A redução univalente de oxigênio molecular nas células produz intermediários altamente reativos tais como o íon radical Superóxido (O-•2), o radical hidroxil (HO•) e o peróxido de hidrogênio (H2O2). Níveis muito altos ou baixos de tais espécies representam séria ameaça ao metabolismo celular. Diferentes estados patológicos têm sido relacionados com níveis anormais destas espécies em eritrócitos e plaquetas. A proteção biológica contra efeitos tóxicos associados com níveis excessivos de espécies ativadas de oxigênio, tem sido atribuída a três enzimas principais presentes em eritrócitos e outras células: superóxido dismutase, catalase e glutationa peroxidase. Neste trabalho, foram feitas dosagens dessas enzimas protetoras em eritrócitos de indivíduos portadores de porfiria aguda intermitente. Esta doença caracteriza-se por um defeito na biossíntese de heme e clinicamente manifesta-se por dor abdominal intensa, paralisia e distúrbios neuropsíquicos. Foram encontrados nos pacientes em crise aguda atividades elevadas de superóxido dismutase e de glutationa peroxidase enquanto que a atividade de catalase permaneceu normal. Tais resultados apontam a possibilidade de que as manifestações clínicas de IAP relacionadas com toxicidade por oxigênio. Estejam Comparou-se também a atividade destas três enzimas em eritrócitos de residentes na cidade de são Paulo com o de moradores de Vila Parisi, conhecida pelo seu altíssimo nível de poluiçao atmosférica. Os níveis de superóxido dismutase e de glutationa peroxidase são bem mais elevados (cerca de 1,5 vezes) nos indivíduos residentes em Vila Parisi. A elevação da concentração intracelular destas enzimas pode ser sua resposta ao aumento da taxa de oxidação da oxihemoglobina, a qual é conhecida fonte de íons superóxido. Estes dados demonstram profundas diferenças no metabolismo de 02 entre esses dois grupos e talvez uma possível adaptação metabólica dos moradores de Vila Parisi aos altos níveis de poluição a que estão expostos. / The univalent reduction of molecular oxygen in cells produces very reactive species such as the superoxide anion (O-•2), the hydroxyl radical (HO•) and hydrogen peroxide (H2O2). Abnormally high or low concentrations of such species may represent a serious threat to the cellular metabolism. Indeed, several disorders have been associated with abnormal levels of these species in erythrocytes and platelets.The biological protection against toxic effects due to excessive levels of activated species of molecular oxygen has been attributed mainly to three enzymes occurring in erythrocytes and other cells: superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GSH-Px) and catalase. In the present work, we report the activities of SOD, GSH-Px and catalase in the erythrocytes of patients with intermittent acute porphyria (IAP), an inborn error in the heme biosynthetic pathway. The clinical manifestations of IAP include abdominal pain and neuropsychiatric symptons. In patients undergoing acute attack, we found increased levels of SOD and GSH-Px, while that of catalase remains unchanged. These results point to the possibility that the clinical manifestations of IAP are related to oxygen toxicity. We have also compared the activities of these enzymes in residents of the city of são Paulo (Brazil) and in subjects living in Vila Parisi (Cubatão, SP, Brazil), a village submitted to high levels of atmospheric pollution. The erythrocyte SOD and GSH-Px levels were found to be ca. 1.5 fold higher in residents of Vila Parisi. These high intracellular enzyme concentrations may reflect a biological defense against an increase in the rate of oxyhemoglobin oxidation, known to be a source of superoxide species. Our results point to important differences between the two populations with respect to the metabolism of oxygen and, perhaps, a metabolic adaptation in the residents of Vila Parisi to the dramatically high levels of atmospheric pollution.

