A presente tese foi realizada com o objetivo de estudar as relações entre valina (VAL) e isoleucina (ILE), determinar as exigências de valina e a razão pela qual dietas de baixo conteúdo protéico tendem a causar queda no desempenho de frangos de corte. Desta forma, três experimentos foram conduzidos utilizando dietas a base de milho e farelo de soja e linhagens de frangos de corte comercialmente disponíveis. No primeiro estudo foram avaliadas deficiências de VAL e ILE em dietas práticas para frangos de 14 a 35 dias de idade. Tanto VAL quanto ILE foram limitantes para o ganho de peso dos frangos, não sendo possível identificar com precisão a ordem de limitação destes dois aminoácidos, o que sugere uma co-limitação entre eles. No segundo experimento, foram determinadas as exigências de VAL para frangos entre 21 e 42 dias de idade. Os níveis de VAL digestível considerados ideais por meio de regressão linear foram de 0,82 e 0,81% para ganho de peso e conversão alimentar. Entretanto, quando utilizado o método de linha-quebrada o platô para estas mesmas respostas foi obtido com 0,81 e 0,76% de VAL digestível. No terceiro experimento, a suplementação de L-VAL, L-ILE, Glicina (GLY) e/ou L-Ácido glutâmico (L-GLU) (PB) em níveis idênticos aos apresentados por uma dieta controle tida como padrão da indústria indicou influência do nível de nitrogênio sobre o desempenho das aves. Glicina e ácido glutâmico melhoraram o ganho de peso e conversão alimentar das aves. Os benefícios no crescimento devidos ao fornecimento de GLY foram majoritariamente observados em fases iniciais do crescimento das aves enquanto a suplementação de GLU monstrou-se vantajosa ao longo de todo o período experimental. Adições de VAL, ILE, GLU e GLY resultaram em maior deposição de carne de peito em relação as dietas suplementadas somente com valina. Conclui-se que o fornecimento de dietas de reduzido conteúdo protéico fica restrito a utilização de relações precisas entre VAL, ILE e LYS, além do fornecimento adequado de glicina em fases iniciais. O fornecimento de L-GLU como fonte de nitrogênio em dietas de reduzido conteúdo protéico é uma alternativa para a obtenção de desempenho similar ao apresentado por frangos alimentados com dietas de maior conteúdo protéico. / This thesis was carried out to understand the relationships between valine (VAL) and isoleucine (ILE), to determine the requirements of valine and why low protein diets tend to cause drop in broilers performance. Thus, three experiments were conducted using corn and soybean meal diets and broilers strain crosses commercially available. In first study were assessed deficiencies of VAL and ILE in practical diets for broilers from 14 to 35 days of age. VAL and ILE showed limitations on the body weight gain of broilers and it was impossible identify precisely the order of limitation of these two amino acids, suggesting a co-limitation between them. In the second experiment VAL requirements were determined for broilers between 21 and 42 days of age. Ideal digestible levels of VAL considering linear adjustments were 0.82 and 0.81% for body weight gain and feed conversion ratio. However, when used the method of broken-line linear model the plateau for these same responses were obtained with 0.81 and 0.76% of digestible VAL level. In the third experiment, the supplementation of VAL, ILE, Glycine (GLY) and/or Glutamic acid (GLU) as crude protein source at levels similar to those presented by a standard industry diet indicated a strong influence of nitrogen level on the performance of birds. GLY and GLU improved body weight gain and feed conversion of birds. The benefits in growth due to the supply of GLY were mostly observed in early stages of birds growth while the supplementation of GLU showed advantage throughout the experimental period. Additions of VAL, ILE, GLU and GLY showed a higher deposition of breast meat for diets supplemented only with valine. It is concluded that the provision of low protein content diets is restricted to the use of precise relationships between VAL, ILE and LYS, and providing adequate glycine in the early stages. The supply of L-GLU as a source of nitrogen in diets of low protein content is an alternative for obtaining similar performance presented by broilers fed diets of higher protein content.

Introdução A pneumonia hospitalar é a principal causa de morte dentre as infecções hospitalares. A prevalência de pneumonia hospitalar em Unidades de Tratamento Intensivo (UTI) varia de 10 a 65%, com taxas de mortalidade que podem variar de 24 a 76%. A pneumonia associada à ventilação mecânica (PAV) é um determinante de mortalidade independente em pacientes submetidos à ventilação mecânica. A adequação do tratamento empírico precoce parece ser fundamental no prognóstico. Os critérios atualmente estabelecidos para avaliar adequação do tratamento empírico utilizam parâmetros clínicos, escores de gravidade e, principalmente, a sensibilidade do germe causador da infecção aos antibióticos administrados. Estes resultados balizam a necessidade de possíveis modificações no esquema antimicrobiano. A possibilidade de utilizar a Procalcitonina (PCT), a Proteína-C Reativa (CRP) e o escore SOFA (Avaliação de Falência de Órgãos Relacionada a Sepse), como indicadores de resposta do paciente, comparando seu status no dia do início do tratamento antimicrobiano (D0) com a evolução destes indicadores no quarto dia de tratamento (D4) abre a possibilidade de comparar o paciente com ele próprio, independente da exuberância da expressão da resposta inflamatória que ele possa desenvolver. Os resultados desta cinética entre D0 e D4 podem ser preditivos de gravidade de infecção, de eficiência antimicrobiana, e possivelmente de sobrevivência ou mortalidade hospitalar nos pacientes com suspeita de PAV. Objetivos Determinar e comparar o valor prognóstico de sobrevivência da cinética da PCT, da CRP, dos escores clínicos CPIS (Escore Clínico de Infecção Pulmonar) e SOFA, e do APACHE II (Avaliação da Fisiologia Aguda e da Saúde Crônica) na PAV entre o diagnóstico e o quarto dia de tratamento, quando a adequação do tratamento é avaliada. Pacientes e Métodos Realizamos um estudo de coorte prospectivo observacional que avaliou 75 pacientes internados no Centro de Tratamento Intensivo clínico-cirúrgico de adultos do Hospital de Clínicas de Porto Alegre que desenvolveram PAV no período de outubro de 2003 a agosto de 2005. Os pacientes com suspeita clínica de PAV que se adequaram aos critérios de inclusão e exclusão do estudo foram os candidatos a participar. Os familiares ou representantes dos pacientes receberam esclarecimentos por escrito acerca dos exames a serem realizados, bem como dos objetivos gerais da pesquisa. Os que aceitaram participar do estudo assinaram o termo de Consentimento Informado. O projeto foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa do Hospital de Clínicas de Porto Alegre. No