective channels (VDACs) are a group of proteins first identified in the mitochondrial outer membrane that are able to form hydrophilic pore structures in membranes. VDAC are known to play an essential role in cellular metabolism and in the early stages of apoptosis. In mammals, three VDACs isoforms (VDAC1, 2, 3) have been identified. A proteomic approach, consisting of two dimensional electrophoresis, followed by western blotting with anti-VDAC 1, anti-VDAC 2 and anti-VDAC 3 and by matrix assisted laser desorption/ionization time of flight mass spectrometry was used to study the expression of VDAC isoforms in rat, bovine and avian brain mitochondria. We were studying the possibility that differences in the relative expression of VDAC isoforms may be a factor in determining the species-dependent ratio of type A: type B hexokinase binding sites on brain mitochondria. The spots were characterized, and the signal intensities among spots were compared. VDAC1 and VDAC2 were divided into multiple spots. VDAC1 was divided in two spots in two dimensional gels of rat and bovine brains and three spots in avian brains. VDAC2 was separated into three, five and two spots in rat, bovine and avian brains, respectively. The results report charge heterogeneity of VDACs 1 and 2 in the analyzed brains. VDAC1 was the most abundantly expressed of the three isoforms. Moreover the expression of VDAC1 plus VDAC2 was much higher in avian and bovine brains than in rat brains. Avian brain mitochondria showed the highest expression of VDAC1 and the lowest of VDAC2. Bovine brain mitochondria had the highest levels of VDAC2. No VDAC 3 was detected in studied species brains.

Os canais seletivos a ânions dependente de voltagem (VDACs) são um grupo de proteínas, primeiramente identificadas na membrana mitocondrial externa, capazes de formar estruturas de poros hidrofílicos em membranas. As VDACs são conhecidas pela sua função essencial no metabolismo celular e nos estágios recentes de apoptose. Em mamíferos, foram identificadas três isoformas de VDACs (VDAC1, 2 e 3). Uma pesquisa proteômica, consistindo de eletroforese bi-dimensional seguida por western blotting com anticorpos anti-VDAC 1, anti-VDAC 2 e anti-VDAC 3 e espectrometria de massas com fonte de ionização/desorção à laser assistido por matriz e tempo de vôo foi utilizada para estudar a expressão das isoformas de VDAC em mitocôndrias cerebrais de aves, ratos e bois. Foi estudada a possibilidade que diferenças na expressão relativa das isoformas de VDAC possam ser um fator determinante da proporção espécie-dependente dos sítios de ligação da hexoquinase tipo A: tipo B nas mitocôndrias cerebrais. Os spots foram caracterizados, e a intensidade de sinal foi comparada entre os spots. VDAC1 e VDAC2 foram divididas dentro de múltiplos spots. A VDAC1 foi dividida em dois spots nos géis bi-dimensionais realizados com amostras de cérebros de ratos e bois, e três spots para cérebros de aves. A VDAC2 foi separada em três, cinco e dois spots para cérebros de ratos, bois e aves, respectivamente. Os resultados reportam uma heterogeneidade de carga das VDACs 1 e 2 nos cérebros analisados. A VDAC1 foi a mais expressa das três isoformas. Além disso, a expressão da VDAC1 mais VDAC2 foi muito maior em cérebros de aves e bois do que em cérebros de ratos. Mitocôndrias de cérebro de aves mostraram uma maior expressão de VDAC1 e menor de VDAC2. As mitocôndrias de cérebro bovino apresentaram os níveis mais altos de VDAC2. A VDAC3 não foi detectada nos cérebros das espécies estudadas. / The voltage dependent anion selective channels (VDACs) are a group of proteins first identified in the mitochondrial outer membrane that are able to form hydrophilic pore structures in membranes. VDAC are known to play an essential role in cellular metabolism and in the early stages of apoptosis. In mammals, three VDACs isoforms (VDAC1, 2, 3) have been identified. A proteomic approach, consisting of two dimensional electrophoresis, followed by western blotting with anti-VDAC 1, anti-VDAC 2 and anti-VDAC 3 and by matrix assisted laser desorption/ionization time of flight mass spectrometry was used to study the expression of VDAC isoforms in rat, bovine and avian brain mitochondria. We were studying the possibility that differences in the relative expression of VDAC isoforms may be a factor in determining the species-dependent ratio of type A: type B hexokinase binding sites on brain mitochondria. The spots were characterized, and the signal intensities among spots were compared. VDAC1 and VDAC2 were divided into multiple spots. VDAC1 was divided in two spots in two dimensional gels of rat and bovine brains and three spots in avian brains. VDAC2 was separated into three, five and two spots in rat, bovine and avian brains, respectively. The results report charge heterogeneity of VDACs 1 and 2 in the analyzed brains. VDAC1 was the most abundantly expressed of the three isoforms. Moreover the expression of VDAC1 plus VDAC2 was much higher in avian and bovine brains than in rat brains. Avian brain mitochondria showed the highest expression of VDAC1 and the lowest of VDAC2. Bovine brain mitochondria had the highest levels of VDAC2. No VDAC 3 was detected in studied species brains.

