Orientador: Helena Coutinho Franco de Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-25T17:01:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rovani_JulianaCristine_M.pdf: 3138644 bytes, checksum: 95185175ce4721f82feadc47122e6ed0 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A transidrogenase de nucleotídeo de nicotinamida mitocondrial (NNT) é a principal fonte geradora de NADPH da organela, o qual é utilizado pelo sistema antioxidante das mitocôndrias. Estudos prévios mostraram que a mutação nessa enzima está associada a alterações do estado redox de mitocôndrias e alterações do metabolismo glicídico e lipídico em animais C57BL6/J provenientes do Jackson Laboratory (B6-J). A síndrome metabólica é caracterizada pela presença de no mínimo três distúrbios cardio-metabólicos associados dentre obesidade visceral, dislipidemia, intolerância à glicose e/ou resistência à insulina e hipertensão. A restrição calórica tem sido indicada para prevenir e tratar estes distúrbios metabólicos. Compostos sintéticos têm sido testados como potenciais miméticos da restrição calórica. O 2,4-dinitrofenol (DNP) é uma droga que aumenta o gasto energético por provocar redução da eficiência da fosforilação oxidativa e aumentar o metabolismo oxidativo. Neste trabalho, demonstramos que camundongos com mutação no gene da NNT (B6-J) apresentaram aumento de adiposidade visceral, aumento do teor de triglicérides hepático, intolerância à glicose, resistência à insulina e hipersecreção de insulina pelas ilhotas pancreáticas isoladas e in vivo, quando comparados aos camundongos que tem a NNT intacta (B6-UNI). Diante destes distúrbios metabólicos, submetemos os animais à restrição alimentar (RA) ou ao tratamento com DNP durante 3 meses. Observamos que os animais B6-J sob RA apresentaram redução da adiposidade, esteatose hepática corrigida, melhora da resistência à insulina e diminuição da secreção de insulina. Por outro lado, o tratamento com DNP nos animais B6-J não modificou o metabolismo lipídico, reduziu a insulinemia de jejum e a secreção de insulina e melhorou a sensibilidade periférica à insulina, mas não alterou a tolerância à glicose. Concluímos que a linhagem portadora da deleção do gene da NNT tem maior predisposição à síndrome metabólica, e que, ambos os tratamentos de RA e DNP corrigiram, pelo menos parcialmente, os distúrbios metabólicos dos animais B6-J, sendo que a RA foi mais efetiva que o DNP / Abstract: The nicotinamide nucleotide transhydrogenase (NNT) catalyses the production of NADPH, that is consumed by the mitochondrial antioxidant enzymatic system. Previous studies have shown that NNT mutation causes redox abnormalities in mitochondria and alterations in glucose and lipid metabolism in C57BL6/J mice from The Jackson Laboratory. Metabolic syndrome is characterized by an association of cardio-metabolic disturbances such as visceral obesity, dyslipidemias, glucose intolerance and/or insulin resistance and hypertension. Caloric restriction has been recommended to prevent or treat such metabolic disturbances. Synthetic compounds have been tested as putative mimetic for caloric restriction. The 2,4 dinitrophenol (DNP) is one of this drugs that increase the metabolic rates due to a reduction in the oxidative phosphorylation efficiency and elevation of oxidative metabolism. In this study we demonstrated that mice that carry a NNT gene mutation (B6-J) exhibit increased visceral adiposity, increased liver triglyceride content, glucose intolerance, insulin resistance, and insulin hypersecretion, when compared to control mice with functional NNT. In face of these disturbances, mutant B6-J mice were submitted to a food restriction (FR) or treatment with DNP during 3 months. We observed that B6-J mutant mice under FR present a reduction in adiposity and liver steatosis, improvement of glucose tolerance and insulin resistance and normalization of insulin secretion. After DNP treatment, B6-J mice showed no alterations in lipid disturbances but improved insulin resistance and insulin secretion. These findings suggest that 1- the mouse substrain that carries NNT mutation is predisposed to develop metabolic syndrome, 2- both treatments, FR and DNP, correct, at least partially, the metabolic disturbances of B6-J mutant mice, and 3- FR treatment was more effective than DNP / Mestrado / Fisiologia / Mestra em Biologia Funcional e Molecular

