A via das Quinureninas (Via Quin) representa a principal via catabólica do metabolismo do triptofano (Trp) e é essencial para diversos processos fisiológicos. No fígado, o Trp é catalisado por triptofano 2,3-dioxigenase (TDO) quinurenina (Quin). A mesma reação também pode ser catalisada pela enzima indolamina 2,3-dioxigenase (IDO), produzida por células imunológicas. Em alguns processos patológicos, há um aumento do consumo de Trp pela Via Quin, que gera compostos que estão relacionados ao processo de imunotolerância. No presente estudo, foram selecionados dois modelos que mimetizam situações associadas às alterações da resposta imunológica: a restrição de sono e a obesidade. A partir do conhecimento das alterações na resposta imune nessas condições, geramos a hipótese de que parte do mecanismo se dê a partir da indução do catabolismo de Trp pela via Quin. Desse modo, foram investigadas as concentrações séricas e hepáticas de Trp nesses modelos experimentais, modelos esses que foram utilizados em outros projetos do nosso grupo de pesquisa. Não houve diferença significativa na concentração de Quin sérica e hepática entre os camundongos C57BL/6J restritos de sono (3 hs/15 dias), privação de sono paradoxal (72 hs) e período rebote (24 hs). A razão Quin/Trp também não diferiu entre os grupos RS e controle. Igualmente não houve diferenças estatísticas na concentração de Quin plasmática nos modelos privação de sono paradoxal e período rebote realizados em ratos Wistar. O mesmo foi observado em camundongos Swiss e camundongos C57BL/6J submetidos a protocolos experimentais de obesidade: ração hiperlipídica (21 dias) e de síndrome metabólica (20 semanas de ração hiperlipídica). Tais resultados sugerem que as alterações na resposta imunológica nesses quadros não estão associadas ao catabolismo de Trp. / The Kynurenine pathway (Kyn pathway) is the major catabolic pathway of tryptophan metabolism (Trp) and it is essential for many physiological processes. In the liver, Trp is catalyzed by tryptophan 2,3-dioxygenase (TDO), producing kynurenine (Kyn). The same reaction can also be catalyzed by the enzyme indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO), produced by immune cells. In some pathological conditions, there is a high Trp consumption by Kyn pathway, that generate compounds related to immune tolerance. In this study, we chose two models strongly associated with changes in the immune response: sleep restriction and obesity. From the knowledge that there are immune response alterations in those conditions, we generated the hypotesis that in part, those alterations are correlated with induction the Trp catabolism by Kyn pathway. Thus, serum and liver concentrations of Trp and Kyn were investigated in these experimental models that have been used in other projects of our research group. There was no significant difference in concentration of Kyn in serum and liver among mice C57BL/6J induced to restricted sleep (3 hours / 15 days), paradoxical sleep deprivation (72 hours) and rebound period (24 hours). The Kyn/Trp ratio did not differ between control group and RS group. Also there were no statistical differences in plasma concentration of Kyn in paradoxical sleep deprivation and rebound period models performed in rats Wistar. The same profile was also observed in Swiss e C57BL/6J mice subjected to experimental obesity protocols: fat diet (21 days) and metabolic syndrome (20 weeks of fat diet). These results suggest that changes in the immune response in the conditions tested above are not associated with Trp catabolism.

