Aconitase is an enzyme of the Krebs cycle that catalyzes the isomerization of citrate to isocitrate. In addition to its enzymatic activity, Aco1 has been reported to bind to mitochondrial DNA (mtDNA) and mediate its maintenance in the budding yeast S. cerevisiae. In the absence of Aco1, cells rapidly lose mtDNA and become “petite” mutants. The purpose of this study is to uncover the mechanism behind mtDNA loss due to an aco1 deletion mutation. We found that an aco1 mutation activates the mitochondria-to-nucleus retrograde (RTG) signaling pathway, resulting in increased expression of citrate synthases (CIT) through the activation of two transcription factors Rtg1 and Rtg3. Increased activity of CIT leads to increased iron accumulation in cells, which is known to raise reactive oxygen species (ROS). By deleting RTG1, RTG3, genes encoding citrate synthases, orMRS3 and MRS4, encoding two irontransporters in the mitochondrial inner membranes, mtDNA loss can be prevented in aco1 deletion mutant cells. We further show that the loss of SOD1, encoding the cytoplasmic isoform of superoxide dismutase, but not SOD2, encoding the mitochondrial isoform of superoxide dismutase, prevents mtDNA loss in aco1 mutant cells. Altogether, our data suggest that mtDNA loss in aco1 mutant cells is caused by the activation of the RTG pathway and subsequent iron accumulation and toxicity in the mitochondria.

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a neurodegenerative disease affecting the upper and lower motor neurons causing muscle atrophy and paralysis followed by death. Aggregates containing superoxide dismutase (SOD1) are found as pathological hallmark in diseased ALS patients. Consequently ALS is regarded as a protein misfolding disorder like Alzheimer’s disease and Parkinson’s disease. So far, little is known about the cause and mechanism behind SOD1 aggregation but the inherent property of all polypeptide chains to form stable aggregated structures indicates that the protein misfolding diseases share a common mechanism. Our results show that SOD1 aggregation starts from the globally unfolded state, since fibrillation is fastest at full occupancy of denatured protein induced either by chemical denaturation or mutation. Even so, the fibrillation rate shows a surprisingly weak dependence on the concentration of globally unfolded SOD1 indicating fibril fragmentation as the dominant mechanism for aggregate formation. This is further supported by the observation that the SOD1 sample has to be mechanically agitated for fibrillation to occur.  Interestingly, we observe a similar SOD1 aggregation behaviour in vivo, where the survival times of ALS transgenic mice correlates with mutant stability, and aggregate growth depends weekly on the concentration of unfolded monomer. Additionally, in-cell NMR measurements reveal that in live cells the thermodynamic equilibrium is shifted towards the unfolded state of SOD1, which is also more fully extended than in vitro. This suggests that the globally unfolded aggregation competent protein is more abundant in the crowded environment in vivo than dilute in vitro conditions. Finally, antibody analysis of aggregates from ALS transgenic mice reveals the existence of aggregate strains involving different parts of the protein depending on mutation, which may offer an explanation for the various disease phenotypes observed in ALS. Altogether these findings provide important clues for understanding SOD1 aggregation with implications for ALS, as well as other protein misfolding diseases.