Orientadores: Anibal Eugênio Vercesi, Helena Coutinho Franco de Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Aplicadas / Made available in DSpace on 2018-08-24T17:38:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moraes_Audreyde_M.pdf: 2287376 bytes, checksum: 667ac52246453deec2cd72f05541e70c (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital quando liberada / Abstract: Note: The complete abstract is available with the full electronic document / Mestrado / Fisiopatologia Médica / Mestra em Ciências

O aproveitamento da energia luminosa por bactérias que produzem hidrogenases poderia aumentar a eficiência do processo de produção de biohidrogênio. Neste trabalho, foi realizada a clonagem do gene que codifica a proteorrodopsina (PR) do isolado metagenômico SAR86 num plasmídeo de expressão para bactérias Gram-negativas. PR é uma proteína ligada ao cromóforo retinal, que, sob iluminação, promove o efluxo de prótons através da membrana celular. O excesso de prótons na face externa da membrana pode servir como substrato para a hidrogenase, resultando em maior eficiência na produção de hidrogênio (2H+ + 2e→ H2). O plasmídeo contendo o gene da PR foi utilizado na transformação genética das bactérias Cupriavidus necator e Escherichia coli, que produzem diversas hidrogenases. Enquanto a PR não se mostrou funcional em C. necator, na linhagem recombinante de E. coli, cultivada em presença de luz e retinal, foi obtido um aumento de até 2,17 vezes na produção de H2 em relação ao cultivo no escuro, desde que a linhagem estivesse produzindo a hidrogenase endógena HYD-4. / The utilization of light energy by hydrogenase producing bacteria could increase the efficiency of the biohydrogen production process. In the present work, the gene coding for proteorhodopsin (PR) of the SAR86 metagenomic lineage was cloned in an expression plasmid for Gram-negative bacteria. PR is an apoprotein linked to the chromophore retinal, which, upon illumination, promotes proton efflux across the cell membrane. The excess of protons on the plasma membrane surface may serve as a substrate for hydrogenases, resulting in a higher efficiency of hydrogen production (2H+ + 2e→ H2). The plasmid containing the PR gene was used to transform the Gram-negative bacteria Cupriavidus necator and Escherichia coli which produce several hydrogenases. Whereas PR did not display functionality in C. necator, in the recombinant E. coli cells, grown under illumination in the presence of retinal, an enhancement up to 2.17 fold in H2 production was found, relative to cells grown under darkness, provided that the cells were expressing the endogenous HYD-4 hydrogenase.

O aproveitamento da energia luminosa por bactérias que produzem hidrogenases poderia aumentar a eficiência do processo de produção de biohidrogênio. Neste trabalho, foi realizada a clonagem do gene que codifica a proteorrodopsina (PR) do isolado metagenômico SAR86 num plasmídeo de expressão para bactérias Gram-negativas. PR é uma proteína ligada ao cromóforo retinal, que, sob iluminação, promove o efluxo de prótons através da membrana celular. O excesso de prótons na face externa da membrana pode servir como substrato para a hidrogenase, resultando em maior eficiência na produção de hidrogênio (2H+ + 2e→ H2). O plasmídeo contendo o gene da PR foi utilizado na transformação genética das bactérias Cupriavidus necator e Escherichia coli, que produzem diversas hidrogenases. Enquanto a PR não se mostrou funcional em C. necator, na linhagem recombinante de E. coli, cultivada em presença de luz e retinal, foi obtido um aumento de até 2,17 vezes na produção de H2 em relação ao cultivo no escuro, desde que a linhagem estivesse produzindo a hidrogenase endógena HYD-4. / The utilization of light energy by hydrogenase producing bacteria could increase the efficiency of the biohydrogen production process. In the present work, the gene coding for proteorhodopsin (PR) of the SAR86 metagenomic lineage was cloned in an expression plasmid for Gram-negative bacteria. PR is an apoprotein linked to the chromophore retinal, which, upon illumination, promotes proton efflux across the cell membrane. The excess of protons on the plasma membrane surface may serve as a substrate for hydrogenases, resulting in a higher efficiency of hydrogen production (2H+ + 2e→ H2). The plasmid containing the PR gene was used to transform the Gram-negative bacteria Cupriavidus necator and Escherichia coli which produce several hydrogenases. Whereas PR did not display functionality in C. necator, in the recombinant E. coli cells, grown under illumination in the presence of retinal, an enhancement up to 2.17 fold in H2 production was found, relative to cells grown under darkness, provided that the cells were expressing the endogenous HYD-4 hydrogenase.