A comparação \"in silico\" das vias de reparo de DNA nos genomas de Caulobacter crescentus e E. coli mostra diferenças significativas entre estas duas bactérias, sugerindo diversidade biológica das respostas a danos no DNA entre as bactérias. Em busca de genes que possam proteger o genoma de C. crescentus contra mutações, foi feita uma varredura em uma biblioteca de cerca de 5.000 clones construída a partir de inserção aleatória do transposon TN5 no genoma dessa bactéria. A maioria destes genes não tinha sido, ainda, relacionada a fenótipo mutador, mas, como esperado, também identificamos genes já conhecidos como relacionados a fenótipos mutadores. Alguns clones candidatos foram investigados quanto ao tipo de mutação induzida, baseando-se na sequência do gene rpoB, com o objetivo de indicar o processo mutacional sob condições genéticas específicas. Análises baseadas na medida da atividade promotora em fusão de transcrição com lacZ, mostra que o sistema SOS está alterado em alguns clones, e pode justificar parte do fenótipo mutador em alguns deles. / The \"in silico\" comparison of the main DNA repair genes between C. crescentus and E. coli shows significant differences between these bacteria, suggesting biological diversity in bacterial responses to DNA damage. We further screened a C. crescentus library of 5,000 clones mutated by random insertion of the TN5 transposon in the genome, searching for clones with high levels of spontaneous rifampicin resistance mutations. Most of the genes identified have not been previously reported as related to mutator phenotype, but, as expected, we have also identified proteins already known as causing mutator phenotypes when mutated. As part of the functional characterization, some candidate clones were characterized based on rpoB gene sequences aiming at indicating the mutational process under specific genetic background conditions. Analysis of some candidate clones based on measurements of promoter activity with lacZ transcriptional fusions show that the system SOS is modified in some clones and this justify part of their mutator phenotype.

Made available in DSpace on 2015-05-14T16:53:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-10-01Bitstream added on 2015-05-14T16:59:00Z : No. of bitstreams: 1 000822315.pdf: 2572073 bytes, checksum: 28c07c8704c57c478b3bb4d84bef72f3 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / As proteínas desacopladoras (UCPs) são proteínas especializadas no transporte mitocondrial que dissipam o gradiente eletroquímico de prótons gerados na respiração. Essas proteínas desempenham um papel na manutenção da função mitocondrial e sua importância como componente da tolerância celular ao estresse oxidativo tem sido demonstrada em diversos estudos realizados tanto in vitro com em in vivo. No presente estudo, foram realizados dois estudos empregando UCPs de plantas. Numa primeira abordagem foi realizada uma análise do transcriptoma de plantas transgênicas de tabaco que superexpressam o gene AtUCP1 de Arabidopsis thaliana utilizando a técnica de RNA-Seq. Para o RNA-Seq foi gerado de mais de um milhão de reads com 150 pb em média para cada biblioteca testada. A partir desses reads, um conjunto de aproximadamente 34.000 contigs foi obtido. Após as análises foi possível identificar um total de 816 genes diferencialmente expressos entre as linhagens transgênicas e o controle selvagem, sendo 239 genes induzidos (p≤0,001) e 577 reprimidos (p≤0,001). Em paralelo, uma análise de expressão gênica foi empreendida utilizando mutantes de inserção de arabidopsis para os genes AtUCP1-3, dois deles caracterizados no presente estudo (atucp2 e atucp3), com o objetivo de verificar a funcionalidade e redundância entre essas isoformas. Segundo os resultados obtidos, uma possível compensação só foi observada no mutante atucp3 no qual os genes AtUCP1 e AtUCP2 foram induzidos tanto em condições fisiológicas normais como em condições de estresse salino e osmótico / Mitochondrial inner membrane uncoupling proteins (UCP) dissipate the proton electrochemical gradient established by the respiratory chain, thus affecting the yield of ATP synthesis. These proteins play a role in maintaining mitochondrial function and their importance as cellular oxidative stress tolerance component has been demonstrated in several studies performed in vitro and in vivo. In this study, the functional role of plant UCPs was investigated. In a first approach, a transcriptomic analysis of tobacco plants overexpressing the AtUCP1 gene of Arabidopsis thaliana was performed using RNA-seq analysis. The RNA-sequencing generated over a million of reads with 150 base pair