Orientadores: Anibal Eugênio Vercesi, Karina Gottardelo Zecchin / Texto em português e inglês / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-24T16:40:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rossato_FrancoAparecido_D.pdf: 7526681 bytes, checksum: 3768c017da7bde02ddd95e8e41881438 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Recentemente mostramos que os inibidores da enzima ácido graxo sintase (FASN - EC 2.3.1.85), cerulenina e orlistat, reduzem a proliferação e induzem apoptose em células B16-F10 de melanoma murino via mecanismos mitocondriais. Neste presente estudo investigamos os efeitos desses inibidores de FASN em linhagem celular não-tumorigênica derivada de melanoblastos de camundongos (melan-a). O tratamento in vitro de células melan-a com 5 µg/mL de cerulenina ou com 30 µM de orlistat inibiu a proliferação celular, com acúmulo da proteína supressora de tumor p21WAF1/Cip1, assim como induziu a via intrínseca da apoptose com liberação de citocromo c e ativação de caspases-3 e -9, sem ativação da caspase-8. Os inibidores de FASN não alteram o conteúdo de ácidos graxos livres nas células melan-a, verificados por espectrometria de massas, sugerindo que o tratamento com cerulenina ou orlistat induz apoptose independente da inibição desta enzima. Análise das funções da bioenergética mitocondrial das células melan-a mostraram inibição da respiração, seguido por aumento da produção de superóxido. A inibição da respiração, promovida pelo tratamento com cerulenina ou orlistat, foi restrita à oxidação de substratos ligados a NADH (39,9% DMSO x cerulenina; ou 60,8% EtOH x orlistat) e succinato (45,8% DMSO x cerulenina; ou 51,8% EtOH x orlistat), e não foi significativa quando as mitocôndrias estavam respirando com substrato do complexo IV, N,N,N',N'-tetrametil-p-fenilenodiamina. A proteção conferida pelo sequestrador de radicais livres N-acetil cisteína (NAC) sugere que a disfunção mitocondrial provocada por estes compostos está associada a estresse oxidativo e é provável que seja mediada pela ação de superóxido na cadeia respiratória nos níveis de complexos de I e II. Análise proteômica de mitocôndria dessas células também mostra alterações ligadas ao estresse oxidativo. Nossos dados em conjunto sugerem que cerulenina e orlistat induzem apoptose em células não tumorais como resultado de uma disfunção mitocondrial e de maneira independente de FASN / Abstract: We have previously reported that the fatty acid synthase (FASN) inhibitors, cerulenin or orlistat, induce apoptosis in B16-F10 mouse melanoma cells mediated by mitochondria. Here we investigate the effects of these inhibitors on the non-tumorigenic mouse cell line melan-a. Cerulenin or orlistat treatment decreased cells proliferation, accompanied by increased amounts of the tumor suppressor protein p21WAF1/Cip1, as well as induced apoptosis, but not necrosis, in melan-a cell line. Mitochondrial cytochrome c release and activation of caspases-9 and -3 were detected in melan-a-treated cells. siRNAi for FASN did not culminate in apoptosis, and FASN inhibitors treatment did not alter free fatty acids content in the non-tumorigenic cells, as verified by mass spectrometry, suggesting that cerulenin or orlistat induces apoptosis independent on FASN inhibition. Analysis of energy-linked functions of melan-a mitochondria showed inhibition of respiration followed by large stimulation of superoxide production. Respiratory inhibition after cerulenin or orlistat treatment, respectively, was restricted to the oxidation of NADH-linked substrates (39.9 or 60,8%) and succinate (45.8 or 51.8%) and was not significant when mitochondria were respiring on the complex IV substrate, N,N,N?,N?-tetramethyl-p-phenylendiamine. The protection conferred by the free radical scavenger NAC suggests that the mitochondrial dysfunction caused by these compounds is associated with oxidative stress and is mediated by the action of superoxide on the respiratory chain at the levels of complexes-I and II. Proteomic analysis of mitochondria melan-a cells also indicate major changes linked to oxidative stress. Taken together, the present results show that cerulenin or orlistat induces apoptosis in non-tumorigenic cells via mitochondrial dysfunction, independent on FASN inhibition / Doutorado / Fisiopatologia Médica / Doutor em Ciências