A VDAC é a proteína mais abundante da membrana mitocondrial externa. Possui diversas funções, tais como o controle da troca de metabólitos, através da membrana, e a participação no maquinário apoptótico. Estudamos o interactoma da VDAC com as proteínas mitocondriais neuronais do cérebro bovino e murino, a fim de compreender se a expressão diferenciada da VDAC1 e VDAC2 verificada entre essas células estão associadas às diferenças nas interações da VDAC. Os complexos proteicos foram analisados por 2D Blue Native SDS-PAGE e identificados via MALDI-TOF TOF usando o software Mascot e o banco de dados NCBInr. Foram identificados 27 e 46 spots em murino e bovino, respectivamente. Nós identificamos proteínas solúveis e incorporadas na membrana que não são participantes da fosforilação oxidativa, dentre elas a aldeido deidrogenase e muitas outras constituintes de complexos mitocondriais já conhecidos tão bem como novos, tais como a putative stomatin-like protein 2 complex e a switch-associated protein 70. Nossos resultados mostraram que os neurônios bovinos possuem mais complexos (5) contendo a VDAC do que em ratos (1), os quais indicam uma cinética diferencial de acoplamento e desacoplamento. Interessantemente, a lista contendo as proteínas identificadas inclui algumas proteínas conhecidas ou supostamente localizadas em compartimentos não-mitocondriais, por exemplo, a myc-induced nuclear antigen. O interactoma diferencial da VDAC entre as espécies bovina e murina, evidencia a presença de uma base comum, porém com diferentes ambientes estruturais, as quais podem ser a base da diferença entre os sítios de ligação A e B observados nas diferentes espécies. / The voltage dependent anion channel (VDAC) is the most abundant protein of outer mitochondrial membrane. VDAC controls metabolite exchange through this membrane and the apoptosis machinery. We studied the interactome of VDAC with mitochondrial proteins of neuronal cells from rat and bovine brain. We wished to understand if the differential expression of VDAC1 and VDAC2 verified between these cells was linked to differences in the VDAC interactions. Protein complexes were analyzed by 2D Blue Native SDS-PAGE and were identified by MALDI-TOF TOF using Mascot software against the NCBInr database. Number of 27 e 46 spots were identified from rat and bovine brain, respectively. We identified soluble and membrane-embedded non-OXPHOS proteins, among them aldehyde dehydrogenase, and many as constituents of known mitochondrial complexes as well as novel ones such as putative stomatin-like protein 2 complex and switchassociated protein 70. Our results showed that bovine neurons had more protein complexes (5) containing VDAC than rat cells (1), which indicates a differential kinetics of assembly or disassembly. Interestingly, the identification list included some proteins known or presumed to be localized to nonmitochondrial compartments, for example, myc-induced nuclear antigen. Our results support evidences of differential apoptotic and energetic mechanisms verified in these brains. The differential VDAC interactome between bovine and murine, support evidences of a common base, but whith different structural environment, which may be the basis of the difference between the binding sites A and B observed in these brains.