on average for each library. From these reads, a set of approximately 34,000 contigs was obtained. A total of 816 differentially expressed genes between transgenic lines and wild-type control was identified. Amongst them, 239 were up-regulated (p≤0,001) and 577 were down-regulated (p≤0,001). In parallel, a gene expression analysis was performed using Arabidopsis insertion mutants for the AtUCP1-3 genes, two of them (atucp2 and atucp3) being characterized in this study. The main purpose was to verify the functionality and the existence of redundancy between the target genes. According to the obtained results, a compensatory expression was observed only in the atucp3 background, in which the AtUCP1 and AtUCP2 genes were induced both in normal physiological conditions and under salt and osmotic stresses

Made available in DSpace on 2016-12-08T16:24:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGCA14MA156.pdf: 40047 bytes, checksum: a23178108ff28c9a0fc4248b64d5e34e (MD5) Previous issue date: 2014-12-09 / The consequences of water contamination are serious and should be evaluated by testing with biochemical and biological parameters, using the biomarkers. It is known that the main sources of water contamination are urban untreated sewage that are released into rivers and lakes, landfills affecting groundwater, pesticides that flow with the rain being swept into the rivers and lakes and industries who use the rivers as carriers of their toxic waste. These wastes and substances released into the body of water has been the subject of many studies, especially those that aim to assess the consequences of genotoxic substances on the DNA of fish. Still related to water quality, and the use of biomarkers, was sought to constantly gene responses to environmental stimuli. Thus, the present study aimed to evaluate the genotoxic effects in fish species R. quelen (popularly known as Jundiá) submitted to the waters of the river Caveiras, at a specific point. For this, we used techniques: the micronucleus test and the comet assay as biomarkers of effect of water contaminants in fish studied. We compared the incidence of micronuclei and the appearance of DNA damage in blood cells of R. quelen exposed to the waters of the river Caveiras at the point analyzed, with blood cells of fish of the same species, a control group, kept in waters originating from aquaculture laboratory of CAV / UDESC. The animals in both the control for the test, were kept at temperatures ranging from 22 to 28 degrees Celsius, with mechanical ventilation, and even diet management. We analyzed damage index by the comet assay in four different times (0, 7, 21 and 28 days). No significant differences were seen when the Test and Control groups compared, between times 0 and 7 days. The observation time 21 compared to the other times, we could notice a significant increase (p <0.001) in the rate of DNA strand breaks in fish in the test group compared to the control group. In 28 day time, when the fish of the test group returned the same conditions in the control group, we observed a significant decrease in DNA damage when purchased from the ratios obtained in time for 21 days. The results of the micronucleus test in R. quelen exposed to the waters of the river Caveiras showed no significant differences for any of the times sampled. Therefore, it is concluded that the water river Caveiras is the main cause of genotoxic damage observed in fish in the analyzed point and the Comet assay, relative to MN, was more sensitive in detecting DNA damage / As consequências da contaminação dos recursos hídricos são graves e devem ser avaliadas através de análises com parâmetros bioquímicos e biológicos, utilizando-se de bioindicadores. Sabe-se, que as principais fontes de contaminação dos recursos hídricos são esgotos urbanos sem tratamento que são lançados em rios e lagos, aterros sanitários que afetam os lençóis freáticos, defensivos agrícolas que escoam com a chuva sendo arrastados para os rios e lagos e indústrias que utilizam os rios como carreadores de seus resíduos tóxicos. Estes dejetos e substâncias liberadas no corpo d´água tem sido alvo de muitos estudos principalmente daqueles que visam avaliar as consequências de substâncias genotóxicas sobre o DNA de peixes. Ainda, relacionado à qualidade das águas, e com a utilização de bioindicadores, buscam-se, constantemente, respostas dos genes aos estímulos ambientais. Desta forma o presente estudo teve como objetivo principal, avaliar os efeitos genotóxicos em peixes da espécie Rhamdia quelen (popularmente conhecidos como Jundiás) submetidos às águas do Rio Caveiras, em um ponto específico. Para