O melhor entendimento sobre os aspectos metabólicos, nutricionais e produtivos das gramíneas forrageiras quanto ao uso do nitrogênio é necessário para aumentar a eficiência de uso do nutriente e para a sustentabilidade da produção pecuária. Com isso, objetivou-se analisar alguns cultivares de gramíneas forrageiras utilizados em pastagens no Brasil, quanto a: I) modificações morfológicas e produtivas da parte aérea e das raízes; II) formas de partição do nitrogênio absorvido para melhorar a eficiência de uso do nitrogênio e III) forma de assimilação do nitrogênio absorvido, sendo avaliados pelas variáveis: produção de massa seca, números de folhas e perfilhos, área foliar, concentração e conteúdos de nitrogênio total, nitrato e amônio, eficiência de uso do nitrogênio, atividades das enzimas nitrato redutase e glutamina sintetase e concentração de aminoácidos livres totais na parte aérea e nas raízes dessas gramíneas, quando submetidas a alta e baixa dose de nitrogênio. Na baixa dose de nitrogênio os cultivares Marandu, Xaraés, Piatã, Basilisk e Mombaça mantiveram o número de perfilhos constante e diminuíram o número de folhas e a área foliar, enquanto o cultivar Tanzânia manteve o número de perfilhos e área foliar constantes e reduziu o número de folhas e os cultivares Aruana e Massai aumentaram o número de perfilhos e de folhas e reduziram a área foliar. A baixa dose de nitrogênio resultou em proporções da massa seca da parte aérea e das raízes distintas entre os cultivares quando comparada à alta dose de nitrogênio, favorecendo o crescimento das raízes. Os cultivares estudados modificaram a partição de nitrogênio, nitrato e amônio da parte aérea e raízes, quando em alto e baixo suprimento de nitrogênio. Essas diferenças refletiram na mais alta eficiência de uso do nitrogênio pelos cultivares Mombaça e Tanzânia. A assimilação do nitrato ocorreu principalmente na parte aérea desses capins. Os cultivares Mombaça e Aruana apresentaram elevadas atividades da enzima nitrato redutase nas folhas diagnósticas. A atividade da enzima glutamina sintetase nas folhas diagnósticas foi mais elevada nos cultivares de Panicum. A concentração de amônio nas raízes foi mais alta nos cultivares Piatã e Xaraés, na baixa dose de nitrogênio, e nos capins Aruana e Mombaça, na dose alta de nitrogênio. A concentração de aminoácidos totais nas folhas diagnósticas foi mais elevada nos cultivares de Panicum, quando submetidos à alta dose de nitrogênio, enquanto nas raízes foi maior nos cultivares de Brachiaria, nas duas doses de nitrogênio. / A better understanding of the metabolic, nutritional and production aspects of nitrogen use by grasses are needed to increase nutrient use efficiency and livestock production sustainability. Thus, this study aimed to analyze some forage grasses cultivars used in Brazilian pastures, for: i) morphological and production changes in shoots and roots; II) absorbed nitrogen partition to improve nitrogen use efficiency and III) nitrogen assimilation, evaluated by the variables: dry matter production, number of leaves and tillers, leaf area, concentration and content of total nitrogen, nitrate and ammonium, nitrogen use efficiency, nitrate reductase and glutamine synthetase activities and free amino acids concentration in shoots and roots of these grasses, when supplied with high and low nitrogen rates. At low nitrogen rate, Marandu, Xaraés, Piatã, Basilisk and Mombaça cultivars kept the number of tillers constant and decreased the number of leaves and leaf area, while Tanzânia cultivar kept the number of tillers and leaf area constant and reduced the number of leaves, and Aruana and Massai cultivars increased the number of tillers and leaves and reduced leaf area. The low nitrogen rate resulted in different shoots to roots proportions among cultivars when compared to the higher nitrogen rate, which favored roots growth. The cultivars changed the partition of nitrogen, nitrate and ammonium between roots and shoots, in both nitrogen rates. These differences reflect the higher nitrogen use efficiency by Mombaça and Tanzânia cultivars. The nitrate assimilation occurred mainly in the shoots of these grasses. Mombaça and Aruana cultivars showed high nitrate reductase activity in diagnostic leaves. The glutamine synthetase activity in diagnostic leaves was higher in Panicum cultivars. Ammonium concentration in the roots was high in Piatã and Xaraés, at low nitrogen rate, and Aruana and Mombaça grasses, at high nitrogen rate. The total amino acids concentration in diagnostic leaves was higher in Panicum cultivars than in Brachiaria cultivars, when high nitrogen rate was supplied, whereas Brachiaria cultivars had this concentration high in the roots, at the two nitrogen rates.

INTRODUÇÃO: acredita-se que o controle glicêmico inadequado, a duração do diabetes melito (DM) e a presença de hipertensão arterial e dislipidemia sejam os fatores de risco mais importantes para o desenvolvimento das complicações microvasculares no DM, contudo, existem inúmeras evidências sugerindo que uma predisposição genética participe da suscetibilidade para o desenvolvimento dessas complicações. Vários genes relacionados aos mecanismos dos danos induzidos pela hiperglicemia têm sido investigados. O papel do estresse oxidativo na patogênese das complicações crônicas do DM vem sendo demonstrado e os genes que codificam enzimas que participam dos mecanismos antioxidantes são candidatos a conferirem suscetibilidade ou proteção contra as complicações crônicas. A glutationa é um dos mais importantes antioxidantes endógenos; no entanto, a associação entre polimorfismos em genes que codificam enzimas que participam