Os complexos trans-[Ru(NO)(NH3)4(L)](X)3 (1), [Ru(NO)(Hedta)] (2) e seus precursores sintéticos trans-[Ru(H2O)(NH3)4(L)](X)2 (3), trans-[Ru(SO4)(NH3)4(L)](X) (4) , onde L = isn, nic, imN, 4-pic, py, P(OEt) e X = PF6 - e BF4 -, foram testados como captadores dos radicais livres DPPHo, OHo e O2 -o em meio aquoso. O potencial de oxidação do centro metálico nos complexos (1) foram estimados utilizando eletrodo de diamante dopado com boro como eletrodo de trabalho, estando situados em meio aquoso acima de 2,0 V vs. ECS (CH+ = 1,0 x 10-3, µ = 0,1 mol L-1). Os complexos (1) e (2) mostraram-se incapazes de reagir com o radical DPPHo, exceto o complexo trans-[Ru(NO)(NH3)4(P(OEt)3)]3+, que reagiu apenas em grande excesso (50 vezes) em relação ao radical DPPHo. Os complexos (3) reagiram quando em excesso ou em proporção estequiométrica. O mecanismo pelo qual esta reação ocorre é predominantemente o de transferência de elétrons. O radical OHo foi captado pelos complexos (1), sendo provavelmente o mecanismo predominante o de transferência de elétrons pela oxidação do centro metálico [Ru(NO)]3+ a [Ru(NO)]4+, compatível com o potencial de oxidação do radical OHo (acima de 2,8 V vs. ECS) reportado na literatura para este radical. As constantes de velocidade específica para estas reações foram estimadas como estando no intervalo de 108 a 1010 M-1 s-1. Não foi observada reação entre o radical OHo e os complexos (4). Os complexos (1) e (2) captam o radical O2 -o pela redução do ligante NO+ com constantes de velocidade específicas no intervalo de 2,0 ± 1,0 x 104 a 4,2 ± 1,0 x 105 M-1 s-1, em medidas efetuadas via cinética de competição com citocromo c. Após a redução, a liberação de NO foi acompanhada via eletrodo seletivo a NO e espectrofotometricamente pela reação do NO com o citocromo c. Nas condições experimentais utilizadas, não se observou a formação do íon peroxinitrito (ONOO-). Os complexos (3) e (4) não reagiram com o radical O2 -o. / The complexes trans-[Ru(NO)(NH3)4(L)](X)3 (1), [Ru(NO)(Hedta)] (2) and their synthetic precursors trans-[Ru(H2O)(NH3)4(L)](X)2 (3), trans-[Ru(SO4)(NH3)4(L)](X) (4) , where L = isn, nic, imN, 4-pic, py, P(OEt) e X = PF6 - and BF4 -, were tested as scavengers for the radicals DPPHo, OHo e O2 -o in aqueous media. The redox potential for the metal center in the complexes (1) were obtained a using boron doped diamond electrode as working electrode. The redox potentials values for ruthenium nitrosyl complexes were higher than 2,0 V vs. SCE. The complexes (1) and (2) were unable to reduce the radical DPPHo, excepted the complex ion trans-[Ru(NO)(NH3)4(P(OEt)3)]3+. The complexes (3) react with DPPHo in stoichometric proportion. Electron transfer from the oxidation of the ruthenium(II) center seems to be the reaction pathway. The OHo radical reacts with ruthenium nitrosyls, predominantly oxidizing the metal center, yielding the fragment [Ru(NO)]4+. This reaction is exothermic since the redox potential of the OHo is around 2.8 V vs. SCE. From competition kinetics the rate constant for this reaction were estimated in the range of 108 a 1010 M-1 s-1. Since the reaction between OHo radical and the complexes (4) was not observed, the hydrogen atom transfer mechanism for the scavenger of OHo by the nitrosyl complexes ca be ruled out. The complexes (1) and (2) scavenge the radical O2 -o by the reduction of the coordinated nitrosyl with specific rate constants ranging from 2,0 ± 1,0 x 104 to 4,2 ± 1,0 x 105 M-1 s-1 as probed by competitive kinetics using cytochrome c. After reduction, nitric oxide dissociation were probed ampherometricaly using a selective NO electrode or spectrophotometrically using cytochrome c as probe. Reduction of the complexes (3) by superoxide ion was not observed and may suggest the coordinated nitrosonium as the reaction site for reduction.