A VDAC é a proteína mais abundante da membrana mitocondrial externa. Possui diversas funções, tais como o controle da troca de metabólitos, através da membrana, e a participação no maquinário apoptótico. Estudamos o interactoma da VDAC com as proteínas mitocondriais neuronais do cérebro bovino e murino, a fim de compreender se a expressão diferenciada da VDAC1 e VDAC2 verificada entre essas células estão associadas às diferenças nas interações da VDAC. Os complexos proteicos foram analisados por 2D Blue Native SDS-PAGE e identificados via MALDI-TOF TOF usando o software Mascot e o banco de dados NCBInr. Foram identificados 27 e 46 spots em murino e bovino, respectivamente. Nós identificamos proteínas solúveis e incorporadas na membrana que não são participantes da fosforilação oxidativa, dentre elas a aldeido deidrogenase e muitas outras constituintes de complexos mitocondriais já conhecidos tão bem como novos, tais como a putative stomatin-like protein 2 complex e a switch-associated protein 70. Nossos resultados mostraram que os neurônios bovinos possuem mais complexos (5) contendo a VDAC do que em ratos (1), os quais indicam uma cinética diferencial de acoplamento e desacoplamento. Interessantemente, a lista contendo as proteínas identificadas inclui algumas proteínas conhecidas ou supostamente localizadas em compartimentos não-mitocondriais, por exemplo, a myc-induced nuclear antigen. O interactoma diferencial da VDAC entre as espécies bovina e murina, evidencia a presença de uma base comum, porém com diferentes ambientes estruturais, as quais podem ser a base da diferença entre os sítios de ligação A e B observados nas diferentes espécies. / The voltage dependent anion channel (VDAC) is the most abundant protein of outer mitochondrial membrane. VDAC controls metabolite exchange through this membrane and the apoptosis machinery. We studied the interactome of VDAC with mitochondrial proteins of neuronal cells from rat and bovine brain. We wished to understand if the differential expression of VDAC1 and VDAC2 verified between these cells was linked to differences in the VDAC interactions. Protein complexes were analyzed by 2D Blue Native SDS-PAGE and were identified by MALDI-TOF TOF using Mascot software against the NCBInr database. Number of 27 e 46 spots were identified from rat and bovine brain, respectively. We identified soluble and membrane-embedded non-OXPHOS proteins, among them aldehyde dehydrogenase, and many as constituents of known mitochondrial complexes as well as novel ones such as putative stomatin-like protein 2 complex and switchassociated protein 70. Our results showed that bovine neurons had more protein complexes (5) containing VDAC than rat cells (1), which indicates a differential kinetics of assembly or disassembly. Interestingly, the identification list included some proteins known or presumed to be localized to nonmitochondrial compartments, for example, myc-induced nuclear antigen. Our results support evidences of differential apoptotic and energetic mechanisms verified in these brains. The differential VDAC interactome between bovine and murine, support evidences of a common base, but whith different structural environment, which may be the basis of the difference between the binding sites A and B observed in these brains.

Este trabalho visou investigar as interações entre enzimas e polímeros em solução e a adsorção das mesmas sobre superfícies sólidas e para isto foi dividido em duas partes distintas. Na primeira parte a influência do poli(etileno glicol) (PEG), polímero considerado inerte e utilizado em muitos processosbiotecnológicos, na atividade enzimática e na conformação estrutural de enzimas foi estudada através de medidas de espectrofotometria- UV, calorimetria e espalhamento de raio-X de baixo ângulo (SAXS). Foram escolhidas neste estudo as enzimas glicose-6-fosfato desidrogenase (G-6-PDH) e hexoquinase (HK), que são enzimas largamente aplicadas em análises clínicas na determinação de glicose no sangue, e também a enzima álcool desidrogenase (AD), utilizada para determinação de concentração de álcool. Foram obtidos resultados quantitativos, numa faixa de baixa concentração de enzima, que indicam uma forte influência de PEG na atividade das enzimas estudadas. Medidas de calorimetria revelaram que PEG interage não só com a enzima em estudo mas também com a coenzima NADP+. Numa faixa de concentração maior, os resultados de SAXS mostraram que PEG exerce também um efeito significativo no processo de agregação das enzimas. Acima de tudo, foi evidenciado neste estudo que PEG não pode ser tratado como um polímero inerte, pois ele interfere na atividade e conformação de enzimas. As enzimas são macromoléculas complexas e PEG interage de forma diferenciada com cada enzima, merecendo atenção especial caso a caso. Na segunda parte do trabalho, o estudo da adsorção de hexoquinase (HK) e creatina fosfoquinase (CPK) sobre lâminas de silício foi realizado através de medidas de ângulo de contato, elipsometria in situ e microscopia de força atômica (AFM) em água. A CPK é uma enzima bastante utilizada em kits de determinação de creatina no sangue e no diagnóstico de desordens musculares. Este trabalho revelou que o mecanismo de adsorção de CPK sobre silício depende fortemente do pH. Em pH 4, 7 ou 9 CPK adsorveu mantendo a mesma conformação que tinha em solução. Medidas de espectrofotometria UV-Vis revelaram uma mudança no pH ótimo para atividade enzimática de CPK de 6,8 para 9 após adsorção. A HK imobilizada em