desse sistema e complicações crônicas do DM foi pouco explorada na literatura. OBJETIVOS: avaliar a associação de polimorfismos em três genes que codificam enzimas relacionadas ao metabolismo da glutationa com o desenvolvimento de nefropatia e retinopatia em pacientes diabéticos tipo 1. Foram estudados: o polimorfismo -129C/T do gene GCLC, o número de repetições do trinucleotídeo GCG no exon 1 do gene GPX1 e o polimorfismo -65T/C do gene GPX3. CASUÍSTICA E MÉTODOS: 299 pacientes (139 do gênero masculino e 160 do gênero feminino) com DM tipo 1 com mais de 15 anos de diagnóstico e mau controle glicêmico foram divididos conforme presença ou ausência das seguintes complicações: nefropatia diabética (ND) avançada, ND, doença renal crônica (DRC) estágios 3 a 5 e retinopatia diabética proliferativa (RDP). Em cada grupo foram avaliadas as freqüências das variantes alélicas dos três genes estudados. RESULTADOS: a distribuição dos genótipos na população estudada foi consistente com o equilíbrio de Hardy-Weinberg para os três genes analisados. A presença de pelo menos um alelo T do polimorfismo -129C/T do gene GCLC conferiu risco independente para a presença de ND avançada (OR = 2,82 ; IC 95% = 1,13 - 7,05; p = 0,026), para ND (OR = 3,64; IC 95% = 1,27 10,36; p = 0,016) e para DRC estágios 3 a 5 (OR = 5,74; IC 95% = 2,17 15,1; p < 0,001) e a presença de pelo menos um alelo C do polimorfismo -65 T/C conferiu risco independente para a presença de ND avançada (OR = 2,62; IC 95% = 1,19 -5,72, p = 0,022) na população estudada. Não houve associação do número de repetições do trinucleotídeo GCG do gene GPX1 com nenhuma das complicações estudadas. O haplótipo CC_TT, composto pelos alelos selvagens dos genes GCLC e GPX3, foi negativamente associado com ND avançada (OR = 0,32, IC 95% = 0,15 0,66; p = 0,002) e DRC (OR = 0,25; IC 95% = 0,11 - 0,55; p = 0,001). CONCLUSÕES: a presença de pelo menos um alelo T do polimorfismo -129 C/T do gene GCLC e de pelo menos um alelo C do polimorfismo -65 T/C do gene GPX3, ambos associados a uma menor atividade transcricional do respectivo gene, conferiram risco para a presença de complicações renais na população de pacientes estudada. / INTRODUCTION: glycemic control, diabetes duration, systemic hypertension and dyslipidemia have been implicated as main risk factors for the development of diabetic microangiopathy, however there is evidence suggesting that genetic predisposition plays a role in the susceptibility to microvascular complications. Based on underlying pathogenesis, polymorphisms of several genes belonging to multiple pathways have been investigated, like the genes related to mechanisms of hyperglycemia-induced damage. The role of oxidative stress in the pathogenesis of diabetic complication has been increasingly demonstrated and genes coding enzymes involved in antioxidant defense are candidates to confer susceptibility or protection against these complications. Glutathione is one the most important endogen antioxidants, however, the association between polymorphisms in genes related to glutathione metabolism and diabetic complications has not been deeply investigated. OBJECTIVES: to study the association between polymorphisms in three genes which code enzymes related to glutathione metabolism and the development of nephropathy and retinopathy in type 1 diabetic patients: the polymorphism -129 C/T of GCLC, the number of trinucleotide GCG repeats at exon 1 of GPX1 and the polymorphism -65 T/C of GPX3. CASUISTIC AND METHODS: 299 type 1 diabetic patients (139 male and 160 female) with at least 15 years from diagnosis and poor glycemic control were studied. The patients were divided in two groups according to the presence or absence of diabetic complications: with and without diabetic nephropathy (DN), advanced DN, chronic kidney disease (CKD) stages 3 to 5 and proliferative diabetic retinopathy (PDR). RESULTS: The allelic distribution of the three studied polymorphisms was consistent with Hardy-Weinberg equilibrium. The presence of at least one T allele of GCLC 129 C/T was an independent risk factor for advanced DN (OR = 2.82 ; CI 95% = 1.13 -7.05; p = 0.026), for DN (OR = 3.64; CI 95% = 1.27 10.36; p = 0.016) and for CKD stages 3 to 5 (OR = 5.74; CI 95% = 2.17 15.1; p < 0.001) and the presence of at least one C allele of GPX3 -65 T/C was an independent risk factor for advanced DN (OR = 2.62; IC 95% = 1.19 -5.72, p = 0.022) in the studied population. There were no associations between GCG trinucleotide repeats of GPX1 and diabetic complications. The haplotype CC_TT, composed by GCLC and GPX3 wild type alleles, was negatively related to advanced DN (OR = 0.32, CI 95% = 0.15 0.66; p = 0.002) and CKD (OR = 0.25; CI 95% = 0.11 0.55; p = 0.001). CONCLUSIONS: the presence of at least one T allele of -129C/T polymorphism of GCLC and one C allele of -65 T/C polymorphism of GPX3, both associated to a lower transcriptional activity of its genes, conferred risk for renal complications in the studied population.