O presente estudo avaliou, em aorta de ratos, o efeito de uma sessão de exercício físico aeróbio na resposta vasoconstritora dependente e independente de receptores adrenérgicos, assim como a participação dos sistemas de síntese e remoção de óxido nítrico (NO) nestas respostas. Para isso, um grupo de ratos foi submetido a uma sessão de exercício físico em esteira rolante (grupo EX, n=14), enquanto o outro grupo permaneceu em repouso (grupo CTR, n=14), sendo que imediatamente após este período os ratos de ambos os grupos foram sacrificados e foi feita a retirada da aorta torácica para realização de medidas funcionais e bioquímicas in vitro. Resultados: pudemos observar que o grupo EX apresentou menor resposta vasoconstritora máxima à noradrenalina e ao cloreto de potássio quando comparados ao grupo CTR. Esta diferença na reatividade vascular deixou de ser observada nos anéis aórticos com o endotélio removido ou pré-incubados com um inibidor da síntese de NO. Além disso, o grupo EX apresentou maior biodisponibilidade de NO, maiores níveis vasculares de ânions superóxido, e maiores atividades das enzimas NAD(P)H oxidase e superóxido dismutase comparado ao grupo CTR. Esses resultados demonstram que uma única sessão de exercício físico aeróbio é capaz de atenuar a resposta vasoconstritora dependente e independente de receptores adrenérgicos em aorta de ratos, principalmente por aumentar a biodisponibilidade vascular de óxido nítrico, apesar de aumentar os níveis vasculares de ânions superóxido / The present study investigated, in rat aortas, the effect of one bout of aerobic exercise on the adrenergic receptor-dependent and -independent vasoconstrictor response, and the role of nitric oxide (NO) synthesis and scavenging systems on this vasomotor response. One group of rats was submitted to a single bout of exercise on a treadmill (EX group, n=14) and the other one was placed in the treadmill without running (CTR group, n=14). Immediately after this period, both groups were euthanized and the thoracic aorta was removed for functional and biochemical analysis. Results: one bout of exercise attenuated the maximal contractile response to both noradrenaline and potassium chloride compared to CTR group. These differences on vascular reactivity were not observed in aortic rings when the endothelium was removed or aortic rings pre-incubated with a nitric oxide synthesis inhibitor. Additionally, EX group increased NO bioavailability, increased vascular superoxide levels, and increased NAD(P)H oxidase and superoxide dismutase activity compared to CTR group. These results demonstrate that one bout of aerobic exercise is able to attenuate adrenergic receptor-dependent and -independent vasoconstrictor response in rat aorta, mainly by increasing vascular NO bioavailability, despite the enhanced vascular superoxide levels

O Brasil possui uma imensa diversidade biológica, na qual muitos compostos bioativos podem ser encontrados e utilizados em beneficio à sociedade. No entanto, processos de degradação do ambiente e introdução de espécies exóticas têm contribuído ao conhecimento e uso limitadosde muitas plantas nativas, sendopequena a quantidade de estudos sobre sua composição química e potencial biológico. A prevenção de doenças crônicas constantemente vem sendo associada à atividade antioxidante de metabólitos secundários dos vegetais, principalmente os fenólicos. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade antioxidante e composição fenólica de cinco espécies frutíferas nativas do Brasil (G. brasiliensis, E. leitonii, E. involucrata, E. brasiliensis e E. myrcianthes). Os métodos capacidade de redução do Folin-Ciocalteau, autoxidação do sistema ?-caroteno/ácido linoleico, capacidade de absorção de radicais oxigênio (ORAC), sequestro dos radicais livres DPPH e ânion superóxido foram aplicados na determinação da atividade antioxidante dos extratos etanólicos de folha, casca, semente e polpa das espécies selecionadas. As amostras demonstraram significativa atividade antioxidante e, em alguns casos, superior as frutas comumente consumidas pela população brasileira. Em geral, folhas apresentaram as maiores atividades, mas o destaque foi a semente de E. leitonii que exibiu os melhores resultados em quatro dos cinco métodos utilizados: 120,67 mg AG.g-1 na redução do reagente Folin; 7,08 Gmol Trolox.g-1 no ?-caroteno; EC50 de 0,26 mg.mL-1 e 0,07 mg.mL-1 no sequestro do ânion superóxido e DPPH, respectivamente; 514,75 Gmol Trolox.g-1 no ORAC para o qual a folha de E. involucrata obteve o maior valor (1393,3 Gmol Trolox.g-1). Os extratos das espécies nativas também demonstram efeito antioxidante contra radicais de relevância biológica, como peroxila e superóxido. Por meio de CG-EM e CLAE acoplado a arranjo de fotodiodos, os principais compostos fenólicos encontrados nos extratos vegetais foram catequina, epicatequina e ácido gálico. Este trabalho demonstrou o grande potencial antioxidante das frutíferas nativas brasileiras, evidenciando assim possível efeito positivo em sistemas biológicos. / Brazil has a great biodiversity, in which many bioactive compounds can be found and used to benefit the society. However, environmental degradation processes and introduction of exotic species have contributed to limited use and knowledge of many native plants, reflecting in few studies about chemical composition and biological potential. The prevention of chronic diseases has been constantly associated with the antioxidant activity of plants secondary metabolites, mainly the phenolics. The objective of this study was to evaluate the antioxidant activity and the phenolic composition of five Brazilian native fruitful species (G. brasiliensis, E. leitonii, E. involucrata, E. brasiliensis e E. myrcianthes). The methods of Folin-Ciocalteau reducing capacity, co-oxidation of ?-carotene/linoleic acid system, oxygen radical absorbance capacity (ORAC), DPPH and superoxide free radical scavenging were used to determine the antioxidant activity of ethanolic extracts of leaf, peel, seed and pulp of the selected species. The samples showed significant antioxidant activity and, in some cases, it was superior to fruits commonly consumed by Brazilian population. In general, leaves presented the highest activities, but the seed of E. Leitonii stood out exhibiting the best results in four of the five methods: 120.67 mg GA.g-1 in the Folin reducing; 7.08 Gmol Trolox.g-1 in the ?-carotene; EC50 of 0.26 mg.mL-1 and 0.07 mg.mL-1 in the superoxide and DPPH scavenging, respectively; 514.75 Gmol Trolox.g-1 in the ORAC, for which the E. Involucrata leaf had the highest value (1393.3 GmolTrolox.g-1). The extracts of native species also demonstrate antioxidant effect against radicals of biological relevance, such as peroxyl and superoxide. By GC-MS and HPLC coupled to a photodiode array, the major phenolic compounds found in the plant extracts were catechin, epicatechin and gallic acid. In this study, Brazilian native fruitful presented high antioxidant potential, showing a possible positive effect on biological systems.