Made available in DSpace on 2016-08-10T10:38:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ALEANDRO GERALDO ALVES.pdf: 687501 bytes, checksum: 815caf3ef15e76a3ef410c769760c097 (MD5) Previous issue date: 2011-08-11 / Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a multifactorial disease that affects motor neurons. In most cases, the disease is sporadic, however, 5 to 10% of patients have a familial history (FALS). Among patients with FALS, 12 to 23% present with mutations in the SOD1 gene. Objectives: To present a systematic review about the mutations described in SOD1 gene in patients with FALS. Methods: The databases used in this study included PubMed, ISI Web of Science and Cochrane Library Virtual Health. After reading the abstracts, 71 articles were selected and systematically reviewed on this study. Results: The largest number of publications was found in 1997, and Japan was the country with the majority of published studies on the subject, with 23 articles. The majority of the mutations were described in éxons four and five of SOD1 gene, and A4V, I113T, I144F, D90A and L38V were the most commonly mutation described. More than 156 mutations in the SOD1 gene have been cataloged in patients with ALS-F and these data are deposited in ALS GENETICS ONLINE DATABASE, a database that contains specific information on mutations associated with amyotrophic lateral sclerosis. However, the articles reviewed in this study described 103 mutations. Conclusions: Several mutations in the SOD1 gene have been described in patients with ALS-F, however, the relationship between such mutations and the pathogenesis of ALS-F remains unclear, as well as the relationship between mutations and disease progression. Further studies are necessary in order to better explain such relationship. / A esclerose amiotrófica lateral (EAL) é uma doença multifatorial que afeta os neurônios motores. Na maioria dos casos, a doença é esporádica, entretanto, 5 a 10% dos pacientes apresentam história familiar (EAL-F). Dentre os pacientes com EAL-F, 12 a 23% apresentam mutações no gene SOD1. O objetivo deste trabalho foi realizar uma revisão sistemática acerca das mutações descritas no gene SOD1 em pacientes com EAL-F. As bases de dados consultadas incluíram Pubmed, ISI Web of Science e Cochrane Biblioteca Virtual em Saúde. Após a revisão dos resumos, 71 artigos foram selecionados descrevendo mutações no gene SOD1 em pacientes com EAL-F. O ano que apresentou o maior número de publicações foi 1997 e o Japão foi o país que mais publicou sobre o assunto, aparecendo em 23 artigos. O maior número de mutações foi descrito nos éxons 4 e 5 do gene SOD1 e as mutações A4V, I113T, I144F, D90A e L38V foram as mais comumente citadas. Até o momento 156 mutações no gene SOD1 já foram catalogadas em pacientes com EAL-F e esses dados encontram-se depositados no ALS ONLINE GENETICS DATABASE, um banco de dados que contém informações específicas sobre mutações associadas à esclerose amiotrófica lateral. Entretanto, os artigos revisados neste estudo descrevem 103 destas mutações. As causas relacionadas às mutações no gene SOD1 permanecem incertas, assim como a relação entre tais mutações e a evolução da doença, portanto, muito ainda deve ser estudado acerca desse tema.

O uso de dieta hiperlipídica com banha de porco em roedores induz obesidade, resistência à insulina e disfunção das células beta do pâncreas. Em diversos tecidos de animais tratados com dieta hiperlipídica já se observou aumento de expressão e/ou atividade da NAD(P)H oxidase, que pode estar envolvida em processos fisiopatológicos. O objetivo deste trabalho foi avaliar se a dieta hiperlipídica altera a expressão e/ou a atividade da NAD(P)H oxidase em ilhotas pancreáticas e se este fato pode estar associado às disfunções das células beta relatadas na literatura para este modelo animal. As ilhotas pancreáticas dos animais tratados com dieta apresentam maior secreção de insulina em alta glicose, maior metabolização da glicose, menos apoptose, menor expressão protéica de subunidades da enzima, menor produção de superóxido e não apresentam estresse oxidativo. O papel da enzima provavelmente se relaciona ao processo de secreção de insulina. A regulação de sua expressão e atividade deve estar relacionada à adaptação das ilhotas aos efeitos deletérios da dieta. / Feeding animals with high fat diet containing lard causes obesity, insulin resistance and dysfunction of pancreatic beta cells. High fat diet induces oxidative stress and modulates NAD(P)H oxidase expression and activity in many tissues. This enzyme may be involved in many pathophysiological processes. The objective of this study was to evaluate the action of high fat diet on NAD(P)H oxidase activity and expression and if this fact can be connected to the beta cell dysfunction reported in the literature on this animal model. In pancreatic islets of rats fed the high fat diet apoptosis was reduced, glucose metabolism increased, insulin secretion elevated at high glucose, protein expression of NAD(P)H oxidase subunits reduced and the superoxide production was diminished. There was no difference between the groups for oxidative stress markers. It is possible that the enzyme has a role in the process of insulin secretion. Probably the islets are regulating their activity and function to compensate the deleterious effect of lard.