A afiliação genérica de Fischerella e Hapalosiphon é problemática devido à instabilidade dos caracteres morfológicos. Os gêneros Fischerella e Hapalosiphon são diferenciados pela presença de tricoma multisseriado e uni ou bisseriado, respectivamente. Porém, geneticamente esses caracteres não se mostraram diacríticos para diferenciar gêneros. Estudos moleculares de linhagens isoladas de ecossistemas brasileiros são escassos para Fischerella e inexistentes para Hapalosiphon. Neste estudo, oito linhagens de cianobactérias, pertencentes à família Hapalosiphonaceae, isoladas de água doce e solos brasileiros foram caracterizadas morfologicamente e geneticamente e analisadas para a produção de substâncias bioativas. As análises morfológicas identificaram cinco morfotípos de Fischerella (CENA19, CENA161, CENA212, CENA213, CENA214) e três de Hapalosiphon (CENA63, CENA71, CENA72). As análises filogenéticas do RNAr 16S usando neighbor-joining (NJ) e máxima verossimilhança (MV) colocaram todas as linhagens isoladas em um agrupamento com alto suporte (reamostragens de 99% NJ e MV) contendo membros da ordem Nostocales. Além disso, as linhagens de Fischerella selecionadas para o estudo agruparam-se em um clado interno com alto valor de reamostragem (100% NJ e 86% MV), com exceção da Fischerella CENA19. A posição dessa estirpe na árvore filogenética indica que necessita de revisão taxonômica. As linhagens de solo Hapalosiphon CENA71 e CENA72 também formaram um clado interno separado (99% NJ e 98% MV), mas a linhagem de água doce CENA63 foi colocada em um clado diferente (com valores de reamostragens de 99% NJ e MV), juntamente com linhagens do gênero Hapalosiphon e Westielopsis prolífica SAG 16.93, oriundas de solo. A comparação das análises filogenéticas individuais de regiões dos genes RNAr 16S, rpoC1, rbcL, tufA, e cpcBA-IGS das três linhagens de Hapalosiphon e de duas linhagens de Fischerella, CENA19 e CENA161, mostrou resultados incongruentes devido as diferentes taxas evolutivas desses genes. No entanto, a análise filogenética concatenada desses genes, mostrou que a Fischerella CENA19 agrupou com as duas linhagens de Hapalosiphon CENA71 e CENA72, com alto valor de reamostragem (100%), enquanto que a Fischerella CENA 161 e a Hapalosiphon CENA63 posicionaram-se cada uma em clados separados. Os resultados indicam que a nomenclatura das linhagens de cianobactérias da família Hapalosiphonaceae necessita de revisão. Os extratos intra e extracelulares das linhagens Fischerella sp. CENA161 e CENA19 e Hapalosiphon sp. CENA71 e CENA72 mostraram efeitos inibitórios no crescimento de bactérias patogênicas. As análises em espectrômetro de massas Q-TOF MS/MS indicaram a putativa presença de aeruginopeptina, cianopeptolina, fischerelina, aeruginosina, oscilapeptilida, microcistinas e ácido tumonóico nos extratos. No extrato intracelular da Fischerella sp. CENA161 identificou-se três ou quatro variantes de microcistinas, LR, LL, FR e/ou M(O)R. Fragmentos dos genes mcyA, mcyB, mcyC, mcyD, mcyE, mcyG e mcyI dessa linhagem foram seqüenciados. Nas duas análises filogenéticas realizadas com sequências de aminoácidos de McyE e sequências concatenadas de McyD, McyE e McyG, as enzimas da microcistina sintetase ficaram agrupadas de acordo com os gêneros de cianobactérias indicando um padrão de evolução / The generic affiliation of Fischerella and Hapalosiphon is problematic due to instability of morphological characters. The Fischerella and Hapalosiphon genera are differentiated by the presence of trichome multisseriate and uni or bisseriate, respectively. However, genetically these characters were not diacritical to distinguish genera. Molecular studies of strains isolated from Brazilian ecosystems are scarce for Fischerella and absent for Hapalosiphon. In this study, eight cyanobacterial strains, belonging to Hapalosiphonaceae family, isolated from Brazilian freshwater and soil were morphologically and genetically characterized and analyzed for bioactive compound productions. The morphological analyses identified five Fischerella (CENA19, CENA161, CENA212, CENA213, CENA214) and three Hapalosiphon (CENA63, CENA71, CENA72) morphotypes. The neighbor-Joining (NJ) and maximum likelihood (ML) phylogenetic analyses of 16S rRNA placed all isolated strains in high supported (99% NJ and ML of bootstrap) cluster containing members of the order Nostocales. Furthermore, the Fischerella strains studied were grouped in an internal clade with high bootstrap value (100% NJ and 86% ML), with exception of Fischerella CENA19. The position of this strain in the phylogenetic tree indicates that it needs taxonomical revision. The soil Hapalosiphon strains CENA71 and CENA72 also formed a separated tight internal clade (99% NJ and 98% ML), but the freshwater strain CENA63 was placed in a different clade (99% NJ and ML of bootstrap value) together with Hapalosiphon strains genera and Westielopsis prolifica SAG 16.93, originated from soil. The comparison of the phylogenetic analyses of individual regions of the genes 16S rRNA, rpoC1, rbcL, tufA, and cpcBA-IGS from the three Hapalosiphon strains and the two Fischerella strains CENA19 and CENA161 showed incongruent results due to different evolutionary rates of these genes. However, the concatenated phylogenetic analysis of these genes, showed that Fischerella CENA19 grouped with the two Hapalosiphon strains CENA71 and CENA72 with high bootstrap value (100%), while Fischerella CENA 161 and Hapalosiphon CENA63 were positionated each one in separate clades. The results indicate that the nomenclature of cyanobacterial strains from the family Hapalosiphonaceae needs revision. The intra and extracellular extracts of the Fischerella sp. strains CENA161 and CENA19 and Hapalosiphon sp. strains CENA71 and CENA72 showed inhibitory effects on the growth of pathogenic bacteria. The analysis in the mass spectrometer Q-TOF MS/MS indicated the presence of aeruginopeptin, cyanopeptolin, fischerellin, aeruginosin, oscillapeptilide, microcystins and tumonoic acid in the extracts. In the intracellular extracts of Fischerella sp. CENA161, three or four variants of microcystins, LR, LL, FR and/or M(O)R, were identified. Fragments of genes mcyA, mcyB, mcyC, mcyD, mcyE, mcyG and mcyI of this strain were sequenced. In both phylogenetic analyses performed with amino acid sequences of McyE and concatenated sequences of McyD, McyE and McyG, the microcystin synthetase enzymes were grouped according to the cyanobacterial genera, indicating a pattern of evolution