O estresse oxidativo reflete um desequilíbrio na manutenção do estado redox intracelular que pode resultar no acúmulo de espécies oxidantes. Nestas condições, estas espécies podem gerar danos na estrutura/função do DNA, disfunções mitocondriais, alterações no enovelamento de proteínas, peroxidação de lipídeos, dentre outros danos. Assim, o estresse oxidativo pode contribuir para diversas condições patológicas, como por exemplo, câncer, desordens neurológicas, aterosclerose, diabetes e asma. A infecção persistente por papilomavírus humano (HPV) de alto risco está etiologicamente associada ao câncer de colo uterino, uma das principais causas de morte por câncer em mulheres no mundo todo. Além disso, esses vírus estão associados a uma porcentagem relevante de cânceres de pênis, vulva, ânus e cabeça e pescoço. Em células infectadas por HPV de alto risco oncogênico, o estresse oxidativo resultante do metabolismo anormal dos queratinócitos e a resposta inflamatória crônica não efetiva, podem contribuir no processo de transformação celular. Além disso, a presença das oncoproteínas E6 e E7 interfere nos mecanismos de reparo de lesões em DNA, favorecendo o acúmulo de mutações. Ainda mais, a instabilidade genômica promovida pelo estresse oxidativo, pode favorecer a integração do HPV no genoma das células infectadas, principal causa da persistência viral e progressão de lesões ao câncer. A proteína superóxido dismutase 2 (SOD2) contribui com a homeostase celular ao catalisar a dismutação de radicais ânion superóxido em oxigênio e peróxido de hidrogênio, prevenindo a inativação direta de biomoléculas. Em estudos anteriores, observamos que o aumento do transcrito de SOD2 está associado à resistência ao efeito antiproliferativo do fator de necrose tumoral (TNF) em células imortalizadas por HPV. Além disso, mostramos que existe uma correlação direta entre o aumento dos níveis da proteína SOD2 e a severidade de lesões da cérvice uterina. Finalmente, identificamos SOD2 como um marcador preditivo independente de metástases linfonodais inguinais em pacientes com carcinoma de pênis. No entanto, o papel desta proteína na patogênese associada ao HPV não tem sido estudado em profundidade. O presente estudo visa determinar o envolvimento de SOD2 no processo de transformação celular mediado por HPV e seu valor como marcador preditivo de patologias associadas a este vírus / Oxidative stress reflects a redox imbalance in the cell in favor of oxidant species, which may result in DNA damage, mitochondrial dysfunction, protein misfolding and lipid peroxidation, among others. As a result, oxidative stress is thought to contribute to diverse pathologies such as cancer, neurological disorders, atherosclerosis, diabetes and asthma. Persistent infection with high risk human papillomavirus (HPV) types is etiologically associated with cervical cancer, one of the leading causes of cancer related female death worldwide. Moreover, HPV infection is associated with a significant percentage of penile, vulvar, anal and head and neck carcinomas. In cells infected with high-oncogenic risk HPV types the oxidative stress generated by the abnormal keratinocytes metabolism and non-efficient chronic inflammatory response may contribute to the cellular transformation process. Furthermore, expression of E6 and E7 oncoproteins interferes with several DNA repair mechanisms, favoring the accumulation of mutations. Moreover, genomic instability promoted by oxidative stress may favor HPV integration in host cell genome, the main cause of viral persistence and of precursor lesions progression to cancer. The protein superoxide dismutase 2 (SOD2) contributes to cellular homeostasis by catalyzing radical super anion dismutation in oxygen and oxygen peroxide preventing the direct inactivation of biomolecules. In previous studies we observed that SOD2 mRNA upregulation is associated with the resistance to tumor necrosis factor (TNF) antiproliferative effect in HPV-immortalized cells. Besides, we showed the existence of a direct correlation between increased SOD2 protein expression and cervical lesions severity. Finally, we identified SOD2 as an independent predictive marker of inguinal lymph node metastases in patients with penile carcinomas. However, the role of this protein in HPV-associated pathologies has not been investigated in depth. The goal of this study is to determine the involvement of SOD2 in HPV-mediated cell transformation and its value as a predictive marker in pathologies caused by this virus