O relaxamento vascular induzido pelo óxido nítrico (NO) está prejudicado em aorta de ratos hipertensos renais (2R-1C). A nossa hipótese é de que o menor efeito do NO na aorta de ratos 2R-1C pode estar relacionada com a maior degradação do NO e/ou modificação das cavéolas no músculo liso vascular (MLV), considerando que o NO pode ser degradado rapidamente e que as cavéolas parecem ser importantes para a redução da concentração citosólica de Ca2+ ([Ca2+]c). O presente trabalho teve por objetivo estudar as alterações nos mecanismos vasodilatadores do NO em aorta de ratos hipertensos renais 2R-1C. Inicialmente, estudamos a influência do estresse oxidativo sobre o efeito do NO liberado dos doadores [Ru(NH.NHq)(terpy)NO+]3+ (TERPY) e nitroprussiato de sódio (NPS) em aorta de ratos normotensos (2R) e 2R-1C. Verificamos que o relaxamento foi menor na aorta dos ratos 2R-1C do que de 2R para o TERPY e NPS e que nas células do MLV da aorta de 2R-1C o efeito do TERPY em reduzir a [Ca2+]c também foi menor. Porém, o tratamento das aortas de ratos 2R-1C com antioxidante normalizou o relaxamento para ambos doadores e o efeito do TERPY sobre a [Ca2+]c. A concentração basal de superóxido (O2-) nas aortas dos ratos 2R-1C é maior do que em 2R e foi reduzida pelos antioxidantes. A concentração de NO basal e liberada do TERPY é menor em aortas de ratos 2R-1C. Estudamos a influência das cavéolas sobre o efeito do TERPY e NPS, em aorta de ratos 2R e 2R-1C. Somente em aortas de ratos 2R, a desorganização das cavéolas com ciclodextrina inibiu o relaxamento dos doadores de NO utilizados e a redução da [Ca2+]c para o TERPY. O número de cavéolas é menor tanto nas células do MLV como nas células endoteliais da aorta de ratos 2R-1C. Estudamos ainda o efeito do TERPY sobre a pressão arterial de ratos 2R e 2R-1C acordados. O TERPY possui efeito hipotensor somente nos ratos 2R-1C e este efeito foi mais prolongado do que o efeito hipotensor com NPS. O NPS teve efeito hipotensor tanto em ratos 2R como 2R-1C, porém este efeito foi maior em 2R-1C. Os resultados obtidos neste estudo indicam que a elevada concentração de O2- e o menor número de cavéolas encontrados na aorta dos ratos 2R-1C, devem contribuir de forma importante para o menor relaxamento da aorta de ratos 2R-1C. / The vascular relaxation induced by nitric oxide (NO) donors is impaired in aortas from renal hypertensive rats (2K-1C). Our hypothesis was that the lower NO effect in aortas from 2K-1C rats could be related with the higher degradation of NO and/or caveolae changes in vascular smooth muscle cells (VSMCs), considering that NO can be rapidly degraded and caveolae seems to play important role in the reduction of cytosolic Ca2+ concentration [Ca2+]c. The present study aimed to investigate the alterations on aorta relaxation induced by NO in 2K-1C rat aorta. At first, we studied the influence of oxidative stress on the effect of NO released from the NO donors [Ru(NH.NHq)(terpy)NO+]3+ (TERPY) and sodium nitroprusside (SNP) in aortas from normotensive (2K) and 2K-1C rats. The relaxation induced by both NO donors was impaired in aortas from 2K-1C rats and the reduction on [Ca2+]c induced by TERPY was also impaired in 2K-1C VSMCs. However, in aortas treated with antioxidants the relaxation to both NO donors and the reduction on [Ca2+]c to TERPY were normalized. The basal concentration of superoxide (O2-) was greater in 2K-1C than in 2K, which was reduced by the antioxidants. The basal cytosolic NO concentration ([NO]c) and the NO released from TERPY were lower in aortas from 2K-1C rats. We studied the influence of caveolae on the effects of NO released from the NO donors, in aortas from 2K and 2K-1C rats. We verified that caveolae disassemble with ciclodextrin impaired the relaxation to NO donors and the reduction on [Ca2+]c to TERPY only in aortas from 2K rats. The number of caveolae is reduced in aortic VSMCs and in the endothelial cells from 2K-1C rats. We studied the effect of TERPY on arterial pressure from 2K and 2K-1C rats. TERPY reduced the arterial pressure only in 2K-1C rats, which effect was longer than that produced by SNP. The hypotensive effect of SNP was greater in 2K-1C than in 2K rats. Taken together, our results indicate that the higher concentration of O2- and the reduced number of caveolae on aortas from 2K-1C rats could contribute to impaired aorta relaxation of 2K-1C rats.