dia do diagnóstico de PAV foram coletados aspirado traqueal quantitativo, hemoculturas e sangue para a realização de dosagens de PCT, CRP, hemograma, plaquetas, creatinina, bilirrubinas, gasometria arterial e radiografia de tórax, com o objetivo de calcular o CPIS e o escore SOFA. No terceiro dia de tratamento foram novamente coletados aspirados traqueais quantitativos e os demais exames para o cálculo do CPIS. No quarto dia foi coletado sangue para dosagens de PCT, CRP e para os demais exames necessários para o cálculo do SOFA. Os pacientes foram acompanhados por 28 dias após o diagnóstico de PAV, quando foram considerados sobreviventes. Todos os pacientes que morreram antes do vigésimo oitavo dia foram considerados não-sobreviventes. Resultados Os níveis de PCT foram mais baixos nos sobreviventes em D0 (p=0.003) e em D4 (p=0.001). Os níveis de CRP não foram diferentes em sobreviventes e nãosobreviventes em D0 (p=0.77) e em D4 (p=0.14). O CPIS não pode diferenciar sobreviventes de não-sobrevientes em D0 (p=0.32) e em D3 (p=0.45). ΔCPIS decrescente não foi correlacionado a sobrevivência (p=0.59), o mesmo ocorrendo com CPIS <6 em D3 (p=0.79). Pacientes que morreram antes de D4 não puderam ter sua cinética calculada e foram considerados casos perdidos. Variáveis incluídas no modelo de regressão logística univariável para sobrevivência foram idade, APACHE II, ΔSOFA decrescente, ΔPCT decrescente e ΔCRP decrescente. Sobrevivência foi diretamente correlacionada a ΔPCT decrescente com RC = 5.67 (1.78;18.03) p = 0.003, ΔCRP com RC = 3.78 (1.24;11.50) p = 0.02, ΔSOFA decrescente com RC = 3.08 (1.02;9.26) p = 0.05 e escore APACHE II com RC = 0.92 (0.86;0.99) p = 0.02. O modelo de regressão logística multivariável para sobrevivência incluiu todas as variáveis participantes da análise univariável. Somente ΔPCT decrescente com RC = 4.43 (1.08;18.18) p = 0.04 e ΔCRP com RC = 7.40 (1.58;34.73) p = 0.01 permaneceram significativos. A avaliação da cinética dos marcadores inflamatórios e a associação com sobrevida no estudo mostraram que: - Em 95,1% dos sobreviventes houve queda dos níveis de PCT ou de CRP. - Em 61% dos sobreviventes ambos os níveis de PCT e de CRP caíram. Apenas 4,9% dos sobreviventes tiveram níveis de PCT e CRP crescentes. Com relação aos não-sobreviventes, 78.9% tiveram pelo menos um dos dois marcadores ou ambos com níveis crescentes. Conclusão As cinéticas da PCT e da CRP, obtidas pelas dosagens de seus níveis no dia do diagnóstico e no 4º dia de tratamento, podem predizer sobrevivência em pacientes com PAV. A queda dos níveis de pelo menos um destes marcadores ou de ambos indica maior chance de sobrevivência. / Introduction: Nosocomial pneumonia is the main cause of death among hospital acquired infections, with prevalence in Intensive Care Unit (ICU) patients ranging from 10 to 65%. The mortality rate for Ventilator-associated Pneumonia (PAV) ranges from 24 to 76%. PAV is an independent mortality risk factor for patients submitted to mechanical ventilation. Adequacy of early antimicrobial treatment is an important determinant of survival. Adequacy of antimicrobial therapy is usually assessed in the third day of treatment, by microbiological identification and the evolution of clinical parameters or scores of severity. Results are used to guide changes on antimicrobial treatment. Patients may express different serum levels of markers when exposed to bacterial toxins. Kinetics advantage is that, independently of an absolute value, modifications may be correlated to the outcome. Procalcitonin (PCT), C-Reactive Protein (CRP) and SOFA (Sepsis-related Organ Failure Assessment) score kinetics from D0 to D4 may indicate infection severity, antimicrobial efficiency and possibly predict survival or mortality in PAV patients. Objective: Study performed to assess the prognostic value of the kinetics of PCT, CRP and clinical scores CPIS (Clinical Pulmonary Infection Score), SOFA, and APACHE II (Acute Phisiology and Chronic Health Evaluation) in the outcome of ventilatorassociated pneumonia at an early time point, when adequacy of antimicrobial treatment is evaluated. Patients and Methods: This prospective, observational cohort study was conducted in the clinical/surgical 26-bed intensive care unit of Hospital de Clinicas de Porto Alegre (HCPA), a tertiary care-teaching hospital. The 75 patients who developed PAV from October 2003 to August 2005 were enrolled, observing inclusion and exclusion criteria. Research protocol was reviewed and approved by the Human Research Committee from the institution and informed written consent was obtained from patients representatives prior to enrollment. On the diagnosis day, Quantitative Endotracheal Aspirate (QEA), blood samples for PCT, CRP, cultures, complete blood count with platelets, creatinine, bilirrubines and blood gases were collected and chest x-ray was performed to determine CPIS and SOFA scores. In the third day QEA and tests necessary to calculate CPIS were collected. In the fourth day blood was collected for PCT, CRP and to calculate SOFA score. Patients were followed for 28 days after the diagnosis, when they were considered survivors. Patients who died before Day 28 were the non-survivors. Results: PCT levels were lower in survivors in D0 (p=0.003) and in D4 (p=0.001). CRP levels showed no difference between survivors and non-survivors in D0 (p=0.77) and in D4 (p=0.14). CPIS did not discriminate survivors from non-survivors in D0 (p=0.32) and in D3 (p=0.45). Decreasing ΔCPIS was not related to survival (p=0.59), neither CPIS <6 in D3 (p=0.79). Patients who died before D4 could not have kinetics determined and are missing cases. Variables included in the univariable logistic regression model for survival were age, APACHE II, decreasing ΔSOFA, decreasing ΔPCT and decreasing ΔCRP. Survival was directly related to decreasing ΔPCT with OR=5.67 (1.78;18.03), decreasing ΔCRP with OR=3.78 (1.24;11.50), decreasing ΔSOFA with OR=3.08 (1.02;9.26) and APACHE II score with OR=0.92 (0.86;0.99). In multivariable logistic regression model for survival only decreasing ΔPCT with OR=4.43 (1.08;18.18) and decreasing ΔCRP with OR=7.40 (1.58;34.73) remained significant. Decreasing ΔCPIS was not related to survival (p=0.59). Crosstabulation of PCT and CRP kinetics with survival in the 60 patients who had kinetics available showed: - From the 41 survivors, 25 (61.0%) had both PCT and CRP decreasing levels and (95.1%) had either one or both with decreasing levels. - Only 2 (4.9%) survivors had both PCT and CRP increasing levels. From the 19 non-survivors, 4 (21.1%) had both PCT and CRP decreasing levels and 15 (78.9%) had either one or both with increasing levels. Conclusions: Kinetics of PCT and CRP, measured at onset and the fourth day of treatment, can predict survival of PAV patients. The decrease of either one of these markers values or both indicates higher odds for survival.