esferas de vidro mostrou atividade maior do que HK imobilizada nas placas. A reutilização das esferas e placas recobertas com HK foi testada e observou-se que as atividades das enzimas adsorvidas no substrato esférico foram mantidas. Entretanto, nas placas revestidas a atividade foi perdida. As enzimas imobilizadas sobre esferas puderam ser reutilizadas pelo menos 3 vezes, mantendo a atividade por um período de até 3 semanas. / This work aimed to investigate the interactions between enzymes and polymers in solution and also the adsorption behavior of these enzymes on solid surfaces. For that reason it was divided into two parts. In the first part, the influence of poly(ethylene glycol) (PEG), a polymer considered inert and utilized in several biotechnological processes, on the enzymatic activity and structure of the enzyme was studied by means of UV spectrophotometry, calorimetric titration, circular dichroism (CD) and small angle X-ray scattering (SAXS). Glucose-6-phosphate dehydrogenase (G-6-PDH) and hexokinase (HK) were chosen because of their large application in clinical analysis for determination of glucose in the blood strain. Alcohol dehydrogenase (AD), which is widely used to determine alcohol concentration in various samples, was also used. Quantitative results, in a low enzyme concentration range, indicated a strong influence of PEG on the enzymes activity. The calorimetric measurements revealed no favorable interactions between enzyme and polymer, but indicated favorable interactions between PEG and co-enzyme NADP+. In a higher concentration range, SAXS results showed that PEG also exerts a significant effect on the enzyme aggregation process. This work showed that PEG shall no longer be treated as an inert polymer since it interferes in the enzyme activity and structure. The enzymes are complex macromolecules and PEG interacts differently with each one, deserving special attention in each case. In the second part of the work, the adsorption behavior of creatine phosphokinase (CPK) and hexokinase (HK) onto silicon wafers was studied by means of contact angle measurements, in situ ellipsometry and atomic force microscopy (AFM) in water. CPK was chosen due to its large application on the diagnosis of several muscle disorders. This work revealed that the adsorption mechanism of CPK on silicon surfaces is strongly dependent on pH. At pH 4, 6.8 or 9, CPK adsorbed keeping the same conformation as in solution. pectrophotometric measurements revealed a shift on the optimum pH from 6,8 to 9 upon CPK adsorption. HK adsorbed onto glass beads showed higher activity than HK immobilized on silicon wafers. HK covered glass beads could also be reused three times and for a period of at least three weeks. In the contrary, HK covered silicon wafers could not be reused. For practical purposes, HK covered glass beads showed to be a better “biosensor" than HK covered silicon wafers.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Os mecanismos de ação citotóxica do inibidor de histona deacetilase LBH589 foram investigados em associação com o quimioterápico cisplatina (CDDP) em duas linhagens derivadas de câncer de pulmão de não pequenas células (CPNPC). Os resultados foram analisados em relação ao tipo de morte celular associada às alterações em enzimas relacionadas ao metabolismo energético e a via glicolítica. Para realização do trabalho, foram utilizadas as linhagens tumorais A549 (selvagem para o gene de p53) e Calu-1 (nulo para o gene de p53) tratadas com LBH589 em combinação ou não com CDDP. Foram realizadas curvas de tempo e dose-resposta com as drogas isoladamente pelo ensaio de viabilidade celular (MTT) nas duas linhagens para a escolha das melhores condições para o nosso estudo. As condições dos tratamentos isolados com redução da viabilida celular menores que o IC50 de cada fármaco foram selecionados para realização dos tratamentos combinados. As avaliações de apoptose foram realizadas por citometria de fluxo pelo ensaio de Anexina V/PI, e com a marcação de proteínas por Western Blotting. As proteínas relacionadas a via glicolítica foram avaliadas por Western Blotting e a expressão de RNAm por qPCR. Os resultados demonstraram que o LBH589 combinado a CDDP foi capaz de induzir apoptose em 70% das células (Calu-1) e 54,9% (A549) no tempo de 24 horas, e 90% (calu-1) e 62,1% (A549) em 48 horas, independendo, portanto, do status da p53. Os níveis de expressão de enzimas relacionadas com o metabolismos energético também sofreram alterações nos tratamentos estudados. O LBH589 induziu aumento de cerca de 4x dos níveis de RNAm de HK isoformas I e II em ambas as linhagens. Houve também um aumento na expressão proteica das isoformas de HK I e II. Outras enzimas relacionadas a via glicolítica como PFKP, PKM2 e LDHA foram analisadas e apresentaram redução da expressão proteica, principalmente na presença do LBH589. A combinação da CDDP com LBH589 parece ser promissora para o tratamento de CPNPC induzindo apoptose através de alterações no metabolismo energético tumoral. / The cytotoxic mechanisms of action of the histone deacetylase inhibitor LBH589 was investigated in association with cisplatin in two cell lines derived from non-small lung cancer (NSCLC). The results were analyzed based on the type of the cell death associated with alterations in enzymes related to energy metabolism and glycolytic pathway. To perform the study, we used two non-small lung tumor cell lines, A549 (wild type for the p53 gene) and Calu-1 (null for p53 gene) treated