Submitted by Cibele Nogueira (cibelenogueira@ufgd.edu.br) on 2016-04-15T18:25:20Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) GELSONSILVA.pdf: 2633451 bytes, checksum: cb885f7642fcfa8169b8e00ffc0b45fb (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-15T18:25:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) GELSONSILVA.pdf: 2633451 bytes, checksum: cb885f7642fcfa8169b8e00ffc0b45fb (MD5) Previous issue date: 2015-02-27 / Nanomaterials have been the subject of increasing interest due to their wide range of applications and commonly used for the production of biomarkers and hybrid materials in various areas of expertise. Therefore, the search for functionalizing molecules that can enhance the physical, chemical and / or biological these materials and techniques to assist in the characterization of the compounds formed are necessary. Thus, the present study sought through spectroscopic absorption and fluorescence; evaluate the behavior of the amino acid L-Tryptophan and organocalcogênios in the presence of different concentrations and diameters of gold nanoparticles. For the analysis, concerning the interactions between the amino acid and gold nanoparticles observed suppression of fluorescence intensity, increasing the absorbance of the indole groups and the appearance of a second peak wavelength band of 520 nm derived of the plasmon resonance. Since this effect was proportional to the concentration of gold nanoparticles in solution. As for organilcalcogênios, first, held its characterization, it was possible to detect the presence of the main vibrations of molecules by infrared spectroscopy, molecular modeling and Raman spectroscopy. The latter was also used to investigate the presence of nanoparticles in order that the measurements were performed in solution and can be viewed the rise of a band in the region of 300 cm-1, where the disclosure of the functionalization process because this region is derived from chalcogenides gold vibrations. As for fluorescence and absorption of organilcalcogênios analysis, the results are satisfactory, it can be seen a difference in both emission spectra when the absorption, demonstrating the interaction of the nanoparticles with the environment. The fluorescence (p-Cl(C6H4Se))2 and L-tryptophan in the presence of the nanoparticles demonstrated that the interactions cause the same suppression effect of fluorescence intensities. This effect promoted by photoinduced electron transfer process of the present organic groups of the aforementioned molecules to the metal surfaces, and different from (C6H5Te)2, which showed an increased effect on the fluorescence intensity after the interaction with the surface of metal. This fact is associated with the transfer effect of plasmon energy present in the nanoparticles to the molecules of (C6H5Te)2. / Os nanomateriais têm sido objeto de crescente interesse, devido à sua ampla gama de aplicações, sendo comumente utilizados para a produção de biomarcadores e materiais híbridos em diversas áreas de conhecimento. Assim a busca por moléculas funcionalizantes que possam potencializar as propriedades físicas, químicas e/ou biológicas desses materiais, bem como técnicas que auxiliem na caracterização dos compostos formados se fazem necessárias. Com isso, o presente trabalho buscou através de técnicas espectroscópicas de absorção e fluorescência, avaliar o comportamento do aminoácido L-Triptofano e de organocalcogênios na presença de diferentes concentrações e diâmetros de nanopartículas de ouro. Para as análises relacionadas as interações entre o aminoácido e as nanopartículas de ouro, pode-se observar uma supressão da intensidade de fluorescência, o aumento da absorbância dos grupamentos indol e o aparecimento de uma segunda banda de comprimento de onda máximo em 520 nm, derivada da ressonância de plasmon. Sendo que este efeito era proporcional ao aumento da concentração de nanopartículas de ouro na solução. Quanto aos organilcalcogênios, primeiramente, realizou-se sua caracterização, onde foi possível detectar a presença das principais vibrações das moléculas, através da técnica de espectroscopia no infravermelho, modelagem molecular e espectroscopia Raman. Essa última também foi utilizada na investigação da presença de nanopartículas, tendo em vista que as medidas foram realizadas em solução e pode ser visualizado o aumento de uma banda na região de 300 cm-1, onde a evidenciação do processo de funcionalização, pois essa região é derivada das vibrações calcogênios-ouro. Já para as análises de fluorescência e absorção dos organilcalcogênios, os resultados apresentados são satisfatórios, pois pode ser visualizado uma diferença tanto nos espectros de emissão, quando nos de absorção, demonstrando assim a interação das nanopartículas com o meio. A fluorescência do (p-Cl(C6H4Se))2 e do L-Triptofano na presença de nanopartículas, demonstraram que as interações, ocasionam efeito de supressão das intensidades de fluorescência das mesmas. Esse efeito, promovido pelo processo de transferência fotoinduzida dos elétrons presentes nos grupamentos orgânicas das moléculas citadas, para as superfícies metálicas, e diferente do (C6H5Te)2, o qual apresentou um efeito de aumento na intensidade de fluorescência após a interação com a superfície do metal; esse fato está associado ao efeito de transferência da energia de plasmon presente nas nanopartículas para as moléculas do (C6H5Te)2.