Made available in DSpace on 2017-07-21T19:59:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tatiane Dobrzanski.pdf: 2071508 bytes, checksum: e3c3a02783ca0c1929ed8b2a83555230 (MD5) Previous issue date: 2015-02-25 / Excessive use of herbicides for weed control in agriculture causes a selective pressure on soil microbiota and waters near application area, changing environmental balance. Some microorganisms have developed metabolic pathways for degradation of these xenobiotics, although tolerance and degradation processes can generate free radicals and affect survival. This study aimed to analyze the system of responses from soil and water strains, submitted to selective pressure by the herbicide Callisto®. Strains CCT7729 and CCT7730, isolated from soil and water, respectively, were identified as Bacillus sp., and showed different degradation routes, with different metabolites, already described in the literature. Mesotrione and its metabolites, and especially its commercial product Callisto, affected cell viability and altered cell membrane lipids from the tested strains, however, Bacillus sp. CCT7729 presented a more efficient system of responses to oxidative stress. This strain exhibited a greater efficiency to degrade mesotrione, lower rates of peroxide, lower rates of MDA, SOD high activity and low activity of catalase, when compared to Bacillus sp. CCT7730. Changes in membrane lipids can be considered as a defense against oxidative stress strategy. These results indicated the existence from a variety of metabolic pathways for mesotrione degradation to Bacillus sp. Probably metabolites induce different levels of toxicity in bacteria, and Bacillus sp. CCT7730 possibly degraded mesotrione in even harmful compounds, unlike the water line. It is possible that these different responses are related to the home environments of each strain, suggesting plasticity responses of Bacillus sp. for adaptation to toxic substances in different environmental contexts. / O uso intenso de herbicidas para controle de ervas daninhas na agricultura provoca uma pressão seletiva na microbiota do solo e de águas próximas à área de aplicação, alterando o equilíbrio ambiental. Alguns microrganismos apresentam vias metabólicas de degradação desses xenobióticos, entretanto, a tolerância e os processos de degradação podem gerar radicais livres capazes de afetar a sobrevivência. Este trabalho teve como objetivo analisar o sistema de respostas de linhagens provenientes de solo e água, e que foram submetidas a pressão seletiva pelo herbicida Callisto. Uma linhagem isolada de cada um destes ambientes, identificadas respectivamente, como Bacillus sp. CCT7729 e Bacillus sp. CCT7730, apresentaram rotas de degradação diferenciadas, com metabólitos diferentes dos já descritos na literatura. O mesotrione, seus metabólitos, e principalmente o Callisto, afetaram a viabilidade celular das linhagens deste estudo e alteraram os lipídios de membrana celular, no entanto, Bacillus sp. CCT7729 apresentou um sistema de respostas ao estresse oxidativo mais eficiente. Esta linhagem exibiu uma maior eficiência em degradar o mesotrione, menores taxas de peróxido, menores taxas de MDA, atividade SOD elevada e uma baixa atividade da catalase, ao contrário de Bacillus sp. CCT7730. Modificações nos lipídios de membrana podem ser consideradas como uma estratégia de defesa contra estresse oxidativo. Os resultados também indicaram uma diversidade de vias metabólicas nas duas linhagens de Bacillus sp. para a degradação do mesotrione. Provavelmente os metabólitos induziram diferentes níveis de toxicidade nas bactérias, sendo que Bacillus sp. CCT7730 possivelmente degradou o mesotrione em compostos ainda nocivos, ao contrário da linhagem de água. É possível que essas diferentes respostas estejam relacionadas com os ambientes de origem de cada linhagem, sugerindo uma plasticidade de respostas apresentadas por linhagens Bacillus sp. para adaptação a substâncias tóxicas em diferentes contextos ambientais.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2015-06-18T17:20:38Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_MarcadoresEstresseOxidativo.pdf: 2298812 bytes, checksum: e5d10f76398173dce7a3c6f19fd25794 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2015-06-22T13:10:30Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_MarcadoresEstresseOxidativo.pdf: 2298812 bytes, checksum: e5d10f76398173dce7a3c6f19fd25794 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-22T13:10:30Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_MarcadoresEstresseOxidativo.pdf: 2298812 bytes, checksum: e5d10f76398173dce7a3c6f19fd25794 (MD5) Previous issue date: 2012 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / No Brasil, o P. vivax representa a maioria dos casos de malária, totalizando quase 90% dos registros nos estados da Amazônia Legal. Vários estudos objetivaram compreender a relação do estresse oxidativo nos pacientes infectados pelo Plasmodium spp com as respostas clínica e parasitológica, pois o papel protetor ou deletério das espécies reativas de oxigênio e nitrogênio geradas por diferentes mecanismos no decurso da infecção é controverso na fisiopatogenia da malária humana. Entretanto, não há estudos que associem os danos oxidativos e as defesas antioxidantes do hospedeiro na malária vivax não complicada na Amazônia. Portanto, o objetivo deste estudo foi avaliar marcadores de estresse oxidativo no decorrer da fase aguda da malária por