O metabolismo de vitamina B9 é um alvo terapêutico conhecido para malária. A vitamina B6 foi validada como essencial para o parasita. Esse trabalho analisa bioquimica- e estruturalmente mutantes da enzima piridoxal quinase, pela combinação de análises in silico associadas a ensaios bioquímicos. A estrutura da PdxK de P. falciparum permitiu a localização do sítio ativo e da interface de dimerização. Logo foram sugeridas mutações que alterassem esses resíduos para investigar sua importância. Dinâmica molecular sugere que a dimerização é responsável pela estabilidade do sítio ativo, algo coerente com a diminuição da atividade enzimática na maioria das mutantes. Filtração em gel aponta um equilíbrio entre a conformação monômero-dímero mostrando que as mutações na interface não estão relacionadas a dimerização, mas envolvidas com a estabilização do folding na região do sítio ativo. A mesma é recoberta por uma tampa que impede a auto-hidrólise do ATP, há também um resíduo serina que estabiliza a conformação do piridoxal durante a catálise, as mutações em ambas as regiões levaram a inativação da enzimática. A hipótese de que a interação da PfPdxK com ligantes de RNA não se mostrou conclusiva. / Vitamin B9 metabolism is a known drug-target for malaria. Vitamin B6 was validated as essential for the parasite. We analysed biochemically and structurally the plasmodial dimeric pyridoxal kinase. PfPdxKs allowed us to determine the localisation of the active site as well the interface between the two monomers and to identify the involved residues. Molecular dynamics shows that the PdxKs dimerization is important for the active sites stability, which was confirmed by the decrease of activity in mutants related to this region. Gel filtration revealed equilibrium of monomer-dimer conformation and therefore the interface mutations decrease in activity might not be directly related to the dimerization processes, but rather to the active site organisation. The active site region shows a serine involved in keeping the pyridoxals conformation during catalyses and the identified lid region covering the ATP binding site is responsible for preventing auto-hydrolysis. Substitution of the respective amino acid to alanine resulted in enzyme inactivation. In silico analysis of the PfPdxK spacer region identified nucleic acid binding sides, however RNA binding experiments failed so far and the possibility of protein-RNA binding remains for elucidation.

Durante a divisão celular as Aurora-quinases (AURKA e AURKB) participam da formação e controle das fibras do fuso mitótico enquanto as isoformas proteicas (DIDO1, DIDO2 e DIDO3), originadas do splicing alternativo do gene DIDO, auxiliam na junção dos microtúbulos aos cinetócoros. Portanto, ambas são relevantes na regulação do ciclo celular. Interessantemente, a superexpressão (ou o ganho de função) das AURKs ou a baixa expressão (ou perda de função) das isoformas de DIDO estão ambos associados com amplificação dos centrossomos e à instabilidade cromossômica (CIN), com consequente aneuploidia. Dentre as doenças hematológicas com registros de CIN, a leucemia linfoide crônica (LLC) pode apresentar amplificação dos centrossomos e alteração nos níveis de expressão das AURKs acarretando aneuplodias. Apesar disso, não existem estudos avaliando a potencial associação destes genes com CIN na LLC. Avaliando seus níveis de expressão gênica em amostras de LLC de pacientes com ou sem aberrações cromossômicas, mostramos que o aumento dos níveis de AURKA e AURKB e, inversamente, a redução dos níveis das variantes de DIDO, são significativamente associados com ganhos cromossômicos e com aumento da contagem de glóbulos brancos (WBC). Claramente, amostras de LLC sem qualquer anormalidade citogenética apresentam níveis de expressão semelhantes às amostras que contêm aberrações não-numéricas. O achado de que níveis de expressão de AURKs e variantes de DIDO são completamente opostos, mostrando um padrão discreto de inter-relação, levou-nos a investigar o potencial mecanismo regulatório por trás disso. Tendo em vista que outros, anteriormente, mostraram que o cluster oncogênico miR-17~92 é significativamente hiper-regulado em células de pacientes com LLC purificadas expressando genes IGHV não mutados (em comparação com células mutadas de pacientes) e, que o miR-17 é expresso em níveis significativamente mais elevados em células IGHV não mutadas ou ZAP-70 positivas (mau prognóstico geralmente associada à CIN), resolvemos investigar o potencial de regulação negativa dos microRNAs deste cluster sobre as variantes de DIDO. Além disso, com base no mecanismo regulatório já descrito pelo qual a superexpressão de AURKA induz a transcrição do cluster miR-17~92, mediada por E2F1 (com uma correlação entre as expressões de ambas as proteínas em diferentes tipos de câncer), decidimos investigar este eixo regulatório em LLC. Notavelmente, todas as variantes de DIDO apresentam-se preditas como fortes alvos de vários microRNAs deste cluster oncogênico. Mostramos, então, que amostras de LLC com baixa expressão de DIDO, além dos já mencionados níveis elevados de AURK, exibiram níveis significativamente mais elevados do fator de transcrição E2F1 e de seu alvo transcricional, o transcrito primário do miR-17~92 (MIR17HG). Além disso, por meio do uso da linhagem de celular NTERA-2, como