with LBH589 in combination with cisplatin or not. Assays for time and dose responses were performed through the cell viability analysis (MTT) for each drug separately in both cell lines to choose the best conditions for our study. The conditions of isolated treatments with reduced viability lower than the IC50 of each drug were selected for carrying out the combined treatments. Assays for apoptosis detection by flow cytometry were performed by Annexin V / PI, the expression of proteins related to apoptosis by Western Blotting. The expression of glycolytic related proteins were performed by Western blotting and their mRNA expressions by qPCR. The results demonstrated that the combined LBH589 plus CDDP was able to induce apoptosis in 70% of cells -Calu-1- and 54.9% -A549- in 24 hours, and 90% (Calu-1) and 62.1 % (A549) in 48 hours regardless of the p53 status. The expression levels of enzymes related to energy metabolism also presented changes in the studied treatments. The LBH589 increase of about 4x the HK isoforms I and II mRNA levels in both cell lines. There was also an increase in the expression isoforms I and II of HK protein. Other enzymes related to the glycolytic pathway as PFKP, PKM2 and LDHA were analyzed and we observed reduced protein expression, especially in the presence of LBH589. The combination of CDDP with LBH589 appears promising for the treatment of NSCLC inducing apoptosis via alterations in energy metabolism tumor.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Os mecanismos de ação citotóxica do inibidor de histona deacetilase LBH589 foram investigados em associação com o quimioterápico cisplatina (CDDP) em duas linhagens derivadas de câncer de pulmão de não pequenas células (CPNPC). Os resultados foram analisados em relação ao tipo de morte celular associada às alterações em enzimas relacionadas ao metabolismo energético e a via glicolítica. Para realização do trabalho, foram utilizadas as linhagens tumorais A549 (selvagem para o gene de p53) e Calu-1 (nulo para o gene de p53) tratadas com LBH589 em combinação ou não com CDDP. Foram realizadas curvas de tempo e dose-resposta com as drogas isoladamente pelo ensaio de viabilidade celular (MTT) nas duas linhagens para a escolha das melhores condições para o nosso estudo. As condições dos tratamentos isolados com redução da viabilida celular menores que o IC50 de cada fármaco foram selecionados para realização dos tratamentos combinados. As avaliações de apoptose foram realizadas por citometria de fluxo pelo ensaio de Anexina V/PI, e com a marcação de proteínas por Western Blotting. As proteínas relacionadas a via glicolítica foram avaliadas por Western Blotting e a expressão de RNAm por qPCR. Os resultados demonstraram que o LBH589 combinado a CDDP foi capaz de induzir apoptose em 70% das células (Calu-1) e 54,9% (A549) no tempo de 24 horas, e 90% (calu-1) e 62,1% (A549) em 48 horas, independendo, portanto, do status da p53. Os níveis de expressão de enzimas relacionadas com o metabolismos energético também sofreram alterações nos tratamentos estudados. O LBH589 induziu aumento de cerca de 4x dos níveis de RNAm de HK isoformas I e II em ambas as linhagens. Houve também um aumento na expressão proteica das isoformas de HK I e II. Outras enzimas relacionadas a via glicolítica como PFKP, PKM2 e LDHA foram analisadas e apresentaram redução da expressão proteica, principalmente na presença do LBH589. A combinação da CDDP com LBH589 parece ser promissora para o tratamento de CPNPC induzindo apoptose através de alterações no metabolismo energético tumoral. / The cytotoxic mechanisms of action of the histone deacetylase inhibitor LBH589 was investigated in association with cisplatin in two cell lines derived from non-small lung cancer (NSCLC). The results were analyzed based on the type of the cell death associated with alterations in enzymes related to energy metabolism and glycolytic pathway. To perform the study, we used two non-small lung tumor cell lines, A549 (wild type for the p53 gene) and Calu-1 (null for p53 gene) treated with LBH589 in combination with cisplatin or not. Assays for time and dose responses were performed through the cell viability analysis (MTT) for each drug separately in both cell lines to choose the best conditions for our study. The conditions of isolated treatments with reduced viability lower than the IC50 of each drug were selected for carrying out the combined treatments. Assays for apoptosis detection by flow cytometry were performed by Annexin V / PI, the expression of proteins related to apoptosis by Western Blotting. The expression of glycolytic related proteins were performed by Western blotting and their mRNA expressions by qPCR. The results demonstrated that the combined LBH589 plus CDDP was able to induce apoptosis in 70% of cells -Calu-1- and 54.9% -A549- in 24 hours, and 90% (Calu-1) and 62.1 % (A549) in 48 hours regardless of the p53 status. The expression levels of enzymes related to energy metabolism also presented changes in the studied treatments. The LBH589 increase of about 4x the HK isoforms I and II mRNA levels in both cell lines. There was also an increase in the expression isoforms I and II of HK protein. Other enzymes related to the glycolytic pathway as PFKP, PKM2 and LDHA were analyzed and we observed reduced protein expression, especially in the presence of LBH589. The combination of CDDP with LBH589 appears promising for the treatment of NSCLC inducing apoptosis via alterations in energy metabolism tumor.