tanto, utilizou-se as técnicas: Teste do Micronúcleo e o Ensaio Cometa, como biomarcadores de efeito de contaminantes da água nos peixes estudados. Comparou-se a incidência de micronúcleos e o aparecimento de danos ao DNA em células sanguíneas de R. quelen expostas às águas do Rio Caveiras no ponto analisado, com células sanguíneas de peixes da mesma espécie, de um grupo controle, mantido em águas oriundas do laboratório de piscicultura do CAV/UDESC. Os animais, tanto do controle quanto do teste, foram mantidos em temperaturas que variaram de 22 a 28 graus Celsius, com aeração mecânica, mesmo manejo e dieta alimentar. Analisou-se índice de danos, através do ensaio cometa, em quatro tempos diferentes (0, 7, 21 e 28 dias). Não foram evidenciados diferenças significativas, quando comparados os grupos Teste e Controle, entre os tempos 0 e 7 dias. Na observação do tempo 21, em comparação com os outros tempos, pôde-se perceber um aumento significativo (p < 0,001) do índice de quebras no DNA nos peixes do grupo teste quando comparados aos do grupo controle. No tempo 28 dias, quando os peixes do grupo teste retornaram as mesmas condições do grupo controle, observou-se uma diminuição significativa dos danos no DNA quando comprados aos índices obtidos no tempo de 21 dias. Os resultados do Teste do Micronúcleo em R. quelen expostos às águas do Rio Caveiras mostraram que não houve diferenças significativas para nenhum dos tempos amostrados. Conclui-se, portanto, que a água do Rio Caveiras é a principal causadora dos danos genotóxicos observados nos peixes no ponto analisado e que o Ensaio Cometa, em relação ao MN, foi mais sensível na detecção de danos no DNA

Food additives are used by the food industry in order to enhance the aroma, flavor and texture of foods. Of all the additives used colors are the most genotoxic. The azo dyes, derived from oil, used by industries, are the tartrazine and red #40. The SMART wing test was used to verify the possible genotoxic effects of colors in somatic cells of Drosophila melanogaster. For this evaluation were used larvae of 48 hours, descendants of the Standard Cross (ST) and High Bioactivation (HB) that who were treated with tartrazine in concentrations 1.5, 2.5 and 3.0 mg / mL and 5, 10 and 20 mg / mL for the red #40. The results showed significant increase of spots in the ST descendants for tartrazine and HB for the red #40. We concluded that the artificial colors tartrazine and red #40 are genotoxic in the doses used for the study. / Os aditivos alimentares são utilizados pela indústria alimentícia com o intuito de melhorar o aroma, o sabor e a textura dos alimentos. De todos os aditivos utilizados os corantes são os mais genotóxicos. Os corantes azóicos, derivados do petróleo, utilizados pelas indústrias, são o tartrazina e vermelho 40. O teste SMART de asa foi utilizado para verificar os possíveis efeitos genotóxicos destes corantes em células somáticas de Drosophila melanogaster. Para esta avaliação foram utilizadas larvas de 48 horas, descendentes do cruzamento padrão (ST) e alta bioativação (HB) que foram tratadas com tartrazina nas concentrações 1,5, 2,5 e 3,0 mg/mL e 5, 10 e 20 mg/mL para o vermelho 40. Os resultados mostraram aumento significativo de manchas nos descendentes ST para tartrazina e HB para o vermelho 40. Concluímos que os corantes artificiais tartrazina e vermelho 40 são genotóxicos nas doses utilizadas para o estudo. / Mestre em Genética e Bioquímica

&#946;-glicosidases da família 1 das glicosídeo hidrolases (GH 1) são um dos mais importantes grupos de enzimas, estando envolvidas em diversos processos biológicos. Neste trabalho o objetivo principal foi o estudo das bases moleculares da especificidade pelo substrato em &#946;-glicosidases GH 1 utilizando como modelo experimental uma &#946;-glicosidase pertencente a larva de Spodoptera frugiperda (Sf&#946;gli50). Na primeira etapa procurou-se analisar através de mutagênese sítio-dirigida e cinética enzimática o papel na modulação da especificidade pelo substrato e na catálise dos resíduos E190, E194, K201 e M453 da Sf&#946;gli50 , os quais correspondem aos encontrados no sítio de ligação do aglicone das &#946;-glicosidases de milho e de sorgo. Os resultados mostraram que E190 favorece a ligação da porção inicial de aglicones do tipo alquil inicial e também da primeira unidade de glicose de aglicones oligossacarídicos. E194 favorece a ligação de radicais alquil, enquanto K201 é mais relevante para a ligação de unidades de glicose em detrimento de radicais alquil. O balanço entre as interações com E194 e K201 determina a preferência entre unidades de glicose versus radicais