modelo experimental, mostramos que o siRNA nocaute para AURKA (nos níveis transcricional e proteico, como confirmado por qPCR e western blot) é acompanhada por uma significativa redução de E2F1 e também de MIR17HG. Ainda, a transfecção de células NTERA-2 com sintéticos microRNAs miméticos do cluster miR-17~92 (ou seja, 19a-miR, miR-20a e miR-92a) resultou em uma clara e significativa redução dos níveis de transcrição de todas as variantes de DIDO. Por fim, a inibição do siRNA especifico para a variante DIDO3 (mas não às outras variantes) levou a uma redução significativa dos níveis de transcrição de todas as variantes de DIDO, indicando um mecanismo adicional contribuindo para a downregulação dos transcritos de DIDO. Ao todo, nossos resultados demonstram a existência de um potencial mecanismo regulatório interconectado entre AURK e DIDO, associado à CIN e maior contagem de WBC na LLC. Mais importante, os níveis de expressão elevada de AURKs e os baixos níveis associados das variantes de DIDO são especificamente relacionados com anormalidades citogenéticas apresentando ganhos cromossomais, com destaque para o mecanismo celular específico, subjacente à CIN, observado neste grupo distinto LLC. Dado o papel central da CIN na gênese e progressão do câncer, esses achados provavelmente terão um impacto importante no prognóstico ou tratamento da LLC. / During cell cycle division Aurora kinases (AURKA and AURKB) participate in the formation and control of mitotic spindle fibers, while, protein isoforms (DIDO1, DIDO2 and DIDO3), derived by alternative splicing of the DIDO gene, assist at the junction of microtubules to kinetochores. Thus, both are relevant to cell cycle maintenance. Interestingly, overexpression (or gain of function) of AURKs or low expression (or loss of function of DIDO) are both associated with centrosomal amplification and chromosomal instability (CIN), leading to aneuploidy. Among hematological diseases with CIN records, chronic lymphocytic leukemia (CLL) can display centrosome amplification and changes in AURKs expression levels leading to aneuploidy. Despite this, there are no studies evaluating the potential association of these genes with CIN in CLL. By evaluating their gene expression levels in CLL samples from patients with or without chromosomal aberrations, we show that increased levels of AURKA and AURKB and, conversely, reduced levels of DIDO variants, are both significantly associated with chromosomal gains and with increased white blood cell (WBC) counts. Clearly, CLL samples without any cytogenetic abnormality had expression levels similar to samples mostly harboring non-numerical aberrations. The finding that the expression levels of AURKs and DIDO variants are completely opposed, showing a discrete inter-related pattern, led us to investigate the potential regulatory mechanism behind this. Given that other have previously shown that the oncogenic miR-17~92 cluster is significantly upregulated in purified CLL patient cells expressing unmutated IGHV genes (as compared to mutated patient cells), and that miR-17 is expressed at significantly higher levels in unmutated or ZAP-70 high cases (bad prognostic cases generally associated with chromosomal instability), we investigated the potential negative regulation of DIDO variants by microRNAs from this cluster. In addition, based on the already described regulatory mechanism by which AURKA overexpression induces the E2F1-mediated transcription upregulation of the miR-17~92 cluster (with an observed expression correlation of both proteins in cancer specimens); we decided to investigate this regulatory axis in CLL. Notably, we found that all DIDO variants are predicted to be heavily targeted by several miRs of this oncogenic cluster. We show that CLL samples with low DIDO expression, in addition to the already mentioned AURK high levels, displayed significant higher levels of the transcription factor E2F1 and of its transcriptional target, the miR-17~92 primary transcript (MIR17HG). Moreover, by using the NTERA-2 cell line as a model, we show that siRNA knockdown of AURKA (at the transcript and protein level, as confirmed by qPCR and western blot) is accompanied by a striking significant reduction of E2F1 and also of MIR17HG. Furthermore, transfection of NTERA-2 cells with synthetic mimics of the miR-17~92 cluster (namely, miR-19a, miR-20a and miR-92a) results in a clear and significant reduction in the transcript levels of all DIDO variants. Finally, specific siRNA inhibition of the DIDO3 variant (but not the others) led to a significant reduction in the transcript levels of all DIDO variants, indicating an additional mechanism contributing to the downregulation of DIDO transcripts. Altogether, our results demonstrate the existence of a potential interconnected regulatory mechanism between AURK and DIDO, associated with CIN and higher WBC counts in CLL. More importantly, the high expression levels of AURKs and the associated low levels of DIDO variants are specifically associated with cytogenetic abnormalities presenting chromosomal gains, highlighting the specific cellular mechanism underlying the CIN observed in this distinct CLL group. Given the central role of CIN in cancer genesis and progression, these findings will likely have an important impact on prognosis or treatment of CLL.