Neste estudo avaliamos a ocorrência de fagocitose por parte de alguns tipos celulares presentes na hemolinfa do carrapato bovino B. microplus e a produção de espécies reativas de oxigênio durante a resposta imune. As técnicas empregadas para avaliação da produção de espécies reativas de oxigênio foram luminescência amplificada por luminol, oxidação de fenol vermelho, microscopia de fluorescência e fluorimetria com o corante dihidrorrodamina 123 (DHR). Observamos um aumento da luminescência amplificada por luminol quando hemócitos foram incubados na presença de bactérias Micrococcus luteus ou zimosam ou PMA. Esta luminescência foi inibida por superóxido dismutase (SOD) e por catalase (CAT), enzimas antioxidantes que removem superóxido e peróxido de hidrogênio, respectivamente. LPS não elicitou aumento da luminescência dos hemócitos em relação ao controle. Através da oxidação de fenol vermelho em reação inibida por CAT, verificamos aumento nos níveis de H2O2 produzido pelos hemócitos quando estimulados com PMA e Micrococcus luteus, enquanto não houve aumento quando o estímulo foi LPS, corroborando os resultados da luminescência. Usando microscopia de fluorescência para avaliar a produção de ERO pelos hemócitos, encontramos que cerca de 25% dos hemócitos fluorescem com maior intensidade quando estimulados com zimosam, sendo esta fluorescência inibida por CAT. Através de fluorimetria usando DHR observamos um aumento na intensidade de fluorescência dos hemócitos estimulados com PMA em reação inibida por cisteína, substância redutora que remove peróxido de hidrogênio e peroxinitrito. Nosso conjunto de resultados permitem concluir que os hemócitos do carrapato bovino produzem espécies reativas de oxigênio durante a resposta imune, semelhantemente ao que ocorre em vertebrados e em invertebrados como moluscos, crustáceos e insetos. Este é o primeiro trabalho mostrando produção de ERO pelos hemócitos de aracnídeos. / The phagocytic activity and the reactive oxygen species (ROS) production during immune response of some hemocytes of the cattle tick Boophilus microplus were evaluated in this study. The ROS production was evaluated by luminol amplified luminescence, phenol red oxidation, dyhydrorhodamine (DHR) fluorescence microscopy and fluorimetry. The luminol-amplified luminescence increased when hemocytes were incubated with bacteria (Micrococcus luteus) or zymosam or phorbol 12-miristate 13 acetate (PMA). The superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT), antioxidant enzymes that removes superoxide and hydrogen peroxide, respectively, inhibited this luminescence. Lipopolysaccharide (LPS) did not elicit luminescence of hemocytes in relation to controls. The catalase-inhibittable phenol red oxidation assay also showed an increase in the level of hydrogen peroxide produced by hemocytes stimulated with PMA or Micrococcus luteus. LPS did not stimulate the hemocytes, similarly to the observed by luminescence assay's. We also evaluated ROS production by fluorescence microscopy and we found approximately 25% more fluorescent hemocytes when zymosam was used. This fluorescence was inhibited by catalase. In DHR fluorimetry assay we observed an increase in the intensity of fluorescence in PMA stimulated hemocytes. This fluorescence was inhibited by cystein, a reducing agent that removes hydrogen peroxide and peroxinitrite. We conclude that hemocytes of the tick, like other invertebrate such as mollusks, crustaceans and insects and vertebrate, produce reactive oxygen species during the immune response. This is the first report of reactive oxygen species production by arachnid hemocytes.