O melhor entendimento sobre os aspectos metabólicos, nutricionais e produtivos das gramíneas forrageiras quanto ao uso do nitrogênio é necessário para aumentar a eficiência de uso do nutriente e para a sustentabilidade da produção pecuária. Com isso, objetivou-se analisar alguns cultivares de gramíneas forrageiras utilizados em pastagens no Brasil, quanto a: I) modificações morfológicas e produtivas da parte aérea e das raízes; II) formas de partição do nitrogênio absorvido para melhorar a eficiência de uso do nitrogênio e III) forma de assimilação do nitrogênio absorvido, sendo avaliados pelas variáveis: produção de massa seca, números de folhas e perfilhos, área foliar, concentração e conteúdos de nitrogênio total, nitrato e amônio, eficiência de uso do nitrogênio, atividades das enzimas nitrato redutase e glutamina sintetase e concentração de aminoácidos livres totais na parte aérea e nas raízes dessas gramíneas, quando submetidas a alta e baixa dose de nitrogênio. Na baixa dose de nitrogênio os cultivares Marandu, Xaraés, Piatã, Basilisk e Mombaça mantiveram o número de perfilhos constante e diminuíram o número de folhas e a área foliar, enquanto o cultivar Tanzânia manteve o número de perfilhos e área foliar constantes e reduziu o número de folhas e os cultivares Aruana e Massai aumentaram o número de perfilhos e de folhas e reduziram a área foliar. A baixa dose de nitrogênio resultou em proporções da massa seca da parte aérea e das raízes distintas entre os cultivares quando comparada à alta dose de nitrogênio, favorecendo o crescimento das raízes. Os cultivares estudados modificaram a partição de nitrogênio, nitrato e amônio da parte aérea e raízes, quando em alto e baixo suprimento de nitrogênio. Essas diferenças refletiram na mais alta eficiência de uso do nitrogênio pelos cultivares Mombaça e Tanzânia. A assimilação do nitrato ocorreu principalmente na parte aérea desses capins. Os cultivares Mombaça e Aruana apresentaram elevadas atividades da enzima nitrato redutase nas folhas diagnósticas. A atividade da enzima glutamina sintetase nas folhas diagnósticas foi mais elevada nos cultivares de Panicum. A concentração de amônio nas raízes foi mais alta nos cultivares Piatã e Xaraés, na baixa dose de nitrogênio, e nos capins Aruana e Mombaça, na dose alta de nitrogênio. A concentração de aminoácidos totais nas folhas diagnósticas foi mais elevada nos cultivares de Panicum, quando submetidos à alta dose de nitrogênio, enquanto nas raízes foi maior nos cultivares de Brachiaria, nas duas doses de nitrogênio. / A better understanding of the metabolic, nutritional and production aspects of nitrogen use by grasses are needed to increase nutrient use efficiency and livestock production sustainability. Thus, this study aimed to analyze some forage grasses cultivars used in Brazilian pastures, for: i) morphological and production changes in shoots and roots; II) absorbed nitrogen partition to improve nitrogen use efficiency and III) nitrogen assimilation, evaluated by the variables: dry matter production, number of leaves and tillers, leaf area, concentration and content of total nitrogen, nitrate and ammonium, nitrogen use efficiency, nitrate reductase and glutamine synthetase activities and free amino acids concentration in shoots and roots of these grasses, when supplied with high and low nitrogen rates. At low nitrogen rate, Marandu, Xaraés, Piatã, Basilisk and Mombaça cultivars kept the number of tillers constant and decreased the number of leaves and leaf area, while Tanzânia cultivar kept the number of tillers and leaf area constant and reduced the number of leaves, and Aruana and Massai cultivars increased the number of tillers and leaves and reduced leaf area. The low nitrogen rate resulted in different shoots to roots proportions among cultivars when compared to the higher nitrogen rate, which favored roots growth. The cultivars changed the partition of nitrogen, nitrate and ammonium between roots and shoots, in both nitrogen rates. These differences reflect the higher nitrogen use efficiency by Mombaça and Tanzânia cultivars. The nitrate assimilation occurred mainly in the shoots of these grasses. Mombaça and Aruana cultivars showed high nitrate reductase activity in diagnostic leaves. The glutamine synthetase activity in diagnostic leaves was higher in Panicum cultivars. Ammonium concentration in the roots was high in Piatã and Xaraés, at low nitrogen rate, and Aruana and Mombaça grasses, at high nitrogen rate. The total amino acids concentration in diagnostic leaves was higher in Panicum cultivars than in Brachiaria cultivars, when high nitrogen rate was supplied, whereas Brachiaria cultivars had this concentration high in the roots, at the two nitrogen rates.