O primeiro artigo desse estudo apresenta a ocorrência de um surto de intoxicação por monensina em búfalos de um rebanho misto com bovinos, os quais não foram afetados. Tal fato sugeriu a possibilidade de que búfalos fossem menos tolerantes à monensina que bovinos. Embora com número reduzido de animais experimentais, dados preliminares foram compatíveis com essa hipótese. O segundo artigo desse trabalho descreve detalhadamente achados clínicopatológicos da intoxicação por monensina em búfalos, confirma a maior susceptibilidade dos búfalos (em comparação com bovinos) à monensina e determina a mínima dose tóxica de monensina para búfalos. Sinais clínicos e lesões característicos de intoxicação por monensina foram induzidos em búfalos dosados (1 dia) com 15, 10, 7,5 e 5 mg/kg de monensina. Apenas os búfalos dosados com 2,5 (1 dia) e 1 mg/kg (7 dias) de monensina não morreram. Os sinais clínicos iniciaram aproximadamente 6 h após dosagem com monensina e incluíram apatia, anorexia, diarréia, sialorréia, fraqueza muscular, taquicardia, dificuldade locomotora, dispnéia, distensão da jugular, decúbito e morte. As dosagens de creatinina quinase (CK) dos búfalos aumentaram acentuadamente após dosagem com monensina. As alterações macroscópicas foram ascite, hidrotórax, hidropericárdio, cardiomegalia, hepatomegalia e áreas pálidas focais no miocárdio e nos músculos esqueléticos. Degeneração e necrose de miofibras foram os principais achados histopatológicos. Os búfalos intoxicados naturalmente no surto desenvolveram predominantemente lesões nos músculos esqueléticos e os búfalos experimentais tiveram lesões cardíacas mais pronunciadas. Por outro lado, nenhuma evidência de doença, nem mesmo alteração nos níveis de CK, foram observados nos bovinos dosados com as mesmas dosagens de monensina, confirmando observações preliminares que esses animais são mais resistentes à monensina que os búfalos. / The first article of this study reports the occurrence of an outbreak of monensin toxicosis in water buffaloes from a feedlot in which buffaloes and cattle were kept together but only the former were affected. This suggested that buffaloes were less tolerant to monensin than cattle. Although tested with small number of experimental animals, preliminary data were consistent with this hypothesis. The second manuscript describes the clinicopathological findings in monensin toxicosis in water buffaloes, confirms that buffaloes are more susceptible to monensin than cattle, and presents the minimal toxic dosage of monensin to buffaloes. Typical clinical signs and lesions of monensin intoxication were induced in water buffaloes dosed with single doses of 15, 10, 7.5, and 5 mg/kg of monensin. Only buffaloes dosed with 2.5 mg/kg (1 d) and 1 mg/kg (7 d) survived. Clinical signs initiated approximately 6 h postdosing and included apathy, anorexia, diarrhea, drooling, muscular weakness, locomotion disorders, dyspnea, tachycardia, jugular distension and pulse, recumbency and death. The creatine kinase (CK) levels were highly augmented in blood samples of buffaloes dosed with monensin. Most prominent gross changes were ascites, hydrothorax, hydropericardium, cardiomegaly, hepatomegaly, and focal pale areas in the myocardium and in skeletal muscles. Degeneration and necrosis of myofibers were the main histopathological findings. Conversely, no evidence of disease, neither change in CK levels were observed in the beef cattle steers dosed with same doses, confirming preliminary findings that buffaloes are more susceptible to monensin than cattle. Buffaloes in field cases predominantly developed lesions in skeletal muscles, and those from the trial had cardiac lesions as the most pronounced changes. In addition, this report presents the minimal toxic dosage of monensin to buffaloes and suggests that CK tests may serve as monitoring tools in the management of buffalo herds supplemented with monensin.

O objetivo geral deste estudo foi avaliar e comparar os efeitos de dois modelos de periodização de treinamento de força na densidade mineral óssea (DMO), na força muscular dinâmica máxima (1-RM) e submáxima (20-RM), parâmetros de lesão muscular e parâmetros antropométricos de mulheres na prémenopausa. Vinte e sete mulheres, sem osteopenia ou osteoporose, foram divididas aleatoriamente em dois grupos experimentais: (1) treinamento de força com periodização linear (GPL – n=14), com intensidades de 18 – 8 repetições máximas (RM); e (2) treinamento de força com periodização ondulada (GPO – n=13), com intensidades de 12 – 8-RM. Ambos os grupos treinaram 3 vezes por semana, durante 28 semanas. O treinamento foi dividido em 4 mesociclos: no 1° mesociclo (primeiras 4 semanas), ambos os grupos executaram 3 séries de 20-RM, em todos os 8 exercícios selecionados, para adaptação. Os parâmetros de lesão muscular, avaliados em vários momentos do treinamento, foram as concentrações sangüíneas de creatina quinase (CK) e a dor muscular tardia (DMT). Os parâmetros antropométricos mensurados foram o somatório de 3 dobras cutâneas (ΣDC) e a perimetria (PE). A análise dos dados, no decorrer do tempo, foi feita, utilizando-se a teoria de modelos mistos para medidas repetidas, e 4 estruturas de matriz de variâncias e covariâncias, usando-se o procedimento MIXED do software estatístico SAS. Para a análise da variável CK, considerando-se os diferentes momentos de coleta, utilizaram-se estruturas de matrizes de variância e covariância do tipo produto direto entre uma matriz sem-estrutura. O teste de Bonferroni foi realizado para o detalhamento dessa análise. A regressão logística foi utilizada para avaliar a variável DMT. Em todas as análises, o nível de significância adotado foi p<0,05. Após 28 semanas de treinamento, não foram mostrados efeitos positivos na DMO para ambos os grupos. Mas foram observados aumentos significativos na força muscular dinâmica máxima e submáxima, em ambos os grupos, sendo que os parâmetros de lesão muscular foram significativamente superiores no 1° mesociclo, em comparação com os outros mesociclos. Os valores basais da concentração de CK (pré) mostraram-se superiores às coletas realizadas 24 horas após a primeira sessão de treinamento de cada mesociclo (pós24h) e 48 horas após a primeira sessão de treinamento de cada mesociclo (pós48h), em todos os mesociclos. Foram mostrados incrementos no PE da coxa distal tanto para o GPL quanto para o GPO. Os resultados deste estudo sugerem que tanto o treinamento de força, com periodização linear, como o treinamento de força, com periodização ondulada, promovem incrementos na força muscular dinâmica e apresentam respostas similares em relação aos parâmetros de lesão muscular analisados. No entanto, nenhum dos modelos de periodização utilizados mostra efeitos positivos na DMO, após 28 semanas de treinamento. / The general purpose of this study was to evaluate and to compare the effects of two models of strength training periodization on bone mineral density (BMD), on maximal dynamic muscular strength (1-RM) and on the submaximal (20-RM), parameters of muscle damage and anthropometrics parameters of premenopausal women. Twenty-seven women without osteopenia or osteoporosis were randomly divided into two experimental groups: (1) strength training with linear periodization (LPG – n=14) with intensity of 18 – 8 repetition maximum (RM), and (2) strength training with ondulating periodization (OPG – n=13), with intensity of 12 – 8-RM. Both groups treined three times a week for 28 weeks. The training was divided into four mesocycles. In the first mesocycle (the first four weeks), both groups performed 3 sets of 20-RM in every eight selected exercises, in order to adapt for the exercise. The parameters of muscle damage assessed in several moments of the training were blood concentrations of creatine kinasis (CK) and the delayed-onset muscle soreness (DOMS); the measured anthropometrics parameters were the sum of 3 skinfolds (ΣSKF) and the perimeters (PE). The data analysis along the time was performed using the theory of mixed models for repeated measurements and four structures of variances and co-variances matrix, using MIXED procedure from SAS statistical software. For the analysis of variable CK, considering the different moments of collection, the structures of variances and c-variances matrix of the kind of direct product in a non-structured matrix was used. Bonferroni’s test was performed for analysis detailing. The logistic regression was used to evaluate the DOMS variable. In every analysis, the level of significance adopted was p<0,05. After 28 weeks of training BMD did not show positive effects in any of the groups; but significant increasing was observed on maximal and submaximal dynamic muscular strength on both groups and the parameters of muscle damage were significantly higher in the first mesocycle, compared to other mesocycles. The basal values of CK concentrations (pre) were higher than the values taken 24 hours after the first training session of each mesocycle (after24h) and 48 hours after the first training session of each mesocycle (after48h), in every mesocycle. Increasings were showed in PE of the distal thigh as much for LPG and for OPG. The results of this study suggest that both strength training with linear periodization and strength training with ondulating periodization promote an increasing on dynamic muscular strength and present similar responses regarding the parameters of muscle damage analysis. However, none of the periodization models showed positive effects on BMD after 28 weeks of training.