alquil. M453 favorece a ligação da segunda unidade de glicose de aglicones oligossacarídicos e também da porção inicial de aglicones do tipo alquil. Nenhum destes resíduos interage com a porção terminal de aglicones do tipo alquil. Demonstrou-se que todos estes resíduos contribuem de forma similar e individualmente fraca na estabilização do complexo ES&#8225; e suas interações com o aglicone não influenciam na ligação do glicone. Na segunda etapa, procurou-se identificar resíduos ou regiões da Sf&#946;gli50 que participem do processo de modulação da especificidade pelo substrato e que ainda não tivessem sido descritos na literatura. Assim, selecionou-se 14 Sf&#946;gli50 mutantes a partir de uma \"biblioteca\" de mutantes geradas por mutagênese aleatória in vivo. As análises de \"contatos\" e de ligações de hidrogênio envolvendo estes resíduos mutados possibilitaram a identificação de outros resíduos e, consequentemente, a construção de mais 32 Sf&#946;gli50 mutantes. Estas 46 Sf&#946;gli50 mutantes foram produzidas em sistema heterólogo de expressão em bactéria, purificadas e caracterizadas cineticamente. A análise dos resultados obtidos sugere que alguns resíduos mutados devem participar da modulação da especificidade pelo substrato formando \"vias de conexão\", de tal forma que mutações em resíduos que compõem uma \"via\" podem ter efeitos propagados através de suas conexões e, assim, atingirem outras porções da Sf&#946;gli50, como o sítio ativo. Esta propagação pode se dar através de alterações no posicionamento espacial e no conjunto das interações não-covalentes entre os resíduos envolvidos. Finalmente um ponto em comum aos efeitos mutacionais analisados parece ser uma alteração na plataforma basal do glicone, W444, o que causaria modificações na preferência relativa pelos substratos fucosídeos e glucosídeos. / The &#946;-glycosidases of family 1 of the glycoside hydrolases (GH 1) are one of the most important groups of enzymes. These enzymes are involved in a high diversity of physiological functions. The main objective of this study was the analysis of the molecular bases of the specificity for substrate of a &#946;-glycosidase from the larvae of Spodoptera frugiperda (Sf&#946;gli50). Initially the role of residues E190, E194, K201 and M453 of Sf&#946;gli50 in modulation of the specificity for the substrate was investigated through site-directed mutagenesis experiments and enzyme kinetic analysis. These residues corresponds to the those found in the aglycone binding site of Zea mays and Sorghum bicolor &#946;-glycosidases. The results showed that E190 favors the binding of the initial portion of alkyl-type aglycones (up to the sixth methylene group) and also the first glucose unit of oligosaccharidic aglycones, whereas a balance between interactions with E194 and K201 determines the preference for glucose units versus alkyl moieties. E194 favors the binding of alkyl moieties, while K201 is more relevant for the binding of glucose units, in detriment of its favorable interaction with alkyl moieties. In addition, M453 favors the binding of the second glucose unit of oligosaccharidic aglycones and also of the initial portion of alkyl-type aglycones. None of these residues interact with the terminal portion of alkyl-type aglycones. It was also demonstrated that E190, E194, K201 and M453 similarly contribute to stabilize ES&#8225;. Their interactions with aglycone are individually weaker than those formed by residues interacting with glycone, but their joint catalytic effects are similar. Finally, these interactions with aglycone do not influence glycone binding. In the second part of this study, new Sf&#946;gli50 residues or portions that participated in the modulation of the substrate specificity were identified. In order to reach this objective, 14 Sf&#946;gli50 mutants were seleted from a \"library\" generated by random mutagenesis in vivo. Based on the \"contacts\" or hydrogen bounds involving these 14 mutated residues 32 additional mutant Sf&#946;gli50 were constructed. These 46 Sf&#946;gli50 mutant were produced in bacteria, purificated and characterized. The results suggest that these residues ways be grouped in \"connective pathways\", a set of residues that contact each other. Mutations in residues that compose a \"pathways\" may be propagated through its connections reaching the Sf&#946;gli50 active site. This propagation may be mediated by alterations in the spatial positioning and the set of non covalent interactions of these residues. Finally, several of these \"connective pathways\" contact a common point in the active site, the basal platform of the glycone subsite, W444.