P. vivax, caracterizando o envolvimento das vias redox, a resposta do hospedeiro humano e a influência da quimioterapia, a fim de testar as hipóteses que os biomarcadores de estresse oxidativo não são alterados no decurso da fase aguda da malária vivax não complicada e a introdução da quimioterapia não contribui para o estresse oxidativo nestes sujeitos. Foi realizado estudo quantitativo longitudinal de casos constituídos por 38 sujeitos com malária por P. vivax adultos, de ambos os gêneros, os quais foram analisados antes, durante e após a instituição da terapia (D0, D2 e D7), comparados a grupo controle de 15 voluntários saudáveis, pareados por gênero e idade. Foram determinados por técnicas espectrofotométricas os teores de metemoglobina, a peroxidação lipídica, a capacidade antioxidante não enzimática total, a atividade da superóxido dismutase, os níveis eritrocitários de glutationa reduzida e da glutationa total plasmática. Comparado ao grupo controle, de maneira significativa, os teores de glutationa reduzida (p=0,004) foram inferiores e a peroxidação lipídica (p<0,001) foi superior, respectivamente. Entretanto, alterações significativas não foram observadas nos teores de metemoglobina, na capacidade antioxidante não enzimática total e na atividade da superóxido dismutase comparados ao grupo controle. Entretanto, com o decorrer do tratamento foram notados aumento significativo dos teores de metemoglobina (p<0,001) e da atividade da superóxido dismutase (p=0,038); porém os níveis de glutationa reduzida eritrocitária estava reduzidos (p=0,007). Além disso, não houve alterações significativas nos níveis da capacidade antioxidante não enzimática total e da glutationta total plasmática com a introdução dos antimaláricos. O nível de estresse oxidativo não foi obtido, uma vez que não foi significativa a correlação da peroxidação lipídica com a capacidade antioxidante não enzimática total durante o tratamento. Conclui-se que o aumento da peroxidação lipídica resultante do dano oxidativo foi contraposto pelo consumo de glutationa eritrocitária antes da introdução da terapia, sugerindo a participação das vias redox na malária vivax não complicada. A instituição da quimioterapia, provavelmente, interferiu no ciclo redox intraeritrocitário, o que foi caracterizado pelo continuo aumento da metemoglobina e da atividade da superóxido dismutase, bem como pela redução dos teores de glutationa reduzida nos eritrócitos. / In Brazil, P. vivax accounts for the majority of malaria cases, totaling almost 90% of the records in the Amazonian states. Several studies aimed to understand the relationship of oxidative stress in patients infected with Plasmodium spp clinical and parasitological responses because the plays role deleterious or protective of reactive oxygen species and nitrogen generated by different mechanisms during infection is controversial in the pathogenesis of human malaria . However, no studies involving oxidative damage and antioxidant defenses of the host uncomplicated vivax malaria in the Amazon. Therefore, the aim of this study was to evaluate oxidative stress markers during the acute phase of malaria by P. vivax, characterizing pathways involving redox response of the human host and the influence of chemotherapy in order to test the hypothesis that biomarkers of oxidative stress are not changed during the acute phase of vivax malaria and uncomplicated introduction of chemotherapy does not contribute for oxidative stress in these subjects. It was conducted quantitative study longitudinal case consisting of 38 subjects with malaria by P. vivax adults of both gender, which were analyzed before, during and after the introduction of therapy (D0, D7 and D2), compared to control group of 15 healthy volunteers, matched for gender and age. Were determined by spectrophotometric techniques levels of methemoglobin, lipid peroxidation, total non-enzimatic antioxidant capacity, the activity of superoxide dismutase, erythrocyte levels of reduced glutathione and total glutathione in bloodstone. Compared to the control group, significantly, the levels of reduced glutathione (p = 0.004) was lower and lipid peroxidation (p <0.001) was higher, respectively. However, no significant changes were observed in the levels of methemoglobin, in total non-enzimatic antioxidant capacity and activity of superoxide dismutase compared to the control group. However, with the course of treatment were noted significant increase in the levels of methemoglobin (p <0.001) and superoxide dismutase activity (p = 0.038), but erythrocyte levels of reduced glutathione was reduced (p = 0.007). Furthermore, no significant changes in the levels of total non-enzimatic antioxidant capacity and glutathione in bloodstone with the introduction of antimalarials. The level of oxidative stress was not obtained, since there was no significant correlation between lipid peroxidation with the total non-enzimatic antioxidant capacity during all treatment. It was concluded that increased lipid peroxidation resulting from oxidative damage is opposed by the use of glutathione before the introduction of the therapy, suggesting the involvement of redox pathways in uncomplicated vivax malaria. The institution of chemotherapy, probably, interfered in intraerythrocyte redox cycle, which was characterized by a continuous increase in methemoglobin and the activity of superoxide dismutase, as well as by the reduction of the levels of reduced glutathione in erythrocytes.