Estudos epidemiológicos têm indicado que a vacinação com BCG pode induzir uma resposta imune protetora que está além daquela obtida contra tuberculose. Esta vacina está associada à indução de resposta imune Th1, aumento de anticorpos a antígenos não relacionados, menos atopia, menor anergia e redução da mortalidade infantil. No entanto, os mecanismos que sustentam estes efeitos não-específicos permanecem não esclarecidos. Nós investigamos os efeitos de diferentes preparações de BCG (BCG viável e inativados - EFD BCG e HK BCG) sobre o sistema NADPH oxidase, a expressão do TLR-2 e a modulação da produção de citocinas (IL-12p40, TNF-a, IFN-g e IL-10) por leucócitos humanos in vitro. Os resultados demonstram que diferentes preparações de BCG induzem diferentes respostas, tanto em relação à atividade do sistema NADPH oxidase como à modulação da produção de citocinas por leucócitos humanos in vitro. Além disso, demonstramos que em condições inflamatórias como a asma, a modulação da produção de citocinas pelos BCG é diferente daquela observada em sujeitos saudáveis. / Epidemiological studies have indicated that the BCG vaccination may induce a protective immune response that can go beyond what is obtained against tuberculosis. This vaccine is associated to the induction of Th1 immune response, increase antibodies response to unrelated antigen, less atopy, less anergy and a reduction in childhood mortality. Nevertheless, the mechanisms that sustain these non-specific effects remain unclear. We investigated the effects of different BCG preparations (viable BCG and two inactivated BCG EFD BCG and HK BCG) over the NADPH oxidase, the TLR-2 gene expression and over the modulation of the cytokine production (IL-12p40, TNF-a, IFN-g and IL-10) by human leukocytes in vitro. The results demonstrated that different BCG preparations induce different responses, as in respect to the activity of the NADPH oxidase system as in relation to the modulation of cytokine production by human leukocytes in vitro. Beyond this we demonstrated that in inflammatory conditions as asthma, the modulation of cytokine production by the BCG is different of that observed in healthy individuals.

Linfomas são as neoplasias hematopoiéticas mais comumente relatadas em cães, podendo ocorrer em qualquer idade. A etiologia ainda é desconhecida, porém se aceita que seja multifatorial. São classificadas de acordo com sua localização anatômica, estadio clínico da Organização Mundial de Saúde (OMS), critérios cito-histológicos e imunofenotípicos. A anemia é a anormalidade hematológica mais observada em pacientes com câncer e manifesta-se em cerca dois terços dos cães com linfoma. Os radicais livres de oxigênio produzidos pelas células tumorais aumentam o estresse oxidativo, sendo este demonstrado por mudanças na atividade das enzimas antioxidantes, podendo ocorrer oxidação de proteínas de DNA, aumento da peroxidação de lipídeos e alterações da fragilidade osmótica eritrocitária, acarretando a diminuição da meia vida das hemácias e, sendo essa diminuição um dos fatores que pode levar à anemia nos casos de linfoma. A superoxido dismutase (SOD) é uma enzima antioxidante que catalisa a dismutação do radical superóxido em oxigênio e peróxido de hidrogênio, protegendo as células dos danos induzidos por estes radicais livres. O objetivo deste estudo foi determinar as concentrações eritrocitárias de superóxido dismutase, além de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (MDA), o estado antioxidante total (TAS) e a fragilidade osmótica eritrocitária, em cães hígidos e com linfoma multicêntrico com e sem anemia, para avaliar a influência desses mecanismos no desenvolvimento das anemias associadas a essa neoplasia. Amostras de sangue foram obtidas de 24 cães com linfoma multicêntrico, sendo 10 sem anemia e 14 com anemia, e 20 cães saudáveis. Foi observada diferença significante no estado antioxidante total entre os grupos controle, grupos experimentais com linfoma multicêntrico com anemia e sem anemia (p < 0,0001). Não houve diferença significante quando os cães com linfoma com anemia e sem anemia foram comparados, assim como na avaliação das concentrações plasmáticas do MDA entre o grupo controle, grupo experimental com linfoma multicêntrico com anemia e grupo experimental com linfoma multicêntrico sem anemia (p = 0,823). A diferença também não foi significante quando se comparou o grupo controle e o grupo dos animais doentes (p=0,671). A diferença não foi significante na avaliação das concentrações eritrocitárias de superoxido dismutase entre o grupo controle, grupo experimental com linfoma