O Papilomavírus bovino (BPV) gera prejuízos à pecuária. O trabalho buscou isolar vírions de BPV de papilomas cutâneos previamente diagnosticados e avaliar o potencial clastogênico do vírus através do ensaio cometa (EC). O DNA tecidual foi extraído e submetido a PCR. As bandas foram purificadas e sequenciadas. As sequências foram analisadas através de bioinformática. A tipagem mostrou a prevalência de BPV-2. A análise histopatológica revelou acantose, coilocitose e hiperqueratose. Foi possível detectar a presença de fibroblastos transformados, sugerindo uma via de infecção através do sangue. A imuno-detecção das proteínas L1 e E7 no estroma sugere atividade transformadora do BPV em fibroblastos. O EC mostrou a ação clastogênica estatisticamente igual entre os tipos virais BPV-2, 5 e 9. O isolamento viral foi realizado através de ultracentrifugação em densidade única de cloreto de césio, empregando uma nova metodologia, que se mostrou menos laboriosa do que as já descritas, permitindo o isolamento de vírions de BPV-2, iniciando o banco de vírus proposto. / The Bovine papillomavirus (BPV) generates losses to livestock. The study sought to isolate BPV virions from cutaneous papillomas previously diagnosed and evaluate the clastogenic potential of the virus through the comet assay (EC). The tissue DNA was extracted and subjected to PCR. The bands were purified and sequenced. Sequences were analyzed using bioinformatics. The typing showed the prevalence of BPV-2. Histopathology showed acanthosis, hyperkeratosis and koilocytosis. It was possible to detect the presence of transformed fibroblasts, suggesting a route of infection through the blood. Immunohistochemical detection of L1 and E7 proteins in the stroma suggests transforming activity of BPV in fibroblasts. The EC clastogenic action showed statistically equal among the virus types BPV-2, 5 and 9. Viral isolation was performed by ultracentrifugation in a single cesium chloride density, using a new method that was less laborious than those already described, allowing the isolation of BPV-2 virions, starting the proposed stock virus.

Orientador: Carlos Henrique Inácio Ramos / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-16T01:01:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Correa_DanielHenriquedoAmaral_D.pdf: 14618006 bytes, checksum: 0865223d71dcf2f775b71ebcedecc875 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Proteínas enoveladas incorretamente, com freqüência levam à formação de agregados fibrilares contendo extensas estruturas em folha-?, comumente denominadas de fibrilas amilóides. A hipótese acerca da capacidade de formar fibrilas amilóides com estruturas idênticas e ricas em estruturas beta, ser uma propriedade genérica de toda proteína, apoia-se no fato de até mesmo proteínas sem conexão com doenças, como a mioglobina, serem capazes de gerar estruturas fibrilares. Embora várias proteínas sejam intrinsecamente desordenadas, muitas são apropriadamente empacotadas, podendo se desenovelar totalmente ou parcialmente de maneira a expor regiões propensas à agregação, que podem converter o polipeptídeo em fibrilas amilóides. De fato, vários estudos sugerem que intermediários parcialmente enovelados estão envolvidos na fibrilogênese. A apomioglobina (apoMb) de baleia do espermacete é uma proteína bem caracterizada, que forma um intermediário durante o desenovelamento do estado nativo ou após a diluição do estado desenovelado em tampão de enovelamento. A mioglobina é uma proteína altamente solúvel, cujas propriedades do estado nativo não sugerem uma predisposição dessa em formar fibrilas amilóides, corroborado pela organização de sua seqüência de resíduos de aminoácidos em hélices-? bem definidas sem elementos de estrutura em folha-?. Contudo, até a mioglobina forma fibrilas amilóides em certas condições, sugerindo que a capacidade de formar fibrilas seja uma característica comum de toda proteína e, portanto, não estando relacionada a uma estrutura primária específica. Neste projeto, visamos mapear as potenciais interações envolvidas na agregação e formação de fibrilas amilóides em apomioglobinas. Para tanto, apresentamos aqui os estudos dos efeitos de 19 mutantes de apoMb na cinética amiloidogênica da mesma. A indução de fibrilas amilóides foi realizada através da incubação das apoMbs em tampão borato de sódio 50 mM, pH 9 e aquecidas a 65°C. O processo de agregação foi acompanhado por medidas da emissão de fluorescência de Tioflavina T (ThT) e espectroscopia de dicroísmo circular (CD). Outras propriedades morfo-fisicoquímicas das amilóides de apoMb foram também estudadas: energia de ativação da formação de fibrilas, organização estrutural, citotoxicidade, efeito de semeadura, desmontagem por uréia. Nossos resultados mostram que alguns mutantes (7 no total) afetaram a cinética de formação das amilóides, e surpreendentemente, esses efeitos correlacionam-se bem com o efeito que a mutação tem sobre a estabilidade do estado nativo, mas não com o efeito sobre a estabilidade do estado intermediário do enovelamento. As estruturas globais (investigadas por