Introdução A pneumonia hospitalar é a principal causa de morte dentre as infecções hospitalares. A prevalência de pneumonia hospitalar em Unidades de Tratamento Intensivo (UTI) varia de 10 a 65%, com taxas de mortalidade que podem variar de 24 a 76%. A pneumonia associada à ventilação mecânica (PAV) é um determinante de mortalidade independente em pacientes submetidos à ventilação mecânica. A adequação do tratamento empírico precoce parece ser fundamental no prognóstico. Os critérios atualmente estabelecidos para avaliar adequação do tratamento empírico utilizam parâmetros clínicos, escores de gravidade e, principalmente, a sensibilidade do germe causador da infecção aos antibióticos administrados. Estes resultados balizam a necessidade de possíveis modificações no esquema antimicrobiano. A possibilidade de utilizar a Procalcitonina (PCT), a Proteína-C Reativa (CRP) e o escore SOFA (Avaliação de Falência de Órgãos Relacionada a Sepse), como indicadores de resposta do paciente, comparando seu status no dia do início do tratamento antimicrobiano (D0) com a evolução destes indicadores no quarto dia de tratamento (D4) abre a possibilidade de comparar o paciente com ele próprio, independente da exuberância da expressão da resposta inflamatória que ele possa desenvolver. Os resultados desta cinética entre D0 e D4 podem ser preditivos de gravidade de infecção, de eficiência antimicrobiana, e possivelmente de sobrevivência ou mortalidade hospitalar nos pacientes com suspeita de PAV. Objetivos Determinar e comparar o valor prognóstico de sobrevivência da cinética da PCT, da CRP, dos escores clínicos CPIS (Escore Clínico de Infecção Pulmonar) e SOFA, e do APACHE II (Avaliação da Fisiologia Aguda e da Saúde Crônica) na PAV entre o diagnóstico e o quarto dia de tratamento, quando a adequação do tratamento é avaliada. Pacientes e Métodos Realizamos um estudo de coorte prospectivo observacional que avaliou 75 pacientes internados no Centro de Tratamento Intensivo clínico-cirúrgico de adultos do Hospital de Clínicas de Porto Alegre que desenvolveram PAV no período de outubro de 2003 a agosto de 2005. Os pacientes com suspeita clínica de PAV que se adequaram aos critérios de inclusão e exclusão do estudo foram os candidatos a participar. Os familiares ou representantes dos pacientes receberam esclarecimentos por escrito acerca dos exames a serem realizados, bem como dos objetivos gerais da pesquisa. Os que aceitaram participar do estudo assinaram o termo de Consentimento Informado. O projeto foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa do Hospital de Clínicas de Porto Alegre. No dia do diagnóstico de PAV foram coletados aspirado traqueal quantitativo, hemoculturas e sangue para a realização de dosagens de PCT, CRP, hemograma, plaquetas, creatinina, bilirrubinas, gasometria arterial e radiografia de tórax, com o objetivo de calcular o CPIS e o escore SOFA. No terceiro dia de tratamento foram novamente coletados aspirados traqueais quantitativos e os demais exames para o cálculo do CPIS. No quarto dia foi coletado sangue para dosagens de PCT, CRP e para os demais exames necessários para o cálculo do SOFA. Os pacientes foram acompanhados por 28 dias após o diagnóstico de PAV, quando foram considerados sobreviventes. Todos os pacientes que morreram antes do vigésimo oitavo dia foram considerados não-sobreviventes. Resultados Os níveis de PCT foram mais baixos nos sobreviventes em D0 (p=0.003) e em D4 (p=0.001). Os níveis de CRP não foram diferentes em sobreviventes e nãosobreviventes em D0 (p=0.77) e em D4 (p=0.14). O CPIS não pode diferenciar sobreviventes de não-sobrevientes em D0 (p=0.32) e em D3 (p=0.45). ΔCPIS decrescente não foi correlacionado a sobrevivência (p=0.59), o mesmo ocorrendo com CPIS <6 em D3 (p=0.79). Pacientes que morreram antes de D4 não puderam ter sua cinética calculada e foram considerados casos perdidos. Variáveis incluídas no modelo de regressão logística univariável para sobrevivência foram idade, APACHE II, ΔSOFA decrescente, ΔPCT decrescente e ΔCRP decrescente. Sobrevivência foi diretamente correlacionada a ΔPCT decrescente com RC = 5.67 (1.78;18.03) p = 0.003, ΔCRP com RC = 3.78 (1.24;11.50) p = 0.02, ΔSOFA decrescente com RC = 3.08 (1.02;9.26) p = 0.05 e escore APACHE II com RC = 0.92 (0.86;0.99) p = 0.02. O modelo de regressão logística multivariável para sobrevivência incluiu todas as variáveis participantes da análise univariável. Somente ΔPCT decrescente com RC = 4.43 (1.08;18.18) p = 0.04 e ΔCRP com RC = 7.40 (1.58;34.73) p = 0.01 permaneceram significativos. A avaliação da cinética dos marcadores inflamatórios e a associação com sobrevida no estudo mostraram que: - Em 95,1% dos sobreviventes houve queda dos níveis de PCT ou de CRP. - Em 61% dos sobreviventes