multicêntrico com anemia e grupo com linfoma multicêntrico sem anemia (p=0,0748.). Entretanto, foi observada diferença significante entre o grupo controle e o grupo experimental com linfoma multicêntrico (p=0,0168). Não foi observada diferença na fragilidade osmótica eritrocitária dos cães com linfoma multicêntrico com anemia e sem anemia, as concentrações de NaCl em que observou-se 50% de hemólise estavam dentro dos valores postulados por Jain, 1963. Os resultados obtidos indicam um aumento do estresse oxidativo em cães com linfoma e que a anemia observada nos pacientes com linfoma não esta relacionada diretamente a diminuição das defesas antioxidantes eritrocitárias ou à alterações nas propriedades de membrana secundarias a peroxidação lipídica, que poderiam interferir na fragilidade do eritrócito / Lymphoma is hematopoietic malignancies most commonly reported in dogs can occur at any age. The etiology is still unknown, but is accepted to be multifactorial. They are classified according to their anatomic location, clinical stage of the World Health Organization (WHO), cytological and histological criteria and immunophenotype. Anemia is the most commonly observed hematologic abnormalities in patients with cancer and manifests itself in about two thirds of dogs with lymphoma. The oxygen free radicals produced by tumor cells increases oxidative stress, which is demonstrated by changes in antioxidant enzyme activities, protein and DNA oxidation, increased lipid peroxidation and alterations of erythrocyte osmotic fragility, leading to a decrease in half life of red blood cells and this decrease is one factor that can lead to anemia in cases of lymphoma. The superoxide dismutase (SOD) is an antioxidant enzyme that catalyzes the dismutation of superoxide into oxygen and hydrogen peroxide, protecting cells from damage induced by these free radicals. The aim of this study was to determine erythrocyte superoxide dismutase, and thiobarbituric acid reactive substances (MDA), total antioxidant status (TAS) and erythrocyte osmotic fragility, and in healthy dogs with multicentric lymphoma with and without anemia, to evaluate the influence of these mechanisms in the development of anemia associated with this neoplasia. Blood samples were obtained from 24 dogs with multicentric lymphoma, 10 and 14 with anemia without anemia and 20 healthy dogs. Significant difference was observed in total antioxidant status between the control group, experimental groups with multicentric lymphoma with anemia and without anemia (p <0.0001). There was no significant difference when dogs with lymphoma with anemia and without anemia were compared no significant difference in assessment of plasma concentrations of MDA between the control group, experimental group with multicentric lymphoma with anemia and experimental group with multicentric lymphoma without anemia (p=0.823). The difference was not significant when comparing the control group and the group of sick animals (p = 0.671). The difference was not significant in the evaluation of erythrocyte superoxide dismutase concentrations between the control group, experimental group with multicentric lymphoma with anemia and patients with multicentric lymphoma without anemia (p = 0.0748).. However, significant difference was observed between the control and experimental group with multicentric lymphoma (p = 0.0168). No difference was observed in erythrocyte osmotic fragility of dogs with multicentric lymphoma with anemia and without anemia, the concentrations of NaCl in which there was 50% hemolysis were within the range postulated by Jain, 1963. The results indicate an increased oxidative stress in dogs with lymphoma and that the anemia observed in patients with lymphoma is not directly related to the decrease in erythrocyte antioxidant defenses or the changes in properties of secondary membrane lipid peroxidation, which could interfere with the fragility of erythrocyte