O triptofano (Trp) é essencial para muitos processos fisiológicos e seu metabolismo apresenta-se alterado em doenças como no câncer. O Trp é degradado por três vias: via das quinureninas; via serotonérgica e via das triptaminas. A primeira está envolvida com a tolerância e o imune escape de células tumorais, já a segunda leva a produção de serotonina e melatonina, com uma diversidade de funções biológicas e que possuem atividades antitumorais reconhecidas. A terceira rota é a menos estudada e a função dos compostos sintetizados ainda é desconhecida. Trabalhos do grupo mostram que a via das triptaminas é ativa em melanomas e que triptamina (TRY) e dimetiltriptamina (DMT), metabólitos produzidos por esta via, também possuem atividade antitumoral. Nosso objetivo é avançar sobre a compreensão de como esta via afeta o metabolismo e crescimento tumoral. Para tanto, estudamos mais detalhadamente a via em linhagens de melanoma. A adição de TRY e DMT nas culturas modificou a produção de compostos das outras rotas de metabolização do Trp. Além disso, TRY e DMT afetaram a invasividade das células tumorais e TRY aumentou a atividade citotóxica de células mononucleares frente a melanomas. Observamos que apesar dos efeitos biológicos da via das quinureninas estar amplamente relacionado a ligação dos metabólitos no receptor de aril hidrocarbonetos, para a via das triptaminas o receptor parece não estar associado com a atividade antitumoral descrita. Nossos resultados apontam para a importância da via das triptaminas na dinâmica tumoral e a necessidade de estudos mais amplos relacionados ao metabolismo do Trp. / Tryptophan (Trp) is essential for many physiological processes and its metabolism is modified in several diseases such as in cancer. TRP is broken down into three pathways: kynurenine path, serotonergic path and tryptamine path. The first is involved in tolerance and immune escape of cancer cells, while the second leads to the production of serotonin and melatonin, which have a variety of biological functions and recognized antitumor activity. The third route is the least studied and the biological function of the synthesized compounds is still unknown. Our group shows that tryptamine path is active in melanomas and tryptamine (TRY) and dimethyltryptamine (DMT), metabolites produced by this route, also have antitumor activity. Our goal is make progress on understanding how tryptamine route affects metabolism and tumor growth. Therefore, we studied in detail this pathway in melanoma cell lines. The addition of TRY and DMT into the cultures leds the production of metabolites of other Trp routes. Moreover, TRY and DMT affect the invasiveness of tumor cells and TRY increased antitumor activity of the immune system against melanomas. We observed that despite biological effects of kynurenine path be largely related to metabolites binding aryl hydrocarbon receptor, for tryptamine pathway the receptor seems not to be associated with the described antitumor activity. Our results point the importance of tryptamine pathway in tumor dynamics and the need for broader studies related to Trp metabolism.

Neste trabalho, são estudados dois dipeptídeos complexados com cobre, Triptofil-Glicina (trp-Gly) e Glicil-Triptofano (Gly-Trp). Focalizamos a interação com o metal de transição, mudanças conformacionais, papel do resíduo pesado de triptofano na simetria dos complexos formados, e explicamos as propriedades espectroscópicas atípicas que observamos no Gly-Trp: Cu+2 em pH´s altos semelhantes aquelas apresentadas em uma espécie de proteínas naturalmente complexadas as proteínas azuis. Para atingirmos tais objetivos, lançamos mão das técnicas de RPE, Dicroísmo Circular (CD) e Absorção ótica, pelas suas complementaridades. Com os dados experimentais, propusemos dois modelos para os complexos com suas funções de onda. Para Trp-Gly: Cu+2, nos pH´s 9,1 e 13,2 e para o Gly-Trp: Cu+2 no pH= 9,1 propomos um modelo que chamamos de covalente. Que consiste basicamente em considerar que os orbitais do íon Cu+2 e seus ligantes, se encontram em simetria quadrado planar (D4h) e que cada ligante no caso nosso, dois oxigênios e dois nitrogênios, tem disponíveis seus orbitais 2s, 2px, 2py, 2pz para a formação dos orbitais moleculares com os orbitais 3d do cobre. As funções assim construídas, dependem de coeficientes que nos dão informações sobre o grau de covalência. O método é semi-empírico. As expressões teóricas dos parâmetros RPE dependem destes parâmetros de covalência e das energias de transição obtidas por absorção ótica no visível. Pudemos então com os valores experimentais das componentes dos tensores g e A obtermos os valores numéricos dos parâmetros de covalência. Para o complexo Gly-Trp: Cu+2, no pH=13,2, propusemos o modele de mistura de orbitais, um modele não covalente que consiste em considerarmos as funções de onda dos estados excitados 4s e 4p