A redução na secreção de hormônios ovarianos, principalmente os estrógenos, é uma consequência da menopausa. Os estrógenos atuam principalmente como hormônios sexuais femininos, mas exercem também efeitos sobre diferentes sistemas fisiológicos, incluindo o sistema nervoso central. O tratamento normalmente utilizado para reduzir os sintomas da menopausa é a terapia hormonal, a qual parece ser eficaz no tratamento de sintomas, porém não está livre de efeitos adversos. Com base nisso, há uma crescente procura de terapias alternativas que minimizem os sinais e sintomas da menopausa. No presente estudo, investigamos o efeito da ovariectomia e/ou do exercício físico sobre as atividades das seguintes enzimas relacionadas ao metabolismo energético cerebral: creatina cinase (frações citosólica e mitocondrial), piruvato cinase, succinato desidrogenase, complexo II, citocromo c oxidase, bem como sobre os níveis de ATP em hipocampo de ratas. Ratas Wistar fêmeas adultas com noventa dias foram submetidas à ovariectomia (um modelo animal amplamente utilizado para mimetizar as alterações pós-menopausa). Trinta dias após o procedimento cirúrgico, as ratas foram submetidas ao protocolo de exercício, realizado em esteira adaptada para roedores, três vezes por semana, durante trinta dias. Doze horas após a última sessão de treinamento, os animais foram decapitados para posteriores análises bioquímicas. Os resultados mostraram que a ovariectomia não afetou as atividades da piruvato cinase, succinato desidrogenase e do complexo II, mas diminuiu as atividades da creatina cinase (frações citosólica e mitocondrial) e da citocromo c oxidase em hipocampo. Os níveis de ATP também foram reduzidos. O exercício físico foi capaz de reverter parcialmente apenas o declínio na atividade da creatina cinase fração citosólica. A falta de efeito do exercício sobre os outros parâmetros analisados não é clara, o tempo do treinamento pode não ter sido suficiente para promover uma adaptação do sistema de energia. Os resultados deste estudo sugerem que a deficiência estrogênica, que ocorre como resultado da ovariectomia, afeta os sistemas de geração e homeostase energética em hipocampo de ratas Wistar fêmeas adultas, contribuindo para a disfunção neuronal que pode ser observada na menopausa. / The reduction in the secretion of ovarian hormones, principally estrogen, is a consequence of menopause. Estrogens act primarily as female sex hormones, but also exert effects on different physiological systems including the central nervous system. The treatment normally used to reduce the symptoms of menopause is the hormone therapy, which seems to be effective in treating symptoms, although it may be responsible for adverse effects. Based on this, there is an increasing demand for alternative therapies that minimize signs and symptoms of menopause. In the present study, we investigated the effect of ovariectomy and/or physical exercise on the following activities related to brain energy metabolism enzymes: creatine kinase (cytosolic and mitochondrial fractions), pyruvate kinase, succinate dehydrogenase, complex II, cytochrome c oxidase, as well as on ATP levels in the hippocampus of adult rats. Adult female Wistar rats with 90 days of age were subjected to ovariectomy (an animal model widely used to mimic the postmenopausal changes). Thirty days after the procedure, the rats were submitted to the exercise protocol, which was performed in treadmill adapted for rodents three times a week for thirty days. Twelve hours after the last training session, the rats were decapitated for subsequent biochemical analyzes. Results showed that ovariectomy did not affect the activities of pyruvate kinase, succinate dehydrogenase and complex II, but decreased the activities of creatine kinase (cytosolic and mitochondrial fractions) and cytochrome c oxidase in hippocampus of adult female rats. ATP levels were also reduced. Exercise was only able to partially reverse the activity of creatine kinase cytosolic fraction. The lack of effect of exercise on the other parameters analyzed is not clear, the training time may not have been sufficient to promote adaptation of the energy system. The results of this study suggest that estrogen deficiency that occurs as a result of ovariectomy affects production systems and energy homeostasis in the hippocampus of adult female Wistar rats, contributing to neuronal dysfunction which can be observed in menopause.