A esclerose lateral amiotrófica (ELA) é uma doença neurodegenerativa que afeta os neurônios motores levando a atrofia muscular e morte por insuficiência respiratória. Esta patologia se manifesta de forma esporádica ou familiar, que são indistinguíveis clinicamente. Mutações na enzima antioxidante superóxido dismutase 1 (hSod1) respondem por aproximadamente 20% dos casos familiares de ELA. Além disso, o caráter autossômico dominante destas mutações revela que a hSod1 adquire propriedades tóxicas aos neurônios motores. Atualmente, duas hipóteses não mutuamente excludentes existem para explicar o caráter tóxico das mutantes da hSod1 relacionadas à ELA. A primeira refere-se à produção de oxidantes pela atividade peroxidásica exacerbada das mutantes contribuindo para o estresse oxidativo observado em ELA. A segunda refere-se à agregação de proteínas como ocorre em outras doenças neurodegenerativas. Digno de nota, o radical carbonato produzido na atividade peroxidásica da hSod1 causa a formação de um dímero covalente da proteína análogo a uma espécie de hSod1 frequentemente detectada em modelos experimentais e pacientes da doença e associada à propriedade tóxica das mutantes. Desta forma, o presente trabalho buscou esclarecer o mecanismo de produção do radical carbonato pela hSod1, bem como caracterizar o dímero covalente da proteína para posterior estudo de sua formação em um modelo de ELA em ratos que superexpressam a mutante G93A da hSod1. Os estudos cinéticos da variação do pH sobre os efeitos de bicarbonato/CO2, nitrito e formato na atividade peroxidásica da hSod1, medidos pelo consumo de peróxido de hidrogênio e produção de radical, permitiram excluir o mecanismo de Fenton para explicar o ciclo peroxidativo da enzima em tampão bicarbonato em favor de outros intermediários reativos. Já, os experimentos de 13C RMN, modelagem molecular e cinética de fluxo interrompido com mistura assimétrica demonstraram que o ânion peroxomonocarbonato constitui o precursor do radical carbonato produzido pela hSod1. A caracterização do dímero covalente da hSod1 por proteólise com tripsina seguida de análise por HPLC/UV-vis e HPLC/ESI-MS identificou um peptídeo característico do dímero covalente da hSod1. A digestão enzimática em H2 18O demonstrou de forma inequívoca a natureza dímerica deste peptídeo pela marcação da extremidade C-terminal. Ainda, o sequenciamento do peptídeo dimérico por MS/MS revelou a estrutura primária ESNGPVKVW(ESNGPVKVWGSIK)GSIK, na qual as cadeias polipeptídicas estão ligadas através de um aduto de ditriptofano composto por resíduos Trp32 da proteína. Por fim, este peptídeo dimérico pode ser empregado como marcador bioquímico específico para o estudo do dímero covalente da hSod1 in vivo. A análise do extrato de proteínas das medulas dos ratos modelo de ELA identificou quinze candidatos a dímero covalente da hSod1 por Western-blot, sendo que dois deles foram excluídos por espectrometria de massa, pois tiveram o resíduo Trp32 identificado. O peptídeo ESNGPVKVW(ESNGPVKVWGSIK)GSIK não foi observado, porém as treze espécies restantes permanecem candidatas e deverão ser reexaminadas em trabalhos que darão sequência a esta tese de doutorado. Em suma, o peroxomonocarbonato constitui o intermediário na produção do radical carbonato pela hSod1 e o peptídeo ESNGPVKVW(ESNGPVKVWGSIK)GSIK uma ferramenta importante no estudo da agregação covalente da hSod1 em ELA. / Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a neurodegenerative disease of motors neurons that causes muscle atrophy, weakness, and death by respiratory failure. This pathology occurs in both sporadic and familiar forms that are clinically indistinguishable. Mutations in the antioxidant enzyme superoxide dismutase 1 (hSod1) respond to about 20% of the familiar cases of ALS. Besides, the autosomal dominant nature of these hSod1-associated ALS suggests that the mutants gain toxic properties to motor neurons. Currently, two hypotheses exist to explain the toxicity of hSod1 mutants but they do not exclude each other. The first one is related to the production of oxidants by the increased peroxidase activity of the ALS-linked mutants that could contribute to the oxidative stress reported in ALS. The second refers to protein aggregation as proposed in other neurodegenerative diseases. Noteworthy, the carbonate radical produced during hSod1 peroxidase activity leads to the formation of a covalent dimer of the protein similar to a hSod1 species often detected in experimental models and patients of the disease and implicated in the toxic properties of