difração de raios-X) das fibrilas formadas pelas ampomioglobinas selvagem e mutantes mostram-se indistinguíveis. Experimentos de citotoxicidade, utilizando um modelo de células neuronais N2A (neuroblastoma de camundongo), e semeadura, confirmam que as diferentes formas de agregados das proteínas são capazes de diminuir a viabilidade celular e de acelerar a formação das fibrilas. Generalizando, nossos resultados suportam a hipótese de que, embora o desenovelamento parcial preceda a formação de fibrilas em apomioglobina, a formação do intermediário de enovelamento não parece ser um passo obrigatório no processo e assim, o enovelamento e a formação de agregados/fibrilas são aparentemente distintos para essa proteína. / Abstract: Protein misfolding usually leads to the formation of fibrillar aggregates with extensive ?-sheet structure, commonly termed amyloid fibrils. The hypothesis that the ability to form ordered ?-rich amyloid fibers with identical structures is a generic property of proteins is supported by the fact that even proteins with no connection to disease, such as myoglobin, are able to generate fibrillar structures. Although several proteins are intrinsically disordered, many are properly packed and should unfold totally or partially exposing aggregation-prone regions that can convert the polypeptide into amyloid fibrils. Actually, several studies suggest that partially folded intermediates are involved in fibrillogenesis. Sperm whale apomyoglobin (apoMb) is a well-characterized protein that forms an intermediate after either unfolding from the native state or dilution of the unfolded protein in a folding buffer. Mb is a highly soluble protein whose native state properties do not suggest a predisposition to form amyloid fibrils, corroborated by its amino acid residues sequence organization in well-defined ?-helices with no ?-sheet elements. However, even Mb forms amyloid fibrils under certain conditions, suggesting that the ability to form fibrils is a common feature of all proteins and is not related to a specific primary structure. In this work, we aim to map potential interactions involved in apomioglobin aggregation and fibrils formation. To such aim, we present here the studies of effects on amiloidogenic kinetics of 19 apoMb mutants. The induction of amyloid fibrils was performed by incubating apoMb proteins on 50 mM sodium borate buffer at pH 9 and heat to 65°C. The aggregation process was monitored both by thioflavin T (ThT) emitted fluorescence and circular dichroism (CD) spectroscopy measurements. Other morph-physicochemical properties of apoMb amyloids were also studied: activation energy of fibril formation, structure organization, cytotoxicity, seeding effect, disassembly by urea. Our results show that some mutants (7 in total) affect the amyloid formation kinetics, and surprisingly, these effects are well correlated with the effect that the mutation has on the stability of the native state but not with the effect on the stability of the folding intermediate. The overall structures, probed by X-ray diffraction, of fibers formed by mutants and wild-type apomyoglobin are indistinguishable. Cytotoxicity experiments, using a neuronal cell line model N2A (murine neuroblastoma), and seeding experiments, confirm that different aggregated forms of proteins are capable of decreasing the cell viability and to speed up the formation of fibrils. Generally, our results support the hypothesis that although partially unfolding precedes fibril formation in apomyoglobin, formation of the folding intermediate is not an obligatory step in the process and thus folding and aggregation/fibril formation are apparently distinct in this protein. / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-04-24T12:13:14Z No. of bitstreams: 2 Tese - Viníciu Fagundes Bárbara - 2017.pdf: 2916938 bytes, checksum: e3841362774c4c7ee6cde936621d4747 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-04-24T12:13:45Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Viníciu Fagundes Bárbara - 2017.pdf: 2916938 bytes, checksum: e3841362774c4c7ee6cde936621d4747 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-24T12:13:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Viníciu Fagundes Bárbara - 2017.pdf: 2916938 bytes, checksum: e3841362774c4c7ee6cde936621d4747 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-03-27 / The mining industry is known to trigger intense environmental impacts. When the exploitation is done in the open, pit lakes are formed, units still little known in environmental terms, and increasingly common in several countries. Demonstrating complex behavior, open pit lakes differ greatly from natural lakes, what makes their management a challenge. Although there is a need to develop research issues that contribute significantly to a deeper understanding of the degree of environmental commitment of open pit mining lakes, the studies developed so far are few and have a predominantly Analytical Chemistry approach, an important approach, but that only offers momentary and limited answers. The main objective