Orientador: Marcelo Menossi Teixeira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-16T17:06:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Baldacin_MariaGrazielaZagattoKrug_D.pdf: 4445527 bytes, checksum: 9730d155ac6ebf7d24d427feb43a2acb (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A toxidez por alumínio (Al3+) é o principal fator limitante da produção agrícola em grandes áreas do Brasil e do mundo. Sabe-se que a defesa das plantas a este elemento é controlada por múltiplos genes. A caracterização de genes cuja expressão é induzida pelo Al contribui para compreender as defesas ativadas pelas plantas. Neste trabalho identificou-se um cDNA de milho expresso em raízes através da técnica de mRNA differential display. Este cDNA codifica uma seqüência que contem dois domínios LIM, separados por um espaçador de 40-50 resíduos, sendo denominado Zmlim-1. O objetivo deste trabalho é a caracterização deste gene e o seu papel na tolerância ao Al em milho. Em estudos de expressão verificou-se que o gene Zmlim- 1 é induzido por Al e sua expressão é maior na linhagem tolerante, Cat100-6, quando comparado com a linhagem sensível S1587-17. O direcionamento da proteína ZMLIM-1 foi observado em epitélios de cebola bombardeados com a construção fusionada à proteína GFP (green fluorescent protein). A expressão transiente revelou que esta proteína está localizada no citoplasma e no núcleo. A hibridização in situ demonstrou que Zmlim-1 é expresso na maioria das células do ápice de raiz de milho. O sistema de duplo híbrido de levedura permitiu identificar três proteínas que interagem com a proteína ZMLIM-1: duas proteínas da subunidade ribossomal e uma proteína da família OMT envolvida na biossíntese de lignina. Plantas transgênicas silenciando este gene forneceram evidências de que o gene Zmlim-1 pode influenciar a anatomia da raiz e a quantidade de lignina. Este é o primeiro relato de interação OMT com proteínas de domínio LIM, sugerindo um envolvimento desta proteína com a biossíntese de lignina. Plantas transgênicas submetidas ao estresse por Al3+ não apresentaram diferenças com relação às plantas controle não transformadas / Abstract: Aluminum (Al) toxicity is the main factor limiting agricultural production in large areas in Brazil and in the world. It is known that plant defenses against this element are controlled by multiple genes. The characterization of genes whose expression is induced by Al contributes to the understanding of the defenses activated by plants. In this work we identified a cDNA expressed in maize roots using mRNA differential display. This cDNA encodes a sequence that contains two LIM domains separated by a spacer of 40-50 residues, being named Zmlim-1. The purpose of this study was the characterization of this gene and its involvement in Al tolerance in maize. In expression studies it was found that the Zmlim-1 gene was induced by Al and its expression was higher in the tolerant line, Cat100-6 when compared with the sensitive line S1587-17. The subcellular localization of the protein ZMLIM-1 was observed in onion epithelial cells bombarded with a ZMLIM-1::GFP (green fluorescent protein) fusion. The assay of transient expression revealed that this protein is localized in cytoplasm and nucleus. In situ hybridization showed that Zmlim-1 is expressed in most cells of the root apex of maize. The yeast two hybrid system identified three proteins that interact with ZMLIM-1 protein: tworibosomal subunit proteins and a protein from the OMT family involved in lignin biosynthesis. Transgenic plants silenced for this gene have provided evidence that Zmlim-1 gene can influence the anatomy of the root and the amount of lignin in the plants. This is the first report of OMT interaction with LIM domain proteins, suggesting an involvement of this protein with lignin biosynthesis. Transgenic plants subjected to Al3+ stress did not show differences when compared to control, untransformed plants / Doutorado / Genetica Vegetal e Melhoramento / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

Orientador: Jaime Amaya-Farfan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-09T15:53:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_IaraRibeiro_M.pdf: 1875369 bytes, checksum: 01034f576b4ca76425fe296fed74054e (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Estudos recentes sugerem que o consumo das proteínas do soro de leite, quando parcialmente hidrolisadas, resulta em efeitos fisiológicos diferentes daqueles produzidos pelas proteínas intactas. Desse modo, o objetivo do presente trabalho foi verificar as alterações metabólicas causadas nos tecidos do estômago e coração, e na resistência à exaustão, utilizando ratos Wistar alimentados com isolado do soro de leite, ou seu proteolisado enzimático, e submetidos a exercício físico. Foram investigadas possíveis alterações na atividade enzimática da pepsina, glicogênio sintase, glicogênio fosforilase, creatina quinase e glicogênio do miocárdio e a perfusão de peptídeos através do estômago. O ensaio biológico teve duração de 42 dias, com 120 ratos divididos em 12 grupos (n=10), sendo três fontes protéicas: caseína (C), proteína hidrolisada (H), proteína intacta do soro de leite (I) e quatro tipos de atividade física: treinado (T), treinado-exausto (TX), sedentário (S), sedentário-exausto (SX), em esteira rolante, por quatro semanas. Foram observados valores mais altos na atividade da enzima creatina quinase (sem diferença significativa) nos grupos T e TX, quando esses consumiram dieta H. Em relação ao treinamento, foram encontradas maiores quantidades de glicogênio miocárdico nos animais submetidos a menor atividade física. Em relação à dieta, as concentrações de glicogênio variaram aleatoriamente. Entretanto, os animais que consumiram a dieta H exibiram menor atividade da glicogênio sintase do que aqueles que receberam dieta I, e esses também menores que a dieta C. Na enzima glicogênio fosforilase, notou-se valores maiores de atividade enzimática nos grupos de animais do grupo T em relação aos outros grupos, sendo que a dieta H mostrou resultados menores em comparação com as outras dietas. Quanto à exaustão, foram comparados os grupos H e I, sendo que os grupos que foram submetidos a treinamento