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:37:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sarah_Romano_Ortolan.pdf: 975526 bytes, checksum: d72ab61fc7bdc88b6ddbab0eb3a86e42 (MD5) Previous issue date: 2015-07-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Wheat is considered the main cereal diet of the world population, but in recent years has achieved some gain in productivity of this culture despite having increased the use of nitrogen fertilizer. The use of plant growth promoting bacteria such as Herbaspirillum seropedicae SmR1 among others has been studied to obtain development of plants with less use of nitrogen fertilizers. However there is little information relating the effects of this interaction in plant development and grain yield. Objective of this study was to evaluate the carbon and nitrogen metabolism by certain enzymes, metabolites and indices related to the response to infectious stress on the wheat cultivars CD 104 and CD 120 in association with Herbaspirillum seropedicae bacteria. Two experiments were conducted. The experimental design was completely randomized with four replications in a 4x2. The first factor relates to the conditions inoculation with bacteria and/or nitrogen source in coverage are: control without inoculation with bacteria or added nitrogen fertilizer (C); application of nitrogen fertilizer (50 kg.ha-1) 30 days after sowing (N); inoculation with 106 cells of the bacterium H. seropedicae/seed at planting (Hs) and inoculation with bacteria combined with the application of nitrogen fertilizer (Hs + N) and the second factor refers to the phenological stages (tillering and booting). The results indicated that inoculation with H. seropedicae in wheat seeds of cv.s CD 104 and CD 120 in the two growth stages answered in relation to the indices related to stress with the involvement of enzymes of carbon and nitrogen metabolism. However prominent effect was not noticed to promote plant growth of wheat in late development, nor a deleterious effect of the bacterium for inoculation cv. CD 104 under the experimental conditions. For cv. CD 120 the differential effects indicate lower levels of stress and some level of association to positive effect on productivity when combined inoculation of bacteria to nitrogen fertilization. It was concluded that as well as pathogenic and stressors, H. seropedicae able to beneficially associate with wheat also provides similar interference pattern of carbon and nitrogen metabolism and stress levels / O trigo é considerado o principal cereal da dieta da população mundial, entretanto nos últimos anos tem se obtido pouco ganho de produtividade desta cultura apesar de se ter aumentado o uso de fertilizante nitrogenado. O uso de bactérias promotoras do crescimento vegetal, como Herbaspirillum seropedicae SmR1 entre outras, tem sido estudado para se obter desenvolvimento de plantas com menor uso de fertilizantes nitrogenados. Entretanto existem poucas informações que relacionam os efeitos desta interação no desenvolvimento da planta e de produtividade de grãos. Objetivo deste trabalho foi avaliar o metabolismo de carbono e nitrogênio através de algumas enzimas, metabólitos e índices relacionados à resposta ao estresse infeccioso em trigo das cultivares CD 104 e CD 120 em associação com a bactéria Herbaspirillum seropedicae em dois estádios fenológicos. Foram realizados dois experimentos. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente ao acaso, com 4 repetições, em esquema fatorial 4x2. O primeiro fator refere-se às condições de inoculação com bactéria e/ou fertilização nitrogenada em cobertura, sendo: controle, sem inoculação com bactéria ou adição de fertilizante nitrogenado (C); aplicação de fertilizante nitrogenado (50 kg.ha-1) após 30 dias da semeadura (N); inoculação de 106 células da bactéria H. seropedicae/semente na semeadura (Hs) e inoculação com a bactéria combinada com a aplicação de fertilizante nitrogenado (Hs + N) e o segundo fator refere-se aos estádios fenológicos (perfilhamento e emborrachamento). Os resultados indicaram que a inoculação com H. seropedicae em sementes de trigo das cv.s CD 104 e CD 120 nos dois estádios fenológicos responderam em relação aos índices relacionados ao estresse com envolvimento das enzimas do metabolismo de carbono e nitrogênio. Entretanto não foi percebido efeito proeminente de promoção do crescimento vegetal no final do desenvolvimento do trigo, tampouco efeito deletério da inoculação de bactéria para a cv. CD 104, nas condições experimentais. Para a cv. CD 120 os efeitos diferenciais indicam menor nível de estresse e algum nível de associação para efeito positivo na produtividade quando combinada a inoculação da bactéria com a fertilização nitrogenada. Foi possível concluir que assim como para agentes patogênicos e estressantes, a H. seropedicae, capaz de associar beneficamente com trigo também apresenta padrão semelhante de interferência do metabolismo de carbono e nitrogênio e índices de estresse

A afiliação genérica de Fischerella e Hapalosiphon é problemática devido à instabilidade dos caracteres morfológicos. Os gêneros Fischerella e Hapalosiphon são diferenciados pela presença de tricoma multisseriado e uni ou bisseriado, respectivamente. Porém, geneticamente esses caracteres não se mostraram diacríticos para diferenciar gêneros. Estudos moleculares de linhagens isoladas de ecossistemas brasileiros são escassos para Fischerella e inexistentes para Hapalosiphon. Neste estudo, oito linhagens de cianobactérias, pertencentes à família Hapalosiphonaceae, isoladas de água doce e solos brasileiros foram caracterizadas morfologicamente e geneticamente e analisadas para a produção de substâncias bioativas. As análises morfológicas identificaram cinco morfotípos de Fischerella (CENA19, CENA161, CENA212, CENA213, CENA214) e três de Hapalosiphon (CENA63, CENA71, CENA72). As análises filogenéticas do RNAr 16S usando neighbor-joining (NJ) e máxima