of this research was to analyze the environmental liabilities formed by waters and sediments of open pit mining lakes by application a combined method of environmental assessment based on Chemical, Ecotoxicological and Genotoxicological aspects. With this purpose, water samples were collected in profile and sediments from three lakes of deactivated open - pit gold mines existing in Mara Rosa, Goiás, Brazil, in different climatic seasons and subjected to metal and anion analysis, to ecotoxicological acute tests and genotoxicological tests- Comet assay - with the Danio rerio fish. The results showed different degrees of environmental commitment of the lakes, which present chemically altered waters and sediments, and offer toxicological risks, mainly the Lago Azul. This, being the most used by the local population for recreational purposes and water sports, proved to be subject to intense geological control from acid drainage processes. It is concluded that the environmental assessment methodology used in this thesis, in order to obtain broader and deeper responses to pit lakes, emerging environmental problems, was efficient, being able to constitute an analytical tool that will significantly contribute to the expansion of knowledge to the Environmental Sciences. / A indústria da mineração é conhecida por desencadear impactos ambientais intensos. Quando a exploração se dá a céu aberto, são formadas cavas, unidades ainda pouco conhecidas em termos ambientais e cada vez mais comuns em diversos países. De comportamento complexo, lagos de mineração se diferem muito dos naturais, o que torna sua gestão desafiadora. Embora exista a necessidade do desenvolvimento de questões de pesquisa que contribuam significativamente para um entendimento mais profundo a respeito do grau de comprometimento ambiental de cavas, os estudos desenvolvidos até então foram poucos e tiveram enfoque predominante na Química Analítica, abordagem importante, mas que obtém respostas momentâneas e limitadas. O objetivo principal desta pesquisa foi analisar os passivos ambientais formados por águas e sedimentos de cavas de mineração mediante a aplicação de uma metodologia combinada de avaliação ambiental embasada em aspectos da Química, Ecotoxicologia e Genotoxicologia. Para tanto, amostras de águas coletadas em perfil e de sedimentos de três cavas de ouro desativadas localizadas em Mara Rosa, Goiás, Brasil, foram obtidas em diferentes estações climáticas e submetidas à análise de metais e ânions e a testes ecotoxicológicos agudos e genotoxicológicos – Ensaio Cometa – com peixes da espécie Danio rerio. Os resultados indicam diferentes graus de comprometimento ambiental dos lagos, que apresentam águas e sedimentos alterados quimicamente e oferecem riscos toxicológicos, principalmente o Lago Azul. Este, apesar de ser o mais utilizado pela população local para fins de lazer e prática de esportes aquáticos, demonstrou estar submetido a intenso controle geológico advindo de processos de drenagem ácida. Concluiu-se que a metodologia de avaliação ambiental empregada nesta tese com a finalidade de obter respostas mais amplas e profundas a respeito de cavas, problemas ambientais emergentes, se mostrou eficiente, podendo se constituir em uma ferramenta analítica que contribuirá de forma significartiva para a ampliação do conhecimento na área das Ciências Ambientais.

As fosfolipases A2 (PLA2s, ou fosfatidil-acil hidrolases EC 3.1.1.4) catalisam especificamente a hidrólise das ligações ácido-éster na posição sn-2 de glicerofosfolipídios liberando, como produto da catálise, ácidos graxos e lisofosfolipídio. São encontradas em plantas, mamíferos e em veneno de animais vertebrados e invertebrados e estão envolvidas em uma ampla variedade de processos fisiológicos. A fosfolipase A2 secretada humana do grupo IIA (hsPLA2 gIIA) é uma proteína de fase aguda da resposta imunológica, pois sua expressão é induzida por endotoxinas e citocinas via processos autócrinos e/ou parácrinos durante processos inflamatórios de relevância clínica. A hsPLA2 gIIA mostra efeito bactericida contra infecção por Staphylococcus aureus, e tem marcada preferência por fosfolipídios aniônicos tais como fosfatidilglicerol (PG) encontrados em membranas bacterianas. Uma grande variedade de inibidores de PLA2 do grupo IIA foi descrita na literatura, incluindo substâncias polianiônicas que atuam contra os efeitos inflamatórios destas enzimas. Suramina é um derivado de naftiluréia polissulfonado que recentemente mostrou ligação com os resíduos catiônicos no sítio de reconhecimento interfacial de Bothropstoxina-I (BthTX-I), uma PLA2-Lys49 isolada do veneno de Bothrops jararacussu, inibindo a atividade miotóxica da proteína. Devido ao tipo de interação diferenciada da suramina com BthTX-I em relação aos inibidores competitivos de PLA2, nós avaliamos a especificidade de ligação da suramina na hsPLA2 gIIA como um modelo para estudar este novo tipo de inibidor de PLA2s. O efeito da suramina nas atividades biológicas e de membranas artificiais da hsPLA2 gIIA foi avaliado. A suramina aboliu tanto a atividade hidrolítica