ambos os níveis de PCT e de CRP caíram. Apenas 4,9% dos sobreviventes tiveram níveis de PCT e CRP crescentes. Com relação aos não-sobreviventes, 78.9% tiveram pelo menos um dos dois marcadores ou ambos com níveis crescentes. Conclusão As cinéticas da PCT e da CRP, obtidas pelas dosagens de seus níveis no dia do diagnóstico e no 4º dia de tratamento, podem predizer sobrevivência em pacientes com PAV. A queda dos níveis de pelo menos um destes marcadores ou de ambos indica maior chance de sobrevivência. / Introduction: Nosocomial pneumonia is the main cause of death among hospital acquired infections, with prevalence in Intensive Care Unit (ICU) patients ranging from 10 to 65%. The mortality rate for Ventilator-associated Pneumonia (PAV) ranges from 24 to 76%. PAV is an independent mortality risk factor for patients submitted to mechanical ventilation. Adequacy of early antimicrobial treatment is an important determinant of survival. Adequacy of antimicrobial therapy is usually assessed in the third day of treatment, by microbiological identification and the evolution of clinical parameters or scores of severity. Results are used to guide changes on antimicrobial treatment. Patients may express different serum levels of markers when exposed to bacterial toxins. Kinetics advantage is that, independently of an absolute value, modifications may be correlated to the outcome. Procalcitonin (PCT), C-Reactive Protein (CRP) and SOFA (Sepsis-related Organ Failure Assessment) score kinetics from D0 to D4 may indicate infection severity, antimicrobial efficiency and possibly predict survival or mortality in PAV patients. Objective: Study performed to assess the prognostic value of the kinetics of PCT, CRP and clinical scores CPIS (Clinical Pulmonary Infection Score), SOFA, and APACHE II (Acute Phisiology and Chronic Health Evaluation) in the outcome of ventilatorassociated pneumonia at an early time point, when adequacy of antimicrobial treatment is evaluated. Patients and Methods: This prospective, observational cohort study was conducted in the clinical/surgical 26-bed intensive care unit of Hospital de Clinicas de Porto Alegre (HCPA), a tertiary care-teaching hospital. The 75 patients who developed PAV from October 2003 to August 2005 were enrolled, observing inclusion and exclusion criteria. Research protocol was reviewed and approved by the Human Research Committee from the institution and informed written consent was obtained from patients representatives prior to enrollment. On the diagnosis day, Quantitative Endotracheal Aspirate (QEA), blood samples for PCT, CRP, cultures, complete blood count with platelets, creatinine, bilirrubines and blood gases were collected and chest x-ray was performed to determine CPIS and SOFA scores. In the third day QEA and tests necessary to calculate CPIS were collected. In the fourth day blood was collected for PCT, CRP and to calculate SOFA score. Patients were followed for 28 days after the diagnosis, when they were considered survivors. Patients who died before Day 28 were the non-survivors. Results: PCT levels were lower in survivors in D0 (p=0.003) and in D4 (p=0.001). CRP levels showed no difference between survivors and non-survivors in D0 (p=0.77) and in D4 (p=0.14). CPIS did not discriminate survivors from non-survivors in D0 (p=0.32) and in D3 (p=0.45). Decreasing ΔCPIS was not related to survival (p=0.59), neither CPIS <6 in D3 (p=0.79). Patients who died before D4 could not have kinetics determined and are missing cases. Variables included in the univariable logistic regression model for survival were age, APACHE II, decreasing ΔSOFA, decreasing ΔPCT and decreasing ΔCRP. Survival was directly related to decreasing ΔPCT with OR=5.67 (1.78;18.03), decreasing ΔCRP with OR=3.78 (1.24;11.50), decreasing ΔSOFA with OR=3.08 (1.02;9.26) and APACHE II score with OR=0.92 (0.86;0.99). In multivariable logistic regression model for survival only decreasing ΔPCT with OR=4.43 (1.08;18.18) and decreasing ΔCRP with OR=7.40 (1.58;34.73) remained significant. Decreasing ΔCPIS was not related to survival (p=0.59). Crosstabulation of PCT and CRP kinetics with survival in the 60 patients who had kinetics available showed: - From the 41 survivors, 25 (61.0%) had both PCT and CRP decreasing levels and (95.1%) had either one or both with decreasing levels. - Only 2 (4.9%) survivors had both PCT and CRP increasing levels. From the 19 non-survivors, 4 (21.1%) had both PCT and CRP decreasing levels and 15 (78.9%) had either one or both with increasing levels. Conclusions: Kinetics of PCT and CRP, measured at onset and the fourth day of treatment, can predict survival of PAV patients. The decrease of either one of these markers values or both indicates higher odds for survival.