prévio (TX) mostraram-se mais resistentes à exaustão do que aqueles que foram mantidos sedentários (SX). Na atividade enzimática da pepsina, os resultados entre grupos foram semelhantes, notando-se aumento no grupo sedentário que consumiu o hidrolisado, mas desaparecendo com a exaustão. Estudo da possibilidade de perfusão de peptídeos através da parede estomacal encontrou evidências de que, ao menos, um peptídeo rico em valina é detectado no perfusado externo ao cabo de duas horas. Foi observada maior quantidade de picos eletroforéticos no conteúdo do estômago dos animais dos grupos SX e TX que receberam infusão do hidrolisado e teores de aminoácidos livres mais elevados no grupo S do que nos demais. Associando os valores encontrados para aminoácidos livres com os valores de aminoácidos totais, no interior e exterior do estômago, pode se afirmar que o conteúdo de peptídeos formados no estômago, no grupo que recebeu a infusão de hidrolisado, foi superior à que recebeu o isolado. Conclui-se que ambos o tipo de atividade física e a fonte protéica da dieta podem influenciar aspectos fisiológicos, tais como a atividade da pepsina, a facilidade com que peptídeos são gerados e acumulados no órgão, sendo que alguns peptídeos podem atravessar a parede estomacal. As implicações decorrentes destes fenômenos ainda aguardam maior investigação / Abstract: Recent studies suggest that the consumption of milk whey proteins, if partially hydrolyzed, result in different physiological effect from those produced by the ingestion of the unbroken proteins. Therefore, the objective of the present work was to verify eventual metabolic alterations caused in the stomach and heart tissues of exercising Wistar rats fed an enzymatic milk whey hydrolyzate, as compared to cohorts receiving the unhydrolyzed proteins. The enzymatic activity of pepsin and those of glycogen synthase, glycogen phosphorylase, creatine kinase, as well as glycogen stores of the myocardium were thus investigated. Additionally, the perfusion of peptides through the stomach wall using capillary electrophoresis and liquid chromatography was also verified. The biological assay was conducted with 120 rats, during 42 days. The animals were divided into 12 groups (n=10), as follows: three protein sources: casein (C), protein hydrolyzate (H) and the unbroken whey protein (I), in addition to four types of physical activity: trained (T), trained-exhausted (TX), sedentary (S), sedentary-exhausted (SX) for four weeks. For creatine kinase, higher activities were observed (without significant difference) in groups T and TX, when these consumed diet H. With regard to myocardial glycogen, higher stores were found in the animals with lesser physical activity, while glycogen concentrations varied randomly in response to the diet. However, the animals that consumed diet H exhibited lower glycogen synthase activity in comparison to those that received diet I, which in turn were lower than those that received diet C. As for glycogen phosphorylase, higher values were noticed in the groups subjected to training (T) in relation to the other groups. Similarly, the animals on diet H also responded with lower activities. With regard to exhaustion time, only those groups that underwent training (TX) appeared to be more resistant to exhaustion than those that remained sedentary (SX). The enzymatic activity of pepsin did not show significant differences among groups, except for the increase of the sedentary that consumed diet H. The increase, however, disappeared when the animals were brought to exhaustion. Study of the possibility of perfusion of whey protein peptides through the stomach wall suggested that at least one peptide rich in valine promptly perfused to the external fluid. A higher number of capillary electrophoretic peaks were also observed in the stomach contents of the animals of groups SX and TX that received the hydrolyzate infusion and, by liquid chromatography, it was possible to notice that the group S stomachs had greater levels of free amino acids than the other groups. Comparing the values found for free amino acids with the total amino acids, in both the inside and outside of the stomach, it could be stated that the content of peptides formed in the stomach was considerably greater in the group infused with the hydrolyzate than with the isolate. It is concluded that chronic consumption of the whey protein hydrolyzate as the only source of protein results in enzymatic changes consistent with a more efficient physiologic state, favorable to higher physical performance, such as higher myocardial creatine kinase and lower glycogen kinase and phosphorylase activities. No significant changes in pepsin activity in the rat stomach were observed, but the readiness with which the hydrolyzate peptides accumulate and traverse the organ wall was evident. Further data to provide a better understanding of the implications of consuming prehydrolyzed proteins await investigation / Mestrado / Nutrição Experimental e Aplicada à Tecnologia de Alimentos / Mestre em Alimentos e Nutrição

Objetivo: A glicogênio sintase quinase-3 beta (GSK-3B) é uma enzima presente em diversos sistemas biológicos e está envolvida na fisiopatologia de vários transtornos neuropsiquiátricos, incluindo o transtorno bipolar. No entanto, estudos in vivo da GSK-3B que envolvam pacientes bipolares são escassos. O objetivo do presente estudo foi avaliar a atividade da GSK-3B em plaquetas de pacientes idosos com transtorno bipolar em tratamento, em comparação com idosos saudáveis não medicados. Métodos: Foram obtidas amostras de plaquetas de 63 idosos (transtorno bipolar=31, grupo controle=32). A atividade enzimática foi estimada pela razão entre a expressão da forma fosforilada (inativa) da GSK-3B em relação à expressão de ambas as formas (ativa e inativa) da enzima (GSK-3B total), que fornece uma estimativa inversa da atividade enzimática (um aumento da razão indica menor atividade da GSK-3B). A intensidade dos sintomas foi avaliada pela Escala de Depressão de Hamilton de 21 itens e pela Escala de Mania de Young, e o desempenho cognitivo foi avaliado pelo Cambridge Cognitive Test e pelo Mini- Exame do Estado Mental. Resultados: A forma fosforilada da GSK-3B (fosfo-GSK-3B) e