hSod1 mutants. Thus, the present work aimed to determine the mechanism of carbonate radical production by hSod1 and to characterize the covalent dimer of the protein in vitro followed by the study of covalent aggregates of hSod1 in a rat model of ALS that overexpresses the G93A mutant of the protein. The kinetic studies of the effect of bicarbonate/CO2, nitrite and formate in the peroxidase activity of hSod1 at various pH, measured by hydrogen peroxide consumption and radical production, permitted to exclude the Fenton mechanism to explain the enzyme peroxidative cycle in bicarbonate buffer in favor of other reactive intermediates. Furthermore, 13C NMR, molecular docking and stopped-flow experiments with asymmetric mixing demonstrated that the anion peroxomonocarbonate is the precursor of the carbonate radical produced by hSod1. The characterization of hSod1 covalent dimer by proteolysis with trypsin followed by HPLC/UV-vis and HPLC/ESI-MS analysis identified a peptide characteristic of the covalent dimer of the protein. The enzymatic digestion in H2 18 O irrefutably demonstrated the dimeric nature of this peptide because of the C-terminal labeling with oxygen-18 isotopes. In addition, sequencing of the dimeric peptide by MS/MS determined the primary structure ESNGPVKVW(ESNGPVKVWGSIK)GSIK, in which the polipeptide chains are crosslinked through a ditryptophan adduct formed by a covalent bond between the Trp32 residues of each subunit. So, this dimeric peptide can be employed as a biochemical marker for studying the hSod1 covalent dimer in vivo. The analysis of protein extracts from the spinal cord of the rat model of ALS by Western-blot identified fifteen candidates to hSod1 covalent dimer, but two of them were excluded by mass spectrometry analysis that identified unmodified Trp32 residues. Moreover, neither the dimeric peptide nor the Trp32 residue were observed in the remaining species. Therefore, these thirteen candidates must be reexamined in subsequent studies. In conclusion, the anion peroxomonocarbonate is the key intermediate in the production of the carbonate radical by hSod1 and the dimeric peptide constitutes a specific tool to study hSod1 covalent aggregation in ALS

Orientador: Fernando Braz Tangerino Hernandez / Resumo: A ocorrência de geadas nas pastagens causa perdas de alimento para os animais, reduzindo a produção de leite e carne. Existe uma diversidade de espécies forrageiras com grande potencial produtivo e ampla adaptação térmica, que podem ser cultivadas em áreas de risco desse fenômeno. No entanto é necessário caracterizar a tolerância dessas espécies a baixas temperaturas e as regiões com condições climáticas adequadas. Os métodos de avaliação de danos por baixas temperaturas são predominantemente qualitativos, baseados em critérios visuais que têm o viés da subjetividade. Esta tese teve como objetivos determinar as temperaturas mínimas de início de danos para sete espécies forrageiras e efetuar o zoneamento de risco de geadas para o estado do Paraná. Foram incluídas no estudo as forrageiras: Alfafa (Medicago sativa), Sorgo (Sorghum bicolor), Aveia Preta (Avena strigosa), Brachiaria brizantha cv. Marandu, Milheto (Pennisetum glaucum), capim Mombaça (Panicum maximum) e Tifton 85 (Cynodon spp). As plantas foram conduzidas em vasos em casa de vegetação até 60 dias e submetidas a baixas temperaturas no interior de uma câmara de crescimento com condições de luminosidade e temperatura controladas, atingindo valores mínimos de 0,2 -0,9, -1,8, -2,7, -4,1, -4,6 e -6,2oC, durante uma hora. Foram realizadas avaliações quantitativas pós testes de fluorescência da clorofila, condutividade elétrica de solução embebida com discos de folhas e atividade das enzimas ascorbato peroxidase (APX), cata... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor

Economically advantageous alternatives to fully explore the antioxidant content of tropical fruit residues from juice processor industries have been currently studied in the State of Alagoas, Brazil. Thus, flour methanolic extracts of acerola (AC), passion fruit (PF) and pineapple (PA) residues were screened for their antioxidant capacity. For this, their total phenolic content, antioxidant capacity toward DPPH and toward the superoxide anion radical, together with analysis of their protective effect against membrane lipid peroxidation, caused by peroxyl radical, were determined in the flour methanolic extracts. In the last case, the phospholipid bilayer biomimetic model with the inclusion of a fluorescent probe was used. The statistical analysis