Iron/Manganese superoxide dismutases (Fe/Mn-SODs) are metalloenzymes with highly conserved protein folds, active sites, and dimer interfaces. They protect cells against oxidative stress by catalyzing the conversion of the cytotoxic free radical superoxide to molecular oxygen and hydrogen peroxide. The majority are highly specific for the type of metal (iron or manganese) present within the active site. However, there are many key aspects of metal specificity and catalytic activity that lack a structural explanation. Computational analyses suggested that several residues are important for fine-tuning the redox potential of the metal in the active site and thereby the catalytic activity. The main objective of this thesis is to evaluate the influence of several point mutations (M27V, G73A, H75I, L80F, D150G and Q172D) and one double mutation (Q149G+G74Q)) in terms of metal specificity, catalytic activity and three-dimensional structure using the superoxide dismutase from Trichoderma reesei (TrSOD) as a model system. The corresponding genes were cloned, expressed and the resulting proteins characterized by X-ray crystallography, electron paramagnetic resonance (EPR), atomic absorption spectroscopy (AAS), dynamic light scattering (DLS) and their enzymatic activity determined. The native protein was shown to be able to use either Mn or Fe (5000 units/mg and 500 units/mg, respectively) for catalysis suggesting it to be properly classified as cambialistic. Structures for native TrSOD and the Mn-G73A, Fe-H75I, Mn-L80F, Fe-D150G and Fe-M27V, Mn-M27V mutants were solved at 2.3 &Aring;, 2.0 &Aring;, 2.03 &Aring;, 2.0 &Aring;, 1.85 &Aring;, 1.4 &Aring; and 1.6 &Aring; resolution, respectively. The H75I, L80F and M27V mutations are easily accommodated by small local structural changes to the three-dimensional structure. On the other hand, the G73A mutation destabilize one of the dimer-dimer interfaces of the tetramer making it possible for two distorted tetramers to interact forming an octamer. This enzyme also lost all catalytic activity probably due to resulting exposure of the active site consistent with the observation of a sixth ligand (solvent molecule) bound to the metal in one subunit. The D150G mutant remained tetrameric but with reduced symmetry related to the rearrangement of the last helix (H9). Our results show that a large impact on activity and oligomerization of TrSOD can be generated by a single amino acids substitution in some cases and provide some insights into our understanding of the structural details associated with the metal ion specificity and oligomerization in superoxide dismutases. / Superóxido dismutases de ferro e manganês (Fe/Mn-SODs) são metaloenzimas com enovelamentos, sítios ativos e interfaces diméricas altamente conservados. Estas enzimas protegem as células contra o estresse oxidativo pela conversão do ânion superóxido em oxigênio molecular e peróxido de hidrogênio. A maioria são altamente específicas pelo tipo de metal (ferro ou manganês) presente no sítio ativo. Entretanto, existem vários aspectos críticos sobre a especificidade pelo metal e da atividade catalítica que ainda não foram explicados em termos estruturais. Análises computacionais sugerem que vários resíduos são importantes para o ajuste do potencial redox do metal no sitio ativo e, portanto, a atividade catalítica. O objetivo principal deste trabalho é avaliar a influência de mutações simples (TrSOD) (M27V, G73A, H75I, L80F, D150G e Q172D) e dupla (Q149G + G74Q) em superóxido dismutases de Trichoderma reesei em termos de especificidade pelo metal, atividade catalítica e estrutura. Os genes correspondentes foram clonados, expressos e as proteínas resultantes caracterizadas por cristalografia de raios-X, ressonância paramagnética electrónica (EPR), espectroscopia de absorção atómica (AAS), dispersão de luz dinâmica (DLS), e a atividade enzimática foi determinada. Foi mostrado que a proteína nativa é capaz de usar tanto Mn quanto Fe (5000units/mg e 500units/mg, respectivamente) para catálise sugerindo que deveria ser a classificada como enzima cambialistica. Estruturas da enzima nativa e mutantes (Mn-G73A, Fe-H75I, Mn-L80F, Fe-D150G, Fe-M27V e Mn-M27V) foram resolvidas a resoluções de 2.3 &Aring;, 2.0 &Aring;, 2.03 &Aring;, 2.0 &Aring;, 1.85 &Aring;, 1.4 &Aring; e 1.6 &Aring; respetivamente. As mutações H75I, L80F e M27V são acomodadas facilmente por reajustes locais na estrutura tridimensional. Por outro lado, a mutação G73A desestabiliza uma das interfaces dímero-dímero do tetrâmero levando à formação de um octâmero feito por dois tetrâmeros distorcidos. Esta enzima também perde atividade provavelmente devido a um aumento na acessibilidade do sítio ativo, coerente com a observação de um sexto ligante (molécula de solvente) coordenando o metal em uma das subunidades. O mutante D150G continuou tetramérica mas com simetria reduzida relacionado com o rearranjo da última hélice (H9). Estes resultados mostram que, em alguns casos, uma mutação simples pode ter um impacto significativo no estado oligomérico e atividade catalítica da proteína TrSOD e fornece conhecimentos para a nossa compreensão dos detalhes estruturais associados com a especificidade de íons metálicos e oligomerização em superóxido dismutases.