da hsPLA2 gIIA quanto a atividade de danificação de membranas artificiais Ca2+ independente. Embora a suramina não tenha inibido a atividade bactericida da hsPLA2 gIIA contra a linhagem Micrococcus luteus, a ativação de macrófagos foi abolida pela mesma de maneira dependente de hidrólise. Além disso, técnicas de simulação de dinâmica molecular, calorimetria de titulação isotérmica e mutagênese sítio dirigida foram utilizadas para mapear os sítios de ligação da suramina na proteína. A interação da suramina com a hsPLA2 gIIA resultou de interações eletrostáticas entre grupos sulfonados com cadeias laterais de aminoácidos da região do sítio ativo e dos resíduos em torno das posições 15 e 116 localizados, respectivamente, na N- e Cterminal. Portanto, estes resultados permitem sugerir que a suramina pode atuar como inibidor de sPLA2s / Suramin is a polysulphonated napthylurea used as an antiprotozoal drug that presents inhibitory activity against a broad range of enzymes. We have evaluated the effect of suramin against the artificial and biological activities of the secreted human group IIA phospholipase A2 (hsPLA2 gIIA), a protein involved in inflammatory processes. To map the suramin binding sites on the hsPLA2 gIIA, proteins with mutations in the active site region and in the protein surface that makes contact with the phospholipids membrane were expressed in E. coli and refolded from inclusion bodies. The activation of macrophage cell line RAW 264.7 by hsPLA2 gIIA was monitored by nitric oxide release, and bactericidal activity of the protein against Micrococcus luteus was evaluated by colony counting and by flow cytometry. The hydrolytic activity of the hsPLA2 gIIA against lipossomes composed of a mixture of dioleoylphosphatidylcholine/dioleoylphosphatidylglycerol (DOPC/DOPG) was inhibited by a concentration of 100 nM suramin. The activation of macrophages by hsPLA2 gIIA was abolished at protein/suramin molar ratios where the hydrolytic activity of the enzyme was inhibited. In contrast, both the bactericidal activity of hsPLA2 gIIA against Micrococcus luteus and permeabilization of the bacterial inner membrane were unaffected by suramin concentrations up to 50 M. The affinity of interaction of the suramin with hsPLA2 gIIA was evaluated by suramine fluorescence and the mutants K15A, K38A, R54A and K123A presented a reduced affinity. The binding of the suramin/hsPLA2 gIIA complex was investigated by molecular dynamics simulations, which indicated two conformations of the bound inhibitor, which involve cationic amino-acid side chains in the active-site region and residues around positions 15 and 116 located in the N- and C-termini respectively in the substrate recognition surface. These results were correlated with isothermal titration calorimetry data, which demonstrated 2.7 suramin-binding sites on the hsPLA2 gIIA. These results suggested that suramin represents a novel class of phospholipase A2 inhibitor

O sistema SOS controla a expressão de diversos genes, muitos envolvidos com o reparo de DNA. Caulobacter crescentus vem emergindo como um modelo alternativo interessante para o estudo de mecanismos de reparo de DNA. Temos como objetivos realizar uma análise funcional de genes de função desconhecida regulados por SOS, e investigar a indução de SOS por antibióticos beta-lactâmicos em C. crescentus. Análises funcionais dos genes CC_3424 e CC_3467 mostraram que deleções nestes genes resultam em fenótipo de sensibilidade à mitomicina C (MMC). CC_3424 possui similaridade com glioxalases e CC_3467 com endonucleases. Acreditamos que CC_3467 atue no reparo de ligações intercadeia no DNA, e que CC_3424 atue detoxificando a MMC das células. Estudos dos efeitos biológicos da indução do sistema SOS mostram que a cefalexina (CFE) induz este regulon em concentrações subinibitórias. Células tratadas com CFE apresentam mais danos oxidativos do tipo 8-oxoguanina. Estes resultados mostram que concentrações subinibitórias de CFE resultam em estresse oxidativo em C. crescentus. / The SOS response controls the expression of several genes, many of which are involved in DNA repair mechanisms. Caulobacter crescentus has emerged as an alternative bacterial model for DNA repair. As aims, we will undertake a functional analysis of some of the genes regulated by the SOS response, and will investigate the SOS induction by beta-lactam antibiotics in C. crescentus. Functional analysis of the genes CC_3424 and CC_3467 showed that deletions in these genes result in a phenotype of sensitivity to mitomycin C (MMC). CC_3424 has similarity to glyoxalase and CC_3467 to endonucleases. We believe that the CC_3467 gene plays a role in the repair of interstrand crosslinks in the DNA, while CC_3424 acts in MMC cellular detoxification. Studies of biological effects of SOS induction showed that subinibitory concentrations of cephalexin (CFE) induce the SOS regulon. Cells treated with CFE have higher concentrations of 8-oxoG oxidative damage. These results show that subinibitory concentrations of cephalexin leads to cellular oxidative stress in C. crescentus.