verossimilhança (MV) colocaram todas as linhagens isoladas em um agrupamento com alto suporte (reamostragens de 99% NJ e MV) contendo membros da ordem Nostocales. Além disso, as linhagens de Fischerella selecionadas para o estudo agruparam-se em um clado interno com alto valor de reamostragem (100% NJ e 86% MV), com exceção da Fischerella CENA19. A posição dessa estirpe na árvore filogenética indica que necessita de revisão taxonômica. As linhagens de solo Hapalosiphon CENA71 e CENA72 também formaram um clado interno separado (99% NJ e 98% MV), mas a linhagem de água doce CENA63 foi colocada em um clado diferente (com valores de reamostragens de 99% NJ e MV), juntamente com linhagens do gênero Hapalosiphon e Westielopsis prolífica SAG 16.93, oriundas de solo. A comparação das análises filogenéticas individuais de regiões dos genes RNAr 16S, rpoC1, rbcL, tufA, e cpcBA-IGS das três linhagens de Hapalosiphon e de duas linhagens de Fischerella, CENA19 e CENA161, mostrou resultados incongruentes devido as diferentes taxas evolutivas desses genes. No entanto, a análise filogenética concatenada desses genes, mostrou que a Fischerella CENA19 agrupou com as duas linhagens de Hapalosiphon CENA71 e CENA72, com alto valor de reamostragem (100%), enquanto que a Fischerella CENA 161 e a Hapalosiphon CENA63 posicionaram-se cada uma em clados separados. Os resultados indicam que a nomenclatura das linhagens de cianobactérias da família Hapalosiphonaceae necessita de revisão. Os extratos intra e extracelulares das linhagens Fischerella sp. CENA161 e CENA19 e Hapalosiphon sp. CENA71 e CENA72 mostraram efeitos inibitórios no crescimento de bactérias patogênicas. As análises em espectrômetro de massas Q-TOF MS/MS indicaram a putativa presença de aeruginopeptina, cianopeptolina, fischerelina, aeruginosina, oscilapeptilida, microcistinas e ácido tumonóico nos extratos. No extrato intracelular da Fischerella sp. CENA161 identificou-se três ou quatro variantes de microcistinas, LR, LL, FR e/ou M(O)R. Fragmentos dos genes mcyA, mcyB, mcyC, mcyD, mcyE, mcyG e mcyI dessa linhagem foram seqüenciados. Nas duas análises filogenéticas realizadas com sequências de aminoácidos de McyE e sequências concatenadas de McyD, McyE e McyG, as enzimas da microcistina sintetase ficaram agrupadas de acordo com os gêneros de cianobactérias indicando um padrão de evolução / The generic affiliation of Fischerella and Hapalosiphon is problematic due to instability of morphological characters. The Fischerella and Hapalosiphon genera are differentiated by the presence of trichome multisseriate and uni or bisseriate, respectively. However, genetically these characters were not diacritical to distinguish genera. Molecular studies of strains isolated from Brazilian ecosystems are scarce for Fischerella and absent for Hapalosiphon. In this study, eight cyanobacterial strains, belonging to Hapalosiphonaceae family, isolated from Brazilian freshwater and soil were morphologically and genetically characterized and analyzed for bioactive compound productions. The morphological analyses identified five Fischerella (CENA19, CENA161, CENA212, CENA213, CENA214) and three Hapalosiphon (CENA63, CENA71, CENA72) morphotypes. The neighbor-Joining (NJ) and maximum likelihood (ML) phylogenetic analyses of 16S rRNA placed all isolated strains in high supported (99% NJ and ML of bootstrap) cluster containing members of the order Nostocales. Furthermore, the Fischerella strains studied were grouped in an internal clade with high bootstrap value (100% NJ and 86% ML), with exception of Fischerella CENA19. The position of this strain in the phylogenetic tree indicates that it needs taxonomical revision. The soil Hapalosiphon strains CENA71 and CENA72 also formed a separated tight internal clade (99% NJ and 98% ML), but the freshwater strain CENA63 was placed in a different clade (99% NJ and ML of bootstrap value) together with Hapalosiphon strains genera and Westielopsis prolifica SAG 16.93, originated from soil. The comparison of the phylogenetic analyses of individual regions of the genes 16S rRNA, rpoC1, rbcL, tufA, and cpcBA-IGS from the three Hapalosiphon strains and the two Fischerella strains CENA19 and CENA161 showed incongruent results due to different evolutionary rates of these genes. However, the concatenated phylogenetic analysis of these genes, showed that Fischerella CENA19 grouped with the two Hapalosiphon strains CENA71 and CENA72 with high bootstrap value (100%), while Fischerella CENA 161 and Hapalosiphon CENA63 were positionated each one in separate clades. The results indicate that the nomenclature of cyanobacterial strains from the family Hapalosiphonaceae needs revision. The intra and extracellular extracts of the Fischerella sp. strains CENA161 and CENA19 and Hapalosiphon sp. strains CENA71 and CENA72 showed inhibitory effects on the growth of pathogenic bacteria. The analysis in the mass spectrometer Q-TOF MS/MS indicated the presence of aeruginopeptin, cyanopeptolin, fischerellin, aeruginosin, oscillapeptilide, microcystins and tumonoic acid in the extracts. In the intracellular extracts of Fischerella sp. CENA161, three or four variants of microcystins, LR, LL, FR and/or M(O)R, were identified. Fragments of genes mcyA, mcyB, mcyC, mcyD, mcyE, mcyG and mcyI of this strain were sequenced. In both phylogenetic analyses performed with amino acid sequences of McyE and concatenated sequences of McyD, McyE and McyG, the microcystin synthetase enzymes were grouped according to the cyanobacterial genera, indicating a pattern of evolution