Este trabalho visou investigar as interações entre enzimas e polímeros em solução e a adsorção das mesmas sobre superfícies sólidas e para isto foi dividido em duas partes distintas. Na primeira parte a influência do poli(etileno glicol) (PEG), polímero considerado inerte e utilizado em muitos processosbiotecnológicos, na atividade enzimática e na conformação estrutural de enzimas foi estudada através de medidas de espectrofotometria- UV, calorimetria e espalhamento de raio-X de baixo ângulo (SAXS). Foram escolhidas neste estudo as enzimas glicose-6-fosfato desidrogenase (G-6-PDH) e hexoquinase (HK), que são enzimas largamente aplicadas em análises clínicas na determinação de glicose no sangue, e também a enzima álcool desidrogenase (AD), utilizada para determinação de concentração de álcool. Foram obtidos resultados quantitativos, numa faixa de baixa concentração de enzima, que indicam uma forte influência de PEG na atividade das enzimas estudadas. Medidas de calorimetria revelaram que PEG interage não só com a enzima em estudo mas também com a coenzima NADP+. Numa faixa de concentração maior, os resultados de SAXS mostraram que PEG exerce também um efeito significativo no processo de agregação das enzimas. Acima de tudo, foi evidenciado neste estudo que PEG não pode ser tratado como um polímero inerte, pois ele interfere na atividade e conformação de enzimas. As enzimas são macromoléculas complexas e PEG interage de forma diferenciada com cada enzima, merecendo atenção especial caso a caso. Na segunda parte do trabalho, o estudo da adsorção de hexoquinase (HK) e creatina fosfoquinase (CPK) sobre lâminas de silício foi realizado através de medidas de ângulo de contato, elipsometria in situ e microscopia de força atômica (AFM) em água. A CPK é uma enzima bastante utilizada em kits de determinação de creatina no sangue e no diagnóstico de desordens musculares. Este trabalho revelou que o mecanismo de adsorção de CPK sobre silício depende fortemente do pH. Em pH 4, 7 ou 9 CPK adsorveu mantendo a mesma conformação que tinha em solução. Medidas de espectrofotometria UV-Vis revelaram uma mudança no pH ótimo para atividade enzimática de CPK de 6,8 para 9 após adsorção. A HK imobilizada em esferas de vidro mostrou atividade maior do que HK imobilizada nas placas. A reutilização das esferas e placas recobertas com HK foi testada e observou-se que as atividades das enzimas adsorvidas no substrato esférico foram mantidas. Entretanto, nas placas revestidas a atividade foi perdida. As enzimas imobilizadas sobre esferas puderam ser reutilizadas pelo menos 3 vezes, mantendo a atividade por um período de até 3 semanas. / This work aimed to investigate the interactions between enzymes and polymers in solution and also the adsorption behavior of these enzymes on solid surfaces. For that reason it was divided into two parts. In the first part, the influence of poly(ethylene glycol) (PEG), a polymer considered inert and utilized in several biotechnological processes, on the enzymatic activity and structure of the enzyme was studied by means of UV spectrophotometry, calorimetric titration, circular dichroism (CD) and small angle X-ray scattering (SAXS). Glucose-6-phosphate dehydrogenase (G-6-PDH) and hexokinase (HK) were chosen because of their large application in clinical analysis for determination of glucose in the blood strain. Alcohol dehydrogenase (AD), which is widely used to determine alcohol concentration in various samples, was also used. Quantitative results, in a low enzyme concentration range, indicated a strong influence of PEG on the enzymes activity. The calorimetric measurements revealed no favorable interactions between enzyme and polymer, but indicated favorable interactions between PEG and co-enzyme NADP+. In a higher concentration range, SAXS results showed that PEG also exerts a significant effect on the enzyme aggregation process. This work showed that PEG shall no longer be treated as an inert polymer since it interferes in the enzyme activity and structure. The enzymes are complex macromolecules and PEG interacts differently with each one, deserving special attention in each case. In the second part of the work, the adsorption behavior of creatine phosphokinase (CPK) and hexokinase (HK) onto silicon wafers was studied by means of contact angle measurements, in situ ellipsometry and atomic force microscopy (AFM) in water. CPK was chosen due to its large application on the diagnosis of several muscle disorders. This work revealed that the adsorption mechanism of CPK on silicon surfaces is strongly dependent on pH. At pH 4, 6.8 or 9, CPK adsorbed keeping the same conformation as in solution. pectrophotometric measurements revealed a shift on the optimum pH from 6,8 to 9 upon CPK adsorption. HK adsorbed onto glass beads showed higher activity than HK immobilized on silicon wafers. HK covered glass beads could also be reused three times and for a period of at least three weeks. In the contrary, HK covered silicon wafers could not be reused. For practical purposes, HK covered glass beads showed to be a better “biosensor” than HK covered silicon wafers.