<p>Predmet doktorske disertacije je izučavanje različitih bioprocesa za modifikovanje biljnih globulina radi unapređenja njihovih funkcionalnih karakteristika. Istraživanja su zasnovana na karakterizaciji i enzimskoj modifikaciji glavnog rezervnog proteina (12S), kukurbitina, iz semena uljane tikve (<em>Cucurbita pepo</em>). Osnova istraživanja je enzimska konverzija globulina i dobijanje proteinskih modifikata delovanjem hidrolaza i transferaza. U okviru istraživanja, enzimski procesi modifikacije globulina izučavani su sa dva aspekta: enzimska hidroliza i enzimsko umrežavanje (cross-linking), primenom komercijalnih enzimskih preparata. Takođe istraživanja obuhvataju i razvoj i kontrolu samih bioprocesa definisanjem i optimizacijom procesnih parametara (temperature, pH, koncentracije enzima i supstrata, vreme reakcije). Ovako definisani procesi eksploatisani su u cilju kreiranja željenih funkcionalnih karakteristika proteina spram njihove potencijalne primene u formulacijama hrane. Odabir i optimizacija procesnih parametara i modelovanje bioprocesa izvedeno je implementiranjem nove kompjuterske i analitičke metodologije</p> / <p>The PhD thesis research is aimed at development of different bioprocesses for modification of plant globulins in order to improve their functional properties. Studies are based on characterization and enzymatic modification of major storage protein (12S), cucurbitin derived from pumpkin oil seed (<em>Cucurbita pepo</em>). The base of research is enzymatic conversion of cucurbitin by hydrolase and transferase. Two different enzymatic processes are used for protein modification: (i) enzymatic hydrolysis and (ii) enzymatic cross-linking. To monitor, control the bioprocesses, and definition of process parameters, such as temperature, pH, enzyme-substrate ratio, reaction time, Response Surface Methodology (RSM) was used. In addition, RSM was employed for production of protein modification with desired functional properties.</p>

Orientador: Fabio Cesar Gozzo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-13T13:49:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Iglesias_AmadeuHoshi_D.pdf: 8088319 bytes, checksum: 8f6da7c324d46a34a7ce5354e6670443 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A Espectrometria de Massas (MS) é hoje a principal técnica de caracterização de estrutura primária de proteínas devido às vantagens intrínsecas da técnica. As técnicas de cross-linking e footprinting visam desfrutar de tais vantagens para obtenção de informações estruturais de complexos protéicos. Nesse projeto foram realizados estudos de fragmentação de peptídeos contendo como cross-linker o DSS, reagente mais utilizado para esse propósito. Os mecanismos de fragmentação foram propostos baseados na dissociação de peptídeos modelos sintetizados para gerar espécies que mimetizassem experimentos com proteínas. Esses estudos permitiram a identificação de íons marcadores, que foram posteriormente utilizados em experimentos de Varredura de Íons Precursores para auxiliar na detecção de peptídeos modificados. Para realização dos experimentos de footprinting, foi desenvolvida uma linha de luz no LNLS. Posteriormente, foi proposto um novo método de quantificação de cinética de oxidação baseado nos dados de LC-MS, levando em consideração todos os produtos de oxidação formados. Esses métodos foram utilizados no estudo de interação das proteínas Tif34 e Tif35 do fator de iniciação de tradução de Saccharomyces cerevisiae. Os resultados obtidos indicam que Tif34 apresenta dois possíveis sítios de interação para a proteína Tif35 / Abstract: Mass Spectrometry (MS) is the most important tool for analyses related to protein primary structure. Cross-Linking and footprinting aim to bring those advantages to gain insights in the spatial structure of protein complexes. In this work the fragmentation of peptides containing DSS, the most used cross-linker, was studied. Fragmentation mechanisms were proposed based on the dissociation of model peptides which were synthesized in order to generate species that would resemble species found in experiments with proteins. Diagnostic ions were identified which allowed the use of Precursor Ion Scan to detect those species. In order to perform footprinting experiments, a new beamline was developed at the LNLS. A new method for quantitation of oxidation kinetics was developed based on LC-MS analysis, which considers every single oxidation product that can be generated. Those methods were thereafter used in the study of the interaction between Tif34 and Tif35, proteins which compose a translation initiation factor of Saccharomyces cerevisiae. The results indicate that Tif34 presents two different sites for the interaction with Tif35 / Doutorado / Quimica Organica / Doutor em Ciências

Orientadores: Everson Alves Miranda, Pedro de Alcântara Pessôa Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-24T01:51:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hirata_GiseleAtsukoMedeiros_D.pdf: 4140620 bytes, checksum: 01025f5b18791e6b6698c34eea1dcda4 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O segundo coeficiente virial osmótico, B22, tem sido considerado um preditor para o processo de cristalização. Uma faixa relativamente estreita de valores negativos de B22, -1x10-4 a -8x10-4 mL.mol/g2, é ideal à formação de cristais de acordo com George e Wilson (1994). Essa faixa de valores de B22 é denominada de "janela de cristalização", sendo utilizada para classificar condições adequadas de solvente à formação de cristais. Para valores maiores que -1x10-4 mL.mol/g2, a interação proteína-proteína não é suficientemente forte para a cristalização e nenhuma fase sólida é formada, enquanto para valores menores que -8x10-4 mL.mol/g2, as interações proteína-proteína são muito intensas e precipitados amorfos são formados. Dessa forma, os valores de B22 se tornaram um critério de seleção para a cristalização de proteínas, uma vez que esse coeficiente pode ser determinado por diversos métodos. Este trabalho teve como objetivo determinar experimentalmente diagramas de fases de proteínas (lisozima, insulina suína e bovina) e identificar nesses diagramas, através de análise dos valores do B22, as condições nas quais ocorre a formação de precipitado amorfo, cristalino ou outras fases (por exemplo, fase líquida). O "salting-out" foi o método escolhido para precipitar as proteínas, pois é considerado um dos mais simples e importantes métodos para induzir a cristalização. O sal volátil carbamato de amônio foi o agente de "salting-out" escolhido. As