a razão da GSK-3B estavam elevadas em pacientes com transtorno bipolar, quando comparadas aos idosos do grupo controle (p=0,018 e p=0,016, respectivamente). Na avaliação por subgrupos, observaram-se níveis da fosfo-GSK-3B e da razão da GSK-3B mais elevados nos pacientes com transtorno bipolar em uso de lítio, quando comparados aos controles (p=0,030 e p=0,023, respectivamente), mas não quando comparados aos pacientes com transtorno bipolar que não usavam lítio. O uso das demais medicações avaliadas (anticonvulsivantes, antipsicóticos, antidepressivos e 16 benzodiazepínicos) não estava associado a diferenças na fosfo-GSK-3B ou na razão da GSK-3B, quando comparado aos controles. Conclusões: A atividade da GSK-3B está diminuída no presente grupo de idosos com transtorno bipolar em tratamento medicamentoso. A ausência de um grupo de pacientes com transtorno bipolar não medicado, e a não uniformidade das medicações utilizadas não nos permitem afirmar se essa redução se deve à características da doença bipolar em si ou seria influência dos medicamentos utilizados / Objective: Glycogen synthase kinase-3 beta (GSK-3B) is an important enzyme present in various biological systems and it is involved in the pathophysiology of many prevalent neuropsychiatric diseases, including bipolar disorder. However, human studies addressing GSK-3B activity in vivo are scarce. The aim of the present study was to evaluate GSK-3B activity in platelets of elderly patients with bipolar disorder undergoing clinical treatment as compared to healthy older adults unmedicated. Methods: Platelets samples where obtained from 63 older adults (bipolar disorder=31, comparison group=32). Enzymatic activity was estimated by means of the ratio between the expression of the phosphorylated (inactive) form of GSK-3B to the expression of both forms (active and inactive) of the enzyme (total GSK-3B), yielding an inverse estimate of enzymatic activity (higher ratio indicating lower GSK- 3B activity). The magnitude of mood symptoms was evaluated by the Hamilton Depression Scale and Young Mania Rating Scale, and the cognitive performance was assessed by the Cambridge Cognitive Test and the Mini-Mental State Examination. Results: The phosphorylated form of GSK-3B (phospho-GSK-3B) and the GSK-3B ratio were elevated in patients with bipolar disorder as compared to healthy controls (P=.018 and P=.016, respectively). When analyzed by subgroups, phospho-GSK-3B and the GSK-3B ratio were elevated in bipolar patients undergoing lithium treatment as compared to healthy controls (P=.030 and P=.023, respectively), but not when compared to bipolar patients without lithium treatment. The use of other drugs evaluated (anticonvulsants, antipsychotics, antidepressants and benzodiazepines) was not associated with distinct values of either phospho-GSK-3B or GSK-3B ratio, when compared to controls. 18 Conclusions: GSK-3B activity is decreased in this group of older adults with bipolar disorder undergoing pharmacological treatment. The absence of a group of unmedicated bipolar patients and the non-uniform pattern of treatment do not allow us to say whether this reduction is due to characteristics of bipolar illness itself or an influence of the therapeutic drugs in use

Mutações ativadoras no gene KRAS são prevalentes em cancer de pulmão e a as vias de sinalização de RAS estão aumentadas em células iniciadoras de tumor (CITs), que são definidas como células autorrenováveis capazes de iniciar a formação tumoral, sustentar o crescimento tumoral e promover a disseminação tumoral. Entretanto, terapias direcionadas a RAS não foram efetivas até hoje e a identificação de alvos de KRAS que contribuam para o fenótipo oncogênico é necessária. Como a quinase Aurora A (AURKA) já foi implicada, tanto na oncogênese induzida por KRAS, quanto em promover a função das CITs, nós hipotetizamos que a inibição das vias de AURKA seria detrimental para a função de CITs pulmonares portadoras de KRAS oncogênica, desta forma diminuindo o comportamento maligno do câncer de pulmão. Para avaliar a função das CITs, nós usamos ensaios de crescimento de tumoresferas que permitem o crescimento seletivo de CITs in vitro. As linhagens pulmonares positivas para KRAS H358 e A549 formaram tumoresferas em cultura de baixa aderência e, quando comparadas às linhagens parentais, às células oriundas de tumoresferas apresentaram maior capacidade clonogênica in vitro e maior tumorigenicidade in vivo. Além disso, uma análise por qPCR revelou que as células oriundas de tumoresferas possuem expressão aumentada de fatores de células tronco, uma característica de CITs. Em seguida, nós inibimos a AURKA nas linhagens pulmonares positivas para KRAS H358 e A549 por interferência de RNA (RNAi) ou com um inibidor das quinases Aurora (AI II). A inibição de AURKA diminuiu a formação de tumoresferas e o crescimento destas em culturas seriadas, além de reduzir a capacidade clonogênica das células oriundas de tumoresferas. Estes resultados indicam que a AURKA é importante para a autorrenovação e a oncogenicidade de CITs, e que a AURKA induz o fenótipo tronco-tumoral, o que é corroborado pelo achado de que a inibição de AURKA nas tumoresferas reduz a expressão de fatores de célula tronco. Um destes fatores regulados por AURKA é o marcador de superfície de célula tronco CD24. De fato, quando comparadas às células cultivadas de forma aderente, as células oriundas de tumoresferas apresentam maior número de células positivas para CD24 (CD24+) e estes números são reduzidos pelo tratamento com AI II. Finalmente, nós purificamos células H358 CD24+ por citometria de fluxo e mostramos que, quando comparadas às células negativas para CD24, as células CD24+ apresentam maior capacidade de formar tumoresferas em culturas seriadas, e o tratamento com AI II inibe preferencialmente a capacidade de células CD24+ de formarem tumoresferas. Nossos resultados sugerem que uma terapia baseada na inibição de AURKA pode reduzir o número e função de CITs pulmonares portadoras de KRAS oncogênica e, portanto, pode representar uma estratégia terapêutica atraente para reduzir a recidiva e metástase no câncer de pulmão induzido por KRAS. / Activating mutations in KRAS are prevalent in lung cancer and RAS sinaling is enhanced