do cobre misturadas com as dos orbitais 3d do mesmo íon, para explicar as propriedades espectroscópicas pouco comuns, que se deslocam na direção daquelas obtidas nas proteínas azuis. Conhecendo os valores experimentais das componentes dos tensores g e A, da força de oscilador obtida dos espectros óticos e da força rotacional obtida dos espectros CD, e das auto-funções compatíveis com o modelo, determinamos numericamente os coeficientes de hibridização (mistura). Os parâmetros experimentais, foram determinados através de simulações espectrais, utilizando programas desenvolvidos para este fim. Através deste trabalho, pudemos enfim, verificar a influência do resíduo pesado de triptofano na estereoquímica dos complexos formados, mudanças de simetria, o caráter das ligações, e ate que ponto as propriedades do dipeptídeo Gly- Trp: Cu2+ em pH alto, são semelhantes às proteínas azuis / In this work we studied two dipeptide-copper complexes, being Triptofil-Glycine (Trp-Gly) and Glycil-Triptophan (Gly-Trp). We focused our interest on the interaction with the transition metal, conformational changes and the role that the heavy residue of the Triptophan plays in the symmetry of the complex. Moreover we explain the unusual spectroscopic properties that we observed with Gly-Trp: Cu+2 in high pH solutions similar to that of the so called blue proteins. For these purposes we used such complementary techniques as EPR, Circular Diochrism and Optical Absorption Spectroscopy. Based on our experimental results we proposed two models for the complexes and their wave functions. For the TRP-Gly: Cu+2 in pH of 9.1 and 13.2 and for Gly-Trp: Cu+2 with pH=9.1, we use a model which we call covalent. It consists basically of the consideration that the electronic orbital of the ion Cu+2 and its ligands are in square planar symmetry and that each of the four ligand atoms, in our case two oxygen and two nitrogen atoms, has available 2s, 2px, 2py, 2pz for the formation of molecular orbital with the copper 3d orbital. The wave functions thus constructed depend on coefficients (parameters) that give information on the degree of the covalent character of the bond (complex). The method is semi-empirical. The theoretical expressions for the EPR parameters depend on these coefficients and the transition energies obtained by absorption spectroscopy (in the visible). With the experimental values of the g and A tensors we can therefore obtain numerical values for the covalent coefficients. For the complex Gly-Trp: Cu+2 with pH=13.2 we proposed a model of mixing orbital, a non covalent model that consists of the assumption that the wave functions of the excited states 4s and 4p of the copper mix with the 3d orbital of the same ion. With this model it was possible to explain the uncommon spectroscopic properties that are similar to these of the blue proteins. Knowing the experimental values of the components of the tensors g and A, the oscillator strength obtained by the optical spectra, the rotational strength obtained by the CD spectra and the eigen-functions compatible with the model, we numerically determined the coefficients of hybridization. The experimental parameters were determined by spectral simulations using programs that we developed especially (specifically) for this purpose. Trough this work it was possible to verify the influence of Triptophan on the stereochemistry (stereo chemical behavior) of the formed complexes, on symmetry changes, covalent character and up to which point the properties of the dipeptide Gly-Trp: Cu+2 in high pH are similar to that of the blue protein

O triptofano é um aminoácido essencial, sendo o precursor do neurotransmissor serotonina. Esse composto é suscetível a oxidação por ação do oxigênio singleto, o que atrai interesse acadêmico devido a sua associação com doenças como a catarata. Nesse sentido, o presente trabalho se dedicou a investigar as propriedades estruturais e espectroscópicas de quatro moléculas envolvidas nessa oxidação: triptofano, triptofano hidroperóxido, tautômero anelar do triptofano hidroperóxido (WOOH) e álcool (WOH) reduzido dessa última molécula, através da aplicação de técnicas de Química Quântica: Teoria de Pertubação e Teoria do Funcional de Densidade Dependente do Tempo, e de simulação computacional: Método de Monte Carlo e Dinâmica Molecular. Foram analisadas as formas estruturais preferenciais do triptofano (neutra ou zwiteriônica) dependendo do meio (vácuo ou água), investigou-se a formação de ligações de hidrogênio e se obteve teoricamente os espectros UV-vis e de Ressonância Magnética Nuclear para esse aminoácido. Esses dois espectros também foram calculados para as moléculas de WOOH e WOH. Para o triptofano hidroperóxido, que é uma molécula postulada, se avaliou a plausibilidade de sua existência, assim como uma possível razão para sua não observação experimental. / Tryptophan is an