Introdução: Hiperplasia Macronodular Adrenal Primária (PMAH) é uma causa rara de Síndrome de Cushing (SC), caracterizada por macronódulos funcionantes geralmente acometendo ambas as glândulas adrenais. Recentemente, o exame 18F-FDG PET/CT detectou três pacientes com PMAH apresentando captação aumentada de 18F-FDG. No entanto, ainda não foi elucidado o mecanismo pelo qual a PMAH apresentaria uma alta captação de 18F-FDG. Objetivos: Os objetivos deste estudo foram investigar se a expressão de GLUT1, HK1, HK2 e/ou HK3 estão relacionados à alta captação de 18F-FDG na PMAH e comparar estas expressões com tecidos adrenais provenientes de pacientes com AAC e CAA. Métodos: 12 pacientes com PMAH que realizaram 18F-FDG-PET/CT, previamente à adrenalectomia. A captação de 18F-FDG foi quantificada como maximum standardized uptake value (SUVmax). Expressão do RNAm foi investigada através de RT-PCR e a expressão proteica através de técnicas de imunoistoquímica. Expressão gênica e proteica dos pacientes com PMAH foi comparada com 15 pacientes com AAC e 10 pacientes com CAA. As correlações foram realizadas através do teste de coeficiente de correlação de Pearson e as comparações, através do teste Kruskal-Wallis, seguido do ajuste de Dunn. Significância estatística foi considerada quando p < 0.05. Resultados: Todos os pacientes com PMAH apresentaram alta captação de 18F-FDG, cujo SUVmáx variou de 3.3 a 8.9 e o tamanho do maior nódulo variou de 3.5 a 15cm. Foi observada forte correlação positiva entre o tamanho do maior nódulo e o SUVmáx nos pacientes com PMAH. No entanto, não foi estabelecida correlação entre a expressão de GLUT1, HK1, HK2 e HK3 e o SUVmáx nos pacientes com PMAH. A expressão do SLC2A1 e HK2 foi significativamente maior nos pacientes com CAA do que nos pacientes com AAC e PMAH. Conclusões: A captação aumentada de 18F-FDG na PMAH não está relacionada ao aumento da expressão de GLUT1, HK1, HK2 e HK3. Estudos futuros serão necessários para elucidar a via glicolítica que é responsável pelo metabolismo da glicose na PMAH / Introduction: Primary macronodular adrenal hyperplasia (PMAH) is a rare cause of Cushing\'s syndrome, characterized by functioning adrenal macronodules and increased cortisol production. Recently, integrated 18F-FDG-PET/CT examination revealed an increased 18F-FDG uptake in patients with PMAH. However, it is still unclear the mechanism by which PMAH would present with a high 18F-FDG uptake in PET/CT. Objectives: The aim of this study was to investigate whether GLUT1, HK1, HK2 and/or HK3 expression would account for the high18F-FDG uptake in PMAH and compare these expressions with ACA and ACC adrenal tisuue. Methods: 12 patients undergoing adrenalectomy for PMAH with previous 18F-FDG-PET/CT. 18F-FDG uptake was quantified as the maximum standardized uptake value (maxSUV). mRNA expression was investigated through quantitative RT-PCR and protein expression was investigated using immunohistochemical studies. PMAH gene and protein expression were compared to 15 patients with ACA and 10 with ACC. Correlations were performed through Pearson\'s correlation coefficient test and comparisons through Kruskal-Wallis test, followed by Dunn adjust. Statistical significance was considered when p < 0.05. Results: All patients with PMAH presented with high 18F-FDG uptake, the range of SUVmax in these patients varied from 3.3 to 8.9 and the nodule sizes varied from 3.5 to 15 cm. There was a strong positive correlation between the nodule size and 18F-FDG uptake. However, no correlation could be established between gene and protein expression of GLUT1, HK1, HK2 and HK3 and 18F-FDG uptake. SLC2A1 and HK2 expression was significantly higher in patients with CCA than in patients with AAC and PMAH. Conclusions: Increased 18F-FDG uptake in PMAH does not arise from the overexpression of GLUT1, HK1, HK2 or HK3. Further investigation is required to elucidate the glycolytic pathway involved in glucose metabolism in PMAH