técnicas de espalhamento de luz estático (SLS) e cromatografia de auto-interação (SIC) foram usadas para determinar os valores de B22 para as proteínas em diferentes soluções aquosas de sal a 15 e 25 °C. O fenômeno de "salting-out" foi observado nos diagramas para as três proteínas estudadas. Valores negativos de B22 e altos valores da constante de "salting-out" - entre 1,07 a 3,77 kg/mol - confirmaram que o sal volátil carbamato de amônio empregado neste estudo é um bom agente precipitante. Os valores do B22 para a insulina suína (-250x10-4 a -18x10-4 mol.ml/g2 a 25 °C e -187x10-4 a -45,2x10-4 mol.ml/g2 a 15 °C) e insulina bovina (-999x10-4 a 6,7x10-4 mol.ml/g2 a 25 °C e -533x10-4 a -16,7x10-4 mol.ml/g2 a 15 °C) indicaram a precipitação, o que também foi confirmado pelos ensaios de cristalização. Já para a lisozima, obteve-se formação de cristais independente do valor de B22 encontrado (-20,4x10-4 a -3,6x10-4 mol.ml/g2 a 25 °C e -400x10-4 a -14,4x10-4 mol.ml/g2 a 15 °C). Além disso, os modelos teóricos disponíveis na literatura utilizados para a obtenção de uma estimativa do parâmetro B22 são adequados e válidos para as condições em que a medida experimental não é possível, podendo ser aplicados para o sistema proteína/sal volátil. Dessa forma, este trabalho mostrou que não existe uma "janela de cristalização universal" válida para todos os sistemas e o uso do sal volátil carbamato de amônio como agente de cristalização é uma alternativa ao uso de sais convencionais. / Abstract: The osmotic second virial coefficient, B22, has been used as a predictor of crystallization. A relatively narrow range of negative B22 values, -1x10-4 to -8x10-4 mL.mol/g2, is the ideal range for crystal formation according to George and Wilson (1994). This range, referred to as the "crystallization slot", has been used to classify suitable conditions under which proteins will assemble into crystals. For B22 values greater than -1x10-4 mL.mol/g2, the protein-protein interaction is very weak and no solid phase is formed, while for values less than -8x10-4 mL.mol/g2, the protein-protein interactions are very intense and amorphous precipitates are formed. Thus, the B22 value has become a selection criterion for protein crystallization, since this coefficient can be determined by various methods. This study aimed to determine the experimental phase diagrams for proteins (lysozyme and bovine and porcine insulin) and to identify those diagram conditions under which amorphous precipitate, crystals or other phases (for example, liquid phase) are formed, based on the values of B22. The salting-out method to precipitate proteins was chosen because it is considered one of the simplest and most important methods to induce crystallization. The volatile salt ammonium carbamate was chosen as the salting-out agent. Traditional static light scattering (SLS) and the novel self-interaction chromatography (SIC) technique were used to determine B22 values for the proteins in different aqueous salt solutions at 15 and 25 °C. The salting-out phenomenon was observed in the phase diagrams for the three proteins studied. Negative B22 values and high values of the salting-out constant - between 1.07 to 3.77 kg/mole (Cohn, 1925) - confirmed that ammonium carbamate was a good precipitant agent. The B22 values for porcine (-250x10-4 to -18x10-4 mol.ml/g2 at 25 °C and -187x10-4 to -45.2 x10-4 mol.ml/g2 at 15 °C) and bovine (-999x10-4 to 6.7x10-4 mol.ml/g2 at 25 °C and -533x10-4 to -16.7x10-4 mol.ml/g2 at 15 °C) insulin indicated precipitation that was confirmed experimentally. However, lysozyme was obtained as crystals, regardless of the B22 values found (-20.4x10-4 to -3.6 x10-4 mol.ml/g2 at 25 °C and -14.4x10-4 to -400x10-4 mol.ml/g at 15 °C). In addition, thermodynamic models available in the literature and suitable for the conditions under which experimental measurements were done provided a good fit to the data. Thus, this work showed that there is no universal "crystallization slot" applicable to all systems and that for crystallization agent, volatile salt ammonium carbamate can serve as an alternative to conventional salts. / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Doutora em Engenharia Quimica

Orientador: Jörg Kobarg / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-27T05:36:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MeloHanchuk_TalitaDiniz_D.pdf: 15551209 bytes, checksum: 4fffad9810f85e106f425f0bfbde833b (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Membros da família das Neks são cruciais para o início da mitose em eucariotos. Têm sido funcionalmente atribuídas a todas as 11 Neks humanas uma das três principais funções estabelecidas para esta família em mamíferos: (1) centríolos / divisão celular; (2) funções no cílio primário / ciliopatias; e (3) resposta à danos no DNA (DDR). No artigo de revisão (artigo I), relatamos uma análise detalhada atual sobre cada uma das 11 Neks. A hipótese é que as Neks possam conectar elementos reguladores que permitem o refinamento e a sincronização de eventos celulares. Dentre os membros desta família, Nek5 é a cinase mais negligenciada. Ensaios de duplo híbrido em leveduras (Y2H) foram realizados para identificar e caracterizar parceiros de interação Nek5; e proteínas mitocondriais foram observadas (artigo II). Ensaios de apoptose mostraram efeitos protetores na morte celular após tratamento com tapsigargina (2 ?M) de células HEK293T que superexpressam a hNek5, bem como a diminuição na formação de Espécies Reativas de Oxigênio após 4 horas de tratamento. A atividade da cadeia respiratória mitocondrial estava diminuída após superexpressão de hNek5, especialmente nas etapas de transferência de elétrons do TMPD para o citocromo c e no complexo II. O Y2H permitiu também a identificação da poliglutamilase de proteínas TTLL4 como um parceiro de Nek5 (artigo III). Células silenciadas para a Nek5, assim como células que expressam a versão "kinase dead" de Nek5, apresentaram por western blot e ensaio in vitro de atividade poliglutamilação um aumento na poliglutamilação de proteínas após transfecção com TTLL4. Em conclusão, nossos dados sugerem pela primeira vez a localização mitocondrial e a participação de Nek5 na morte celular e no processo poliglutamilação diminuindo a atividade de TTLL4 através de sua fosforilação inibitória / Abstract: Members of the Nek Family are crucial for the initiation of mitosis eukaryotes. All 11 human Neks have been functionally assigned to one of the three core functions established for this family in mammals: (1) centrioles/mitosis; (2) primary ciliary function/ciliopathies; and (3) DNA damage response (DDR). In the core section of the review (article I), we report the current detailed functional knowledge on each of the 11 Neks. We raise the hypothesis that Neks may be the connecting regulatory elements that allow the cell to fine tune and synchronize cellular events. Nek5 is the most neglected among members of the Nek kinases family. A yeast two-hybrid (Y2H) screen was performed to identify and characterize Nek5 interaction partners and mitochondrial proteins were retrieved (article 2). Apoptosis assay showed protective effects of hNek5 over-expression from Hek293-T¿s cell death after thapsigargin treatment (2 ?M) as well as an increase in ROS formation after 4 hours of treatment. Mitochondrial respiratory chain activity was found decreased upon hNek5 over-expression especially at the electrons transfer steps from TMPD to cytochrome c and at the complex II. The yeast two-hybrid allowed also the identification o TTLL4 as a Nek5 partner (article 3). Nek5 silenced cells as well as cells expressing a "kinase dead" version of Nek5, displayed an increase in polyglutamylation of proteins after TTLL4 transfection by western blot and in vitro polyglutamylation activity assay. In conclusion, our data suggest for the first time mitochondrial localization and functions for Nek5 and its participation in cell death and cell respiration regulation. This work also showed the function of Nek5 in the polyglutamylation process decreasing the role of TTLL4 through inhibitory phosphorylation by Nek5 / Doutorado / Bioquimica / Doutora em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Nilson Ivo Tonin Zanchin / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-13T09:08:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Smetana_JulianaHelenaCosta_D.pdf: 8660811 bytes, checksum: cb33e97d4c49fdce1e29094a2f6089cc (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: As células respondem constantemente a uma enorme variedade de estímulos, que são interpretados e integrados por meio de redes de sinalização, dando origem a uma resposta biológica. Defeitos nesses circuitos são a causa de diversas doenças, incluindo muitos, se não todos os tipos de câncer. As fosfatases, enzimas que removem grupamentos fosfato dos substratos de quinases, dependem principalmente de subunidades regulatórias para definir sua especificidade. As fosfatases do tipo 2A constituem a subfamília PPP, que é formada por PP2A, PP4 e PP6. PP2A é a principal fosfatase solúvel de fosfosserina e fosfotreonina em células animais e é encontrada predominantemente como uma holoenzima formada por uma subunidade catalítica (C), uma subunidade regulatória (B, B', B'' ou B''') e uma de ancoragem (PR65/A). Em levedura, as fosfatases 2A desempenham um importante papel na via da quinase TOR, o que ocorre por meio da proteína essencial Tap42. A proteína Tip41 foi identificada como um parceiro de interação de Tap42 e regulador da via da quinase TOR em levedura. A homóloga de Tap42 em mamíferos, chamada de a4, está envolvida na regulação de diversos processos celulares, como diferenciação, desenvolvimento, migração celular e apoptose, por meio de seu papel conservado de regulador de fosfatases 2A. A homóloga em mamíferos de Tip41, chamada TIPRL, é uma proteína ainda pouco caracterizada. Este trabalho teve como objetivo analisar a função das proteínas a4 e TIPRL humanas e esclarecer seu papel na regulação de fosfatases 2A. A caracterização estrutural de a4 e Tap42, usando dados de SAXS, dicroísmo circular e proteólise limitada, mostrou que essas proteínas apresentam um domínio N-terminal compacto formado por a-hélices e um domínio C-terminal desestruturado. Em uma triagem de interações com a proteína TIPRL humana, identificamos as fosfatases PP2Ac, PP4c e PP6c como seus parceiros de interação, assim como os fatores de transcrição MafB e TAF10. Ao contrário do esperado a partir do modelo de levedura, a4 e TIPRL não interagem diretamente, mas formam um complexo ternário com PP2Ac. Uma triagem de substratos de fosfatases 2A regulador por TIPRL identificou os fatores de splicing SF2/ASF e SF2p32. Nossos resultados sugerem um modelo estrutural para a regulação das fosfatases 2A por a4 e mostram que TIPRL é um novo regulador comum dessas fosfatases com funções na regulação da expressão gênica. / Abstract: Cells respond constantly to a variety of stimuli, which are interpreted and integrated through signaling networks, giving rise to biological responses. Defects in this circuitry are a cause of many diseases, including cancer. Protein phosphatases are enzymes which remove phosphate groups from kinase substrates, relying mainly on regulatory subunits for their substrate specificity. Type 2A phosphatases belong to the PPP subfamily, which is formed by PP2A, PP4 and PP6. PP2A is the major soluble serine/threonine phosphatase in animal cells and is found predominantly as a heterotrimer composed of a catalytic (C), a regulatory (B, B', B'' or B''') and a scaffold (PR65/A) subunit. Type 2A phosphatases play a major role in the yeast TOR signaling pathway through their interaction with the essential protein Tap42. Tip41 was identified as a Tap42 interacting protein and regulator of the TOR pathway. a4, the mammalian orthologue of Tap42, regulates many cellular processes such as differentiation, development, cell migration and apoptosis as a conserved type 2A phosphatase regulator. TIPRL, the mammalian orthologue of Tip41, is still poorly characterized. The objective of the present work was to analyse the function of a4 and TIPRL and improve the understanding of their role as type 2A phosphatase regulators. The structural characterization of a4 using SAXS analyses, circular dichroism and limited proteolysis, showed that these proteins are formed by an a-helical N-terminal domain and an unfolded C-terminal domain. A screen for TIPRL interacting proteins identified PP2Ac, PP4c and PP6c and also the transcription factors MafB and TAF10. Unlike their yeast conterparts, a4 and TIPRL do not interact directly, but rather form a ternary complex with PP2A. A search for type 2A phosphatase substrates regulated by TIPRL identified the splicing factor SF2/ASF and its regulatory protein SF2p32. Our results suggest a structural model for the regulation of type 2A phosphatases by a4 and show that TIPRL is a novel common regulator of these phosphatases which functions in regulation of gene expression. / Doutorado / Genetica Animal e Evolução / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