essential amino acid, being the precursor of neurotransmitter Serotonin. This compound is susceptible to oxidation by singlet molecular oxygen, which has attracted academic interest due to its association with disorders like cataract. In this sense, this work was dedicated to investigate the structural and spectroscopic properties of four molecules involved in this oxidation: tryptophan, tryptophan hydroperoxide, ring chain tautomer of tryptophan hydroperoxide (WOOH) and an alcohol (WOH) reduced from this latter molecule, by means of Quantum Chemistry techniques: Pertubation Theory and Time- Dependent Density Functional Theory, as well as computer simulation: Monte Carlo method and Molecular Dynamics. The preferential conformations of tryptophan (neutral or zwitterionic) depending upon the medium (vacuum or water) were analyzed, in addition it was investigated the formation of hydrogen bonds and obtained the theoretical UV-vis and Nuclear Magnetic Ressonance spectra of this amino acid. These spectra were also calculated for the WOOH and WOH molecules. Regarding tryptophan hydroperoxide, a postulated molecule, it was evaluated the plausibility of its existence, as well as the reason for its non-experimental observation.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-06-14T12:41:46Z No. of bitstreams: 1 renataromanholipinhati.pdf: 1636769 bytes, checksum: 2040ff1c86aef423fdd77a3ebd21b33d (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-06-29T12:10:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 renataromanholipinhati.pdf: 1636769 bytes, checksum: 2040ff1c86aef423fdd77a3ebd21b33d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-29T12:10:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 renataromanholipinhati.pdf: 1636769 bytes, checksum: 2040ff1c86aef423fdd77a3ebd21b33d (MD5) Previous issue date: 2011-08-16 / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / O triptofano é um aminoácido essencial e precursor da síntese de serotonina (5-HT). Variações nos níveis plasmáticos de 5-HT estão relacionadas com alterações de humor, ansiedade, depressão, sono, fadiga e supressão de apetite. Neste estudo foi desenvolvido um método simples, rápido e sensível para a quantificação de triptofano em plasma e que emprega a cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) com detector diode array (DAD) no comprimento de onda fixo de 267 nm. A separação foi realizada em coluna analítica ACE 5 C18 (150 mm x 4,6 mm de diâmetro interno e tamanho da partícula de 5 µm), o tempo de corrida foi de 10 min. A fase móvel foi constituída por solução de acetato de sódio 5 mM e acetonitrila (92:8, v/v) e modo de eluição isocrática (1 mL min-1). A preparação da amostra consistiu na desproteinização do plasma utilizando ácido perclórico 8%. O triptofano foi caracterizado no tempo de retenção de 5 min. A especificidade foi monitorada utilizando matrizes normais, lipêmicas e hemolizadas, não sendo observado nenhum pico interferente no tempo de retenção do triptofano. A linearidade do método foi detectada entre 0,5 a 30,0 µg mL-1 e os coeficientes de variação do teste de precisão foram calculados intra e inter-dia para três concentrações (2,5; 5,0 e 15,0 µg mL-1) apresentando variações de 0,26 a 1,30% (intra-dia) e 3,07 a 3,97% (inter-dia) respectivamente. Exatidão e recuperação satisfatórias foram obtidas por este método, além de utilizar pequenas quantidades de solvente orgânico, caracterizando a técnica como eficiente e ecologicamente amigável. / Trytophan is an essential amino acid and a serotonin (5-HT) synthesis precursor. Altered plasma levels of 5-HT are related to humor and behavioral alterations, anxiety, depression, sleep, fatigue and appetite suppression. In this study, a simple, fast, sensitive and specific high-performance liquid chromatography (HPLC) method was developed for determination of tryptophan with diode array detection (DAD) setting at programmed wavelength (λ = 267 nm). The separation was carried out on an analytical column ACE 5 C18 (150 mm x 4.6 mm internal diameter, 5 μm particle size) in less than 10 min. Mobile phase consisted of 5 mM sodium acetate and acetonitrile (92:8, v/v), isocratically eluted (1 mL min-1). Sample preparation consisted of plasma deproteinization with 8% perchloric acid solution. Tryptophan was characterized by a retention time of 5 min. Specificity was monitored using lipemic and hemolysate plasma samples and any peak was observed at the same retention time of tryptophan. A linear range was detected from 0.5 to 30.0 µg mL-1 and coefficients of variation calculated from intra and inter-day from 3 concentration (2.5; 5.0 e 15.0 µg mL-1) assays precision were 0.26 – 1.30% and 3.07 – 3.97% respectively. Satisfactory accuracy and recovery were obtained by this method, and use small amounts of organic solvent, characterizing the technique as an efficient and eco-friendly.