employed the epi info version 6.04d (2001) program and Microsoft excel, using the test t, multivaried analysis and qui-square, considering p < 0.05 as significant. The results of total phenolic content of flour methanolic extracts of AC, PF and PA were 94.6 ± 7.4, 41.2 ± 4.2 and 9.1 ± 1.3 mg of gallic acid equivalents/ g of dry extract, respectively. AC showed the best total phenolic content and antioxidant capacity toward DPPH . PF showed the best antioxidant capacity to superoxide anion radical. Similar indexes of lipid peroxidation protection were observed with both AC and PF residues. Altogether, these data suggest that flour methanolic extracts of AC and PF residues may be useful as antioxidant supplements or food additives, notably the acerola (AC) extracts. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Alternativas economicamente vantajosas com exploração completa do conteúdo antioxidante de resíduos de frutas tropicais de fábricas de sucos foram estudadas no estado de Alagoas, Brasil. Assim, extratos metanólicos de farinhas de resíduos de acerola (FRAC), maracujá (FRMA) e abacaxi (FRAB) foram avaliados quanto a sua capacidade antioxidante. Para isso, foram analisados o conteúdo total de fenóis, a capacidade antioxidante frente aos radicais DPPH e ânion radical superóxido e o efeito de proteção à peroxidação da membrana lipídica, causada pelo radical peroxila, dos extratos metanólicos das farinhas. No ultimo caso, um modelo de membrana bilamelar fosfolipídica com uma sonda fluorescente foi usado. Para a análise estatística, foi utilizado o programa epi info versão 6.04d (2001) e o Microsoft Excel, usando teste t, análise multivariada e qui-quadrado, considerando um p < 0,05 como significativo. Os resultados para o conteúdo total de fenóis dos extratos metanólicos das farinhas de resíduos de acerola (FRAC), maracujá (FRMA) e abacaxi (FRAB) foram 94,6 ± 7,4, 41,2 ± 4,2 e 9,1 ± 1,3 mg de equivalentes de ácido gálico/ g de extrato seco, respectivamente. FRAC mostrou o melhor conteúdo de fenóis e capacidade antioxidante frente ao radical DPPH . FRMA mostrou a melhor capacidade antioxidante frente ao ânion radical superóxido. Resposta similar foi observada entre FRAC e FRMA quanto à proteção frente a peroxidação da membrana lipídica. De modo geral, estes dados sugerem que extratos metanólicos de farinhas de FRAC e FRMA podem ser úteis como suplementos antioxidantes ou aditivos alimentares, em especial, o extrato de acerola.

O uso de dieta hiperlipídica com banha de porco em roedores induz obesidade, resistência à insulina e disfunção das células beta do pâncreas. Em diversos tecidos de animais tratados com dieta hiperlipídica já se observou aumento de expressão e/ou atividade da NAD(P)H oxidase, que pode estar envolvida em processos fisiopatológicos. O objetivo deste trabalho foi avaliar se a dieta hiperlipídica altera a expressão e/ou a atividade da NAD(P)H oxidase em ilhotas pancreáticas e se este fato pode estar associado às disfunções das células beta relatadas na literatura para este modelo animal. As ilhotas pancreáticas dos animais tratados com dieta apresentam maior secreção de insulina em alta glicose, maior metabolização da glicose, menos apoptose, menor expressão protéica de subunidades da enzima, menor produção de superóxido e não apresentam estresse oxidativo. O papel da enzima provavelmente se relaciona ao processo de secreção de insulina. A regulação de sua expressão e atividade deve estar relacionada à adaptação das ilhotas aos efeitos deletérios da dieta. / Feeding animals with high fat diet containing lard causes obesity, insulin resistance and dysfunction of pancreatic beta cells. High fat diet induces oxidative stress and modulates NAD(P)H oxidase expression and activity in many tissues. This enzyme may be involved in many pathophysiological processes. The objective of this study was to evaluate the action of high fat diet on NAD(P)H oxidase activity and expression and if this fact can be connected to the beta cell dysfunction reported in the literature on this animal model. In pancreatic islets of rats fed the high fat diet apoptosis was reduced, glucose metabolism increased, insulin secretion elevated at high glucose, protein expression of NAD(P)H oxidase subunits reduced and the superoxide production was diminished. There was no difference between the groups for oxidative stress markers. It is possible that the enzyme has a role in the process of insulin secretion. Probably the islets are regulating their activity and function to compensate the deleterious effect of lard.