Introdução: Hiperplasia Macronodular Adrenal Primária (PMAH) é uma causa rara de Síndrome de Cushing (SC), caracterizada por macronódulos funcionantes geralmente acometendo ambas as glândulas adrenais. Recentemente, o exame 18F-FDG PET/CT detectou três pacientes com PMAH apresentando captação aumentada de 18F-FDG. No entanto, ainda não foi elucidado o mecanismo pelo qual a PMAH apresentaria uma alta captação de 18F-FDG. Objetivos: Os objetivos deste estudo foram investigar se a expressão de GLUT1, HK1, HK2 e/ou HK3 estão relacionados à alta captação de 18F-FDG na PMAH e comparar estas expressões com tecidos adrenais provenientes de pacientes com AAC e CAA. Métodos: 12 pacientes com PMAH que realizaram 18F-FDG-PET/CT, previamente à adrenalectomia. A captação de 18F-FDG foi quantificada como maximum standardized uptake value (SUVmax). Expressão do RNAm foi investigada através de RT-PCR e a expressão proteica através de técnicas de imunoistoquímica. Expressão gênica e proteica dos pacientes com PMAH foi comparada com 15 pacientes com AAC e 10 pacientes com CAA. As correlações foram realizadas através do teste de coeficiente de correlação de Pearson e as comparações, através do teste Kruskal-Wallis, seguido do ajuste de Dunn. Significância estatística foi considerada quando p < 0.05. Resultados: Todos os pacientes com PMAH apresentaram alta captação de 18F-FDG, cujo SUVmáx variou de 3.3 a 8.9 e o tamanho do maior nódulo variou de 3.5 a 15cm. Foi observada forte correlação positiva entre o tamanho do maior nódulo e o SUVmáx nos pacientes com PMAH. No entanto, não foi estabelecida correlação entre a expressão de GLUT1, HK1, HK2 e HK3 e o SUVmáx nos pacientes com PMAH. A expressão do SLC2A1 e HK2 foi significativamente maior nos pacientes com CAA do que nos pacientes com AAC e PMAH. Conclusões: A captação aumentada de 18F-FDG na PMAH não está relacionada ao aumento da expressão de GLUT1, HK1, HK2 e HK3. Estudos futuros serão necessários para elucidar a via glicolítica que é responsável pelo metabolismo da glicose na PMAH / Introduction: Primary macronodular adrenal hyperplasia (PMAH) is a rare cause of Cushing\'s syndrome, characterized by functioning adrenal macronodules and increased cortisol production. Recently, integrated 18F-FDG-PET/CT examination revealed an increased 18F-FDG uptake in patients with PMAH. However, it is still unclear the mechanism by which PMAH would present with a high 18F-FDG uptake in PET/CT. Objectives: The aim of this study was to investigate whether GLUT1, HK1, HK2 and/or HK3 expression would account for the high18F-FDG uptake in PMAH and compare these expressions with ACA and ACC adrenal tisuue. Methods: 12 patients undergoing adrenalectomy for PMAH with previous 18F-FDG-PET/CT. 18F-FDG uptake was quantified as the maximum standardized uptake value (maxSUV). mRNA expression was investigated through quantitative RT-PCR and protein expression was investigated using immunohistochemical studies. PMAH gene and protein expression were compared to 15 patients with ACA and 10 with ACC. Correlations were performed through Pearson\'s correlation coefficient test and comparisons through Kruskal-Wallis test, followed by Dunn adjust. Statistical significance was considered when p < 0.05. Results: All patients with PMAH presented with high 18F-FDG uptake, the range of SUVmax in these patients varied from 3.3 to 8.9 and the nodule sizes varied from 3.5 to 15 cm. There was a strong positive correlation between the nodule size and 18F-FDG uptake. However, no correlation could be established between gene and protein expression of GLUT1, HK1, HK2 and HK3 and 18F-FDG uptake. SLC2A1 and HK2 expression was significantly higher in patients with CCA than in patients with AAC and PMAH. Conclusions: Increased 18F-FDG uptake in PMAH does not arise from the overexpression of GLUT1, HK1, HK2 or HK3. Further investigation is required to elucidate the glycolytic pathway involved in glucose metabolism in PMAH