A indoleamina 2,3-dioxigenase (IDO) desempenha um papel importante na tolerância materno-fetal devido á sua ação de catabolizar o triptofano e, consequentemente, impedir a proliferação de linfócitos T, que necessitam desse aminoácido para se manter. Hormônios da reprodução também participam do processo de sobrevivência do feto alogênico, como a progesterona que bloqueia o estímulo mitogênico da proliferação de células T, modula a produção de anticorpos, favorece a produção de IL-10, etc. e o estradiol, que pode modular o perfil imune Th1 ou Th2 na gestação, dependendo de sua concentração. Contudo, a existência ou não de correlação da ação da IDO com esses hormônios ou vice-versa ainda encontra-se pouco evidenciada. Desta forma este trabalho verificou a influência da expressão da IDO e às ações de hormônios da reprodução e citocinas no ciclo celular de células oriundas de fetos e placenta de gestação a termo de fêmeas de ratas e camundongos em cultivo. Este estudo foi realizado em complementação a um trabalho anterior, no qual foi realizada uma avaliação da expressão da IDO por citometria de fluxo em células uterinas, de placentas e de embriões de ratas e camundongos fêmeas prenhes e não prenhes que foram mantidas em cultivo e suplementadas com estradiol, progesterona, interferon γ, triptofano e 1-metil-DL- triptofano. A avaliação das fases do ciclo celular foi realizada pela citometria de fluxo. De acordo com os resultados, em relação ao efeito dos tratamentos no comportamento das células no ciclo celular, podemos observar que, em ratas prenhes e não prenhes, ao adicionar estradiol, houve maior predominância das células em fase G1 nos períodos de 4 e 24 horas, bem como no grupo de camundongos fêmeas prenhes. Algumas células uterinas de ratas não prenhes tratadas com estradiol, assim como as tratadas com progesterona e interferon γ progrediram no ciclo para fase de síntese nos tempos de 24 e 48 horas. Com a adição de triptofano podemos notar nos grupos de ratas não prenhes, camundongos fêmeas prenhes e não prenhes, um aumento da quantidade de células na fase G1 nos três períodos analisados. No grupo de ratas prenhes foi observado uma predominância celular em fase G1 nos tempos de 4 e 24 horas, sendo que em 48 horas, as células sofreram fragmentação de DNA. As células que foram suplementadas com 1- metil DL - triptofano + triptofano mantiveram o mesmo comportamento no ciclo celular , se mantendo em fase G1 nos tempos de 4, 24 e 48 horas grupos prenhes e não prenhes de ratas e nos tempos de 4 e 24 horas nos grupos de camundongos fêmeas prenhes e não prenhes, estando com seu DNA fragmentado e em fase de síntese, respectivamente, no tempo de 48 horas. A suplementação dos diversos fatores aos cultivos celulares permitiu observar alterações na dinâmica do ciclo celular, representada principalmente por um aumento de células em fase G1 nos grupos de células placentárias e embrionárias que receberam progesterona, estradiol, interferon γ e triptofano e apresentaram um significativo aumento da expressão de IDO, e que permite inferir que provavelmente a síntese de RNAm esteja correlacionada à produção da IDO. / The indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO) plays an important role in maternal-fetal tolerance due to its capacity to catabolize tryptophan and thereby preventing the proliferation of T lymphocytes, necessary for their maintenance. Reproductive hormones are also involved in the process of survival of semi-allogeneic fetus, as progesterone that blocks mitogenic stimulation of T cell proliferation, modulates antibodies production, promotes production of IL-10, etc. and estradiol, that can modulate the Th1 or Th2 immune profile during pregnancy, depending on its concentration. However, there is very few evidences regarding a possible correlation between IDO expression and these hormones; thus this study examined the influence of the expression of IDO and the actions of reproductive hormones and cytokines in the cell cycle of cells derived from fetuses and placenta at term gestation of female rats and mice in culture. This study was conducted as a complement to an earlier work, in which an evaluation was made of the IDO expression by flow cytometry in uterine cells, placentas and embryos of pregnant rats and mice and non-pregnant females that were maintained in culture and supplemented with estradiol, progesterone, interferon γ, tryptophan and 1-methyl-DLtryptophan. The cell cycle evaluation was conducted by flow cytometry. According to the results, regarding the effect of treatments on the behavior of the cells in the cell cycle, it was observed that in pregnant and non-pregnant rats after the addition of estradiol, there is a greater predominance of cells in G1 phase at periods of 4 and 24 hours, that also was noted in the group of pregnant female mice. Uterine cells from non-pregnant female rats treated with estradiol and progesterone as well as treated with interferon γ progressed to the phase of synthesis on the cycle, at 24 and 48 hours. With the addition of tryptophanin the groups of non-pregnant rats, pregnant and non-pregnant mice , an increased amount of cells in the G1 phase were observed in the three periods analyzed. In the group of pregnant rats a predominance of cells in the G1 phase was observed in periods of 4 and 24 hours, and 48 hours, where the cells undergone DNA fragmentation. In pregnant and non-pregnant rats the cells supplemented with 1 - methyl - DL - tryptophan + tryptophan remained at G1 phase in periods of 4, 24 and 48 hours and 4 and 24 hours for cells from pregnant and non-pregnant mice , that show ragmented DNA followed by synthesis at 48 hours period. Supplementation of the various factors to cell cultures allowed to observe dynamic changes in the cell cycle, represented primarily by an increase of cells in G1 phase in groups of embryonic and placental cells that received progesterone, estradiol, interferon γ and tryptophan and showed a significant increase in the expression of IDO, that allows us to infer that the mRNA synthesis is probably correlated to the production of IDO.