Memoria para optar al Título Profesional de Médico Veterinario / El ciclo estral de la hembra canina presenta algunas características únicas al ser comparadas con otras especies de mamíferos domésticos. Sin embargo, poco se conoce de las características del desarrollo folicular en relación a otras especies. El Factor de Crecimiento Diferencial 9 (GDF-9) y la Proteína Morfogenética Ósea 15 (BMP-15), son miembros de la superfamilia de Factores de Crecimiento Transformantes Beta (TGF-β), y han demostrado un rol fundamental en el desarrollo folicular en muchas especies. El objetivo de este estudio fue analizar la presencia de ambas proteínas en células foliculares proveniente de folículos antrales del ovario canino mediante citometría de flujo. Se obtuvieron células de la granulosa y del cúmulo a través de aspiración y raspado de folículos antrales de distintos niveles de desarrollo y en distintas etapas del ciclo estral. Las células se fijaron e incubaron con anticuerpo anti GDF-9 humano y anti BMP-15 de ratón (1:100) y anticuerpos secundarios conjugados con FITC y PerCP (1:500), respectivamente. Al análisis por citometría se hizo un Gate discriminatorio por tamaño y complejidad en el Dot plot inicial y adicionalmente se discriminó con marcadores de CD45 para leucocitos y yoduro de propidio (IP) para eritrocitos y debris en los histogramas correspondientes. Los resultados se analizaron con ANOVA y regresión lineal. La expresión de GDF-9 disminuyó (P<0.05) a medida que avanzó el desarrollo folicular en Anestro y Proestro/Estro, pero aumentó (P<0.05) en Diestro. BMP-15 aumentó (P<0.05) su presencia en folículos antrales más desarrollados en la etapa de Anestro, disminuyendo (P<0.05) en Proestro/Estro al alcanzar un mayor nivel de desarrollo. Estas proteínas por tanto, se expresaron en las células foliculares de caninos en distintas etapas del ciclo estral y de manera diferente durante el desarrollo folicular, donde ambas podrían estar relacionadas con las características particulares. / The estrous cycle of the bitch presents unique features when compared to other domestic mammals, however, little is known about the characteristics of the follicular development compared with other species. The Growth Differential Factor 9 (GDF-9) and Bone Morphogenetic Protein 15 (BMP-15) are members of the Transforming Growth Factor (TGF-β) superfamily and have demonstrated an important role during the follicular development of many species. The aim of this study was to analyze the presence of both proteins in the follicular cells from canine ovarian antral follicles by flow cytometry. Granulosa and cumulus cells were obtained by aspiration and scraping of antral follicles from different sizes and stages of the estrous cycle. Cells were fixed and incubated with first antibodies against human GDF-9 and mouse BMP-15 (1:100) and second antibodies conjugated with FITC and PerCP (1:500), respectively. A size and complexity discriminatory gate was used for the cytometryc analysis in the initial dot plot and, additionally, a CD45 marker for leukocyte and Iodum Propide for erythrocyte and debris discrimination in the corresponding histograms. The results were analyzed with ANOVA and lineal regression. GDF-9 expression decreased (P<0,05) during follicular development in Anestrous and Proestrous/Estrous, but increased during Diestrous (P<0,05). BMP-15 expression increased (P<0,05) during follicular development in Anestrous, but decreased in roestrous/Estrous (P<0,05) compared to small and medium sizes. Therefore, these proteins are expressed in canine antral follicle cells during different stages of the estrous cycle and at different levels of develop of the antral follicle, where both may be related to the special features of the bitch. / Financiamiento: Proyecto Fondecyt No. 1140658

Este trabalho de mestrado teve como objetivo o desenvolvimento de uma metodologia analítica focada no preparo de amostra protéica. O objeto de estudo foram os fragmentos solúveis das isoformas da proteína precursora do amilóide (APPs) presentes no plasma rico em plaquetas. As APPs têm sido amplamente estudadas em diversos grupos de pesquisa no Brasil e em outros no mundo como possíveis biomarcadores para a doença de Alzheimer. O preparo de amostra é a etapa fundamental que influencia significativamente nos resultados seguintes, especialmente quando se trata de amostras protéicas que exigem maiores cuidados. Para a avaliação dos melhores preparos de amostra para as APPs, foi utilizado SDS-PAGE e eletrotransferências de proteínas por Western Blotting. A eficiência dos preparos foi avaliada baseando-se nos resultados de revelação com anticorpos específicos para APP e medidas de densitometria de bandas. Após a escolha do melhor preparo de amostra utilizando SDS-PAGE e Western Blotting, as isoformas da APP foram separadas por eletroforese bidimensional (2DE). Durante a etapa de preparo de amostra, os resultados inesperados de massa molecular, o que indicou possível biodegradação das APPs. A identificação da fonte de interferência foi realizada estudando as variáveis dos preparos de amostra. Com isso foi possível determinar a fonte de interferência, mas uma avaliação mais detalhada das isoformas (como utilização de espectrometria de massas) não foi possível. / The goal of this Master\'s work was to develop an analytical methodology focused on protein sample preparation. The analyte studied were soluble amyloid precursor protein isoforms (APPs) which has been studied in many groups in Brazil and around the world as a possible biomarker for Alzheimer\'s disease. Sample preparation is a crucial step that influence significantly on next results, especially about biological samples which require more attention. For the best sample preparation for APPs, was used SDS-PAGE and protein electrotransference by Western Blotting techniques. The efficiency of the sample preparations was evaluated based on specific antibody reactions and densitometry measures of these interactions. After that, the APP isoforms were analyzed by two dimensional electrophoresis (2DE). During the sample preparation, were obtained unexpected molecular mass results, which indicated some APPs biodegradation. For the determination of the interference source, the variants steps of the sample preparation were analyzed. The sample preparation interference source was identified, but a more detailed study of the isoforms (by mass spectrometry) was not possible as well as the analysis of the identity of the possible fragmented isoforms.