in cancer initiating cells (CICs), which are defined as self-renewing tumor cells able to initiate tumor formation, sustain tumor growth and drive tumor dissemination. However, therapies targeted to oncogenic RAS have been ineffective to date and identification of KRAS targets that impinge on the oncogenic phenotype is warranted. Because Aurora kinase A (AURKA) has been implicated both in RAS oncogenesis and in promoting CIC function, we hypothesized that targeting AURKA pathways would impair KRAS-positive lung CIC function, thereby decreasing lung cancer malignant behavior. To evaluate CIC function, we used tumorsphere assays that allow selective growth of CICs in vitro. KRAS positive lung cancer H358 and A549 cells formed tumorspheres under low attachment conditions, and, when compared to the parental cell lines, sphere-forming cells had increased clonogenic ability in vitro and increased tumorigenicity in vivo. In addition, qPCR analysis revealed that tumorsphere cells displayed increased expression of stem cell factors, a hallmark of CICs. Next, we targeted AURKA in KRAS positive lung cancer H358 and A549 cells by RNA interference (RNAi) or with an Aurora inhibitor (AI II). AURKA targeting decreased tumorsphere formation and growth in serial cultures and reduced clonogenic growth of tumorsphere-forming cells. These results indicate that AURKA is important for CIC selfrenewal and oncogenicity and that AURKA induces a CIC phenotype, which is further underscored by the finding that AURKA targeting in tumorspheres decreases expression of stem cell factors. One such factor shown to be regulated by AURKA is the stem cell surface marker CD24. In fact, when compared to adherent cultures, A549 and H358 tumorspheres display increased numbers of CD24-positive (CD24+) cells and these numbers are reduced by AI II treatment. Finally we purified H358 CD24+cells by flow cytometry and showed that, when compared to CD24-negative cells, CD24+ cells have increased ability to form tumorspheres in serial cultures, and AI II treatment preferentially reduced the ability of CD24+ cells to form tumorspheres. Our results suggest that AURKA inhibition therapy can reduce the number and function of KRAS-positive lung CICs, and, therefore might be an attractive therapeutic strategy to reduce recurrence and metastasis in KRAS-induced lung cancer.

Quinases dependentes de ciclinas (CDKs) compreendem uma família de proteínas que podem ser subdivididas em dois grupos funcionais majoritários baseados na sua função no ciclo celular e/ou controle transcricional. Já foram identificadas mais de 30 CDKs humanas. A CDK10 é uma proteína quinase dependente de ciclina pertencente ao grupo de quinases relacionadas à Cdc2. CDK10 é essencial na fase G2/M do ciclo celular, possivelmente no progresso dessa fase, monitorando a replicação completa do DNA e permitindo que as células passem desse ponto de restrição. Essa proteína é um importante determinante de resistência à terapia endócrina para câncer de mama. Portanto, é um alvo potencial para o desenvolvimento de inibidores, uma vez que está presente em células cancerosas. O estudo da estrutura e função da CDK10 deverá ser realizado após sua clonagem, expressão e purificação. O cDNA da CDK10 foi amplificado por reação em cadeia da polimerase (PCR), e posteriormente, o produto foi aplicado em gel de agarose para análise e purificação. O vetor de clonagem recombinante foi obtido, o qual foi clonado em células competentes e sequenciado. A obtenção do plasmídeo recombinante para expressão deu-se pela inserção do DNA nos vetores de expressão pET28a(+) e pET23a(+) (Novagen). A proteína foi expressa em células competentes e analisada por eletroforese em gel de poliacrilamida. Em seguida, a proteína obtida foi purificada em coluna de afinidade por níquel e em coluna de afinidade por ATP. Com a otimização dos resultados obtidos, será possível, futuramente, caracterizar bioquimicamente a CDK10 e elucidar suas estruturas secundária e terciária. O estudo da CDK10 irá contribuir para o entendimento da sua relação estrutura-função e sua relação com oncogenes e supressores de tumor, e o estudo estrutural para o desenvolvimento de inibidores químicos de baixo peso molecular que possa inibir especificamente a CDK10. / Cyclin-dependent kinases (CDKs) comprise a family of proteins that can be subdivided into two major groups based on their functional role in cell cycle and / or transcriptional control. Over 30 human CDKs have been identifies. CDK10 is a cyclin-dependent kinase protein that belongs to the cdc2-related kinases group. CDK10 is essential in phase G2 / M of the cell cycle, possibly in the progress of this phase, monitoring the complete DNA replication and allowing the cells to pass through this restriction point. This protein is an important determinant of resistance to endocrine therapy for breast cancer. Therefore, it is a potential target for the development of inhibitors, since it is present in cancerous cells. The study of the structure and function of CDK10 must be performed after its cloning, expression and purification. cDNA of CDK10 was amplified by polymerase chain reaction (PCR) and then the product was applied into agarose gel for analysis and purification The cloning vector was obtained, which was cloned into competent cells and sequenced. The obtaining of the recombinant plasmid for expression was due to the insertion of DNA into expression vectors pET28a(+) and pET23a(+) (Novagen). The protein was expressed in competent cells and analyzed by electrophoresis on polyacrylamide gel. Then, the obtained protein was purified by nickel affinity column and ATP affinity column. With the optimization of the results obtained, it will be possible, in the future, to biochemically characterize CDK10 and elucidate its secondary and tertiary structures. The study of CDK10 will contribute to the understanding of its structure-function relationship and its relationship with oncogenes and tumor suppressors, and the structural study for the development of low molecular weight chemical inhibitors that can specifically inhibit CDK10. The structural studies will contribute to the development of chemical inhibitors of low molecular weight that may this and other CDKs.