Apesar de ser bem conhecido que a radiação ultravioleta (UV) causa danos na pele, já foram descritos alguns efeitos benéficos desta radiação, como por exemplo a sensação de bem estar proporcionado pela exposição a luz. Na pele, o triptofano (Trp) é metabolizado a compostos biologicamente ativos, e acredita-se que a síntese de serotonina (SER), um dos metabólitos do Trp, na fototerapia seja parte dos mecanismos de remissão da depressão de pacientes com desordem de humor sazonal. Ainda, a radiação UV induz diretamente a expressão e atividade de TDO, enzima que catalisa a transformação de Trp em quinurenina (KYN), em bactérias, efeito que ainda não havia sido estudado em células humanas. Com isso, o objetivo deste trabalho foi avaliar a habilidade da radiação UV-A em modular a expressão de enzimas envolvidas nas rotas catabólicas do Trp em melanócitos e melanomas. Para isso foi realizada a padronização das condições de radiação UV-A através de ensaio de viabilidade celular, e então definimos condições que não levaram a morte das células (1,5 J/cm2 para melanócitos e 3 e 6 J/cm2 para melanomas). A radiação UV-A aumentou a expressão de IDO e TDO nos melanomas, enzimas que favorecem a progressão tumoral, e não só essas enzimas, houve aumento da expressão de KYNU e KMO, que também estão envolvidas na progressão tumoral. Além disso, a expressão de AANAT e HIOMT, responsáveis pela produção de melatonina (MLT), foi maior nos melanomas após 48 horas da radiação, enquanto a enzima INMT teve sua expressão aumentada em todos os tempos. O aumento de INMT em melanomas é muito interessante e podemos relacionar ao bem estar proporcionado pela exposição à luz, já que o produto dessa enzima, DMT, é conhecido por proporcionar essa sensação, porém o aumento observado na expressão de IDO e TDO em melanomas, indica um efeito nocivo da luz associado a produção de moléculas que estão fortemente ligadas aos processos de progressão e imunoescape tumoral. Os melanócitos parecem possuir menor susceptibilidade a radiação UV-A, pois as únicas enzimas que tiveram expressão aumentada após a radiação foram a KMO e a TPH1, e apesar da enzima TPH1 ter a expressão aumentada, esse aumento foi modesto o que nos levou a pensar que outras células da pele possam ter um papel mais relevante na produção de SER ou então outras condições de radiação. / Although it is well known that ultraviolet (UV) radiation causes skin damage, it was already described some benefits to this radiation, for instance the well-being feelings provided by light exposure. In the skin, tryptophan (Trp) is metabolized to biologically active compounds, and it is believed that the synthesis of serotonin, one of tryptophan metabolites, in phototherapy is part of mechanisms of remission of depression in patients with seasonal mood disorder. Moreover, in bacteria the UV radiation directly induces the expression and activity of TDO, the enzyme that catalyzes the metabolization of Trp to kynurenine (KYN). This effect has not been studied in human cells yet. Therefore, the objective of this work was to evaluate if UV-A radiation modulates the expression of enzymes involved in melanocytes and melanoma Trp metabolism. For this aim, we standardized the UV-A radiation conditions through cell viability assay, and then we defined the better conditions to avoid cell death (1,5 J/cm2 to melanocytes and 3 and 6 J/cm2 to melanomas). The UV-A radiation increased the expression of IDO and TDO in melanomas, enzymes that contribute to tumor immune- escape. The expression of KYNU and KMO also increased, and these enzymes are also involved with some types of tumors progression. Furthermore, the expression of AANAT and HIOMT, responsible for melatonin (MLT) production, was higher in melanomas after 48 hours of radiation while INMT had an increased expression at all times. The increase of INMT by melanomas is very interesting and can be related to the well being provided by exposure to light, since the product of this enzyme, DMT, is known to provide this sensation. However, the observed increased of expression of IDO and TDO in melanomas indicates a harmful effect of light associated with the production of molecules linked to tumor progression and immune-escape processes. The melanocytes appear to be less susceptible to UV-A radiation, because only the enzymes KMO and TPH1 had their expression increased after radiation, and for TPH1 this effect was relatively small. Thus, we believe that other skin cells may have a more relevant role in SER production or other radiation conditions.