INTRODUÇÃO: acredita-se que o controle glicêmico inadequado, a duração do diabetes melito (DM) e a presença de hipertensão arterial e dislipidemia sejam os fatores de risco mais importantes para o desenvolvimento das complicações microvasculares no DM, contudo, existem inúmeras evidências sugerindo que uma predisposição genética participe da suscetibilidade para o desenvolvimento dessas complicações. Vários genes relacionados aos mecanismos dos danos induzidos pela hiperglicemia têm sido investigados. O papel do estresse oxidativo na patogênese das complicações crônicas do DM vem sendo demonstrado e os genes que codificam enzimas que participam dos mecanismos antioxidantes são candidatos a conferirem suscetibilidade ou proteção contra as complicações crônicas. A glutationa é um dos mais importantes antioxidantes endógenos; no entanto, a associação entre polimorfismos em genes que codificam enzimas que participam desse sistema e complicações crônicas do DM foi pouco explorada na literatura. OBJETIVOS: avaliar a associação de polimorfismos em três genes que codificam enzimas relacionadas ao metabolismo da glutationa com o desenvolvimento de nefropatia e retinopatia em pacientes diabéticos tipo 1. Foram estudados: o polimorfismo -129C/T do gene GCLC, o número de repetições do trinucleotídeo GCG no exon 1 do gene GPX1 e o polimorfismo -65T/C do gene GPX3. CASUÍSTICA E MÉTODOS: 299 pacientes (139 do gênero masculino e 160 do gênero feminino) com DM tipo 1 com mais de 15 anos de diagnóstico e mau controle glicêmico foram divididos conforme presença ou ausência das seguintes complicações: nefropatia diabética (ND) avançada, ND, doença renal crônica (DRC) estágios 3 a 5 e retinopatia diabética proliferativa (RDP). Em cada grupo foram avaliadas as freqüências das variantes alélicas dos três genes estudados. RESULTADOS: a distribuição dos genótipos na população estudada foi consistente com o equilíbrio de Hardy-Weinberg para os três genes analisados. A presença de pelo menos um alelo T do polimorfismo -129C/T do gene GCLC conferiu risco independente para a presença de ND avançada (OR = 2,82 ; IC 95% = 1,13 - 7,05; p = 0,026), para ND (OR = 3,64; IC 95% = 1,27 10,36; p = 0,016) e para DRC estágios 3 a 5 (OR = 5,74; IC 95% = 2,17 15,1; p < 0,001) e a presença de pelo menos um alelo C do polimorfismo -65 T/C conferiu risco independente para a presença de ND avançada (OR = 2,62; IC 95% = 1,19 -5,72, p = 0,022) na população estudada. Não houve associação do número de repetições do trinucleotídeo GCG do gene GPX1 com nenhuma das complicações estudadas. O haplótipo CC_TT, composto pelos alelos selvagens dos genes GCLC e GPX3, foi negativamente associado com ND avançada (OR = 0,32, IC 95% = 0,15 0,66; p = 0,002) e DRC (OR = 0,25; IC 95% = 0,11 - 0,55; p = 0,001). CONCLUSÕES: a presença de pelo menos um alelo T do polimorfismo -129 C/T do gene GCLC e de pelo menos um alelo C do polimorfismo -65 T/C do gene GPX3, ambos associados a uma menor atividade transcricional do respectivo gene, conferiram risco para a presença de complicações renais na população de pacientes estudada. / INTRODUCTION: glycemic control, diabetes duration, systemic hypertension and dyslipidemia have been implicated as main risk factors for the development of diabetic microangiopathy, however there is evidence suggesting that genetic predisposition plays a role in the susceptibility to microvascular complications. Based on underlying pathogenesis, polymorphisms of several genes belonging to multiple pathways have been investigated, like the genes related to mechanisms of hyperglycemia-induced damage. The role of oxidative stress in the pathogenesis of diabetic complication has been increasingly demonstrated and genes coding enzymes involved in antioxidant defense are candidates to confer susceptibility or protection against these complications. Glutathione is one the most important endogen antioxidants, however, the association between polymorphisms in genes related to glutathione metabolism and diabetic complications has not been deeply investigated. OBJECTIVES: to study the association between polymorphisms in three genes which code enzymes related to glutathione metabolism and the development of nephropathy and retinopathy in type 1 diabetic patients: the polymorphism -129 C/T of GCLC, the number of trinucleotide GCG repeats at exon 1 of GPX1 and the polymorphism -65 T/C of GPX3. CASUISTIC AND METHODS: 299 type 1 diabetic patients (139 male and 160 female) with at least 15 years from diagnosis and poor glycemic control were studied. The patients were divided in two groups according to the presence or absence of diabetic complications: with and without diabetic nephropathy (DN), advanced DN, chronic kidney disease (CKD) stages 3 to 5 and proliferative diabetic retinopathy (PDR). RESULTS: The allelic distribution of the three studied polymorphisms was consistent with Hardy-Weinberg equilibrium. The presence of at least one T allele of GCLC 129 C/T was an independent risk factor for advanced DN (OR = 2.82 ; CI 95% = 1.13 -7.05; p = 0.026), for DN (OR = 3.64; CI 95% = 1.27 10.36; p = 0.016) and for CKD stages 3 to 5 (OR = 5.74; CI 95% = 2.17 15.1; p < 0.001) and the presence of at least one C allele of GPX3 -65 T/C was an independent risk factor for advanced DN (OR = 2.62; IC 95% = 1.19 -5.72, p = 0.022) in the studied population. There were no associations between GCG trinucleotide repeats of GPX1 and diabetic complications. The haplotype CC_TT, composed by GCLC and GPX3 wild type alleles, was negatively related to advanced DN (OR = 0.32, CI 95% = 0.15 0.66; p = 0.002) and CKD (OR = 0.25; CI 95% = 0.11 0.55; p = 0.001). CONCLUSIONS: the presence of at least one T allele of -129C/T polymorphism of GCLC and one C allele of -65 T/C polymorphism of GPX3, both associated to a lower transcriptional activity of its genes, conferred risk for renal complications in the studied population.