A tolerância materno-fetaI continua a ser um intrigante enigma imunológico. Algumas teorias têm sido propostas sobre o estabelecimento deste estado, tais como a produção de moléculas solúveis como HLA-G (na gestação humana) por células fetais que inibiriam a atividade de células do sistema imune inato. Além da secreção de hormônios; liberação de citocinas e de alguns fatores pelo trofoblasto que induziriam alterações no micro-ambiente placentário favorecendo o sucesso da gestação. A tolerãncia materno-fetal parece ser resultar da interação de eventos específicos ou não da gestação. Neste contexto, a indoleamina 2,3-dioxigenase (IDO), uma enzima com transcrição induzida pelo INF-y, tem sua atividade relacionada com o estabelecimento de estado de tolerância materno frente a antígenos fetais em mulheres e em camundongas. A IDO catabolisa o triptofano, um aminoácido essencial, do micro-ambiente placentário. Desta forma, células T ativadas no tecido placentário não conseguem proliferar estacionando na fase G1 do ciclo celular, ma forma de regulação da resposta imune materna. O presente trabalho teve por objetivo analisar as concentrações de triptofano e seus produtos de catabolismo no tecido placentário bovino em gestações normais e de fetos donados. Homogenatos de tecidos placentários provenientes de gestações normais (n=29) e de fetos donados (n=5) foram analisados por cromatrografia líquida de alta performance (HPLC). O níveis de triptofano e quinurenina aumentaram com o avanço da idade gestacional; TRIPTOFANO: 479,33µM/L ±53,04ep; 745,87µM/L ±72,71ep; 983,39µM/L ±196,37ep no primeiro, segundo e terceiro trimestre da prenhez respectivamente; QUINURENINA: 15,13µM/L ±2,97ep; 25,26µM/L ±3,72ep; 52,77µM/L ±17,75ep no primeiro, segundo e terceiro trimestre da prenhez respectivamente. A razão quinurenina/triptofano (razão Q/T) não alterou durante a gestação (0.038 ±0.011ep, 0.035 ±0.005ep and 0.056 ±0,020ep; no primeiro, segundo e terceiro trimestre da prenhez respectivamente). Quando esses valores foram comparados à placentas provenientes de fetos clonados apresentaram-se menores, contudo sem diferenças estatísticas significantes. (0,031 ±0.003ep). Os valores de triptofano foram menores na gestação de clones (811,34µM/L ±232,14ep) bem como os encontrados de quinurenina (22,85µM/L ±4,09ep). Não houve diferenças estatisticamente significativas entre o terceiro trimestre gestacional de fetos normais quando comparados à gestação de clones neste contexto. O catabolismo de triptofano parece aumentar com o avanço da idade gestacional devido o aumento da concentração do aminoácido e de seus metabólitos (quinurenina), no entanto a razão Q/T não se alterou, sugerindo um aumento da atividade de IDO na placenta bovina para manutenção dos níveis de triptofano no micro-ambiente placentário. A presença de quinurenina na placenta bovina é um indicador da atividade da IDO neste tecido. / Maternal-fetal tolerance continues to be an intriguing immunological enigma. Some theories have been proposed about these phenomena such as the production of soluble molecules like HLA-G by fetal cells that would block some cells of the innate immune system and the secretion of cytokines, hormones and some factors by trophoblast cells that would induce changes in the placental microenvironment. Maternal tolerance is probably the consequence of a wide panel of mechanisms that may be or not pregnancy-specific. In this context, indoleamine 2, 3 dioxygenase (IDO), an inducible INFy enzyme, is a candidate protein to be involved in placental tolerance, as suggested in some reports on women pregnancy. IDO seems to catabolise the tryptophan, an essential amino acid necessary to cell proliferation. This way, activated T-cells in placental tis sue cannot proliferate due to starvation of tryptophan in milieu and these cells undergo apoptosis. This change may be one of the ways maternal-fetal tolerance occurs. Our aim was to evaluate the levels of tryptophan and its degradation products in normal and cloned bovine pregnancy, observing possible changes in tryptophan catabolism during this period. Homogenates from normal placental tissue from cows with normal (n=29) and cloned pregnancy (n=5) were analyzed by high performance liquid chromatograph. Levels of tryptophan and kinurenine reached their highest levels through of time of pregnancy; TRIPTOPHAN: 479,33µM/L ±53,04ste; 745,87µM/L ±72,71ste; 983,39µM/L ±196,37ste early. middle and late pregnancy respectively; KINURENINE: 15,13µM/L ±2,97ste; 25,26µM/L 3,72ste; 52,77µM/L ±17,75ste early. middle and late pregnancy respectively. The ratios of kynurenine to tryptophan does not increased during pregnancy (0.038 ±0.011ste, 0.035 ±0.005ste and 0.056 ±0,020ste; early, middle and late pregnancy respectively). When these values were compared to cloned pregnancy they showed lower values in these animais, however they were not statiscally significant (0,031 ±0.003ste). Tryptophan values were lower in cloned pregnancy (811,34µM/L ± ±232, 14ste) as well kinurenine (22,85µM/L ±4,09stde). There was no statiscal difference between normal late pregnancy and cloned pregnancy in this mater. The presence of kinurenine in bovine placental tissue is one indicator that IDO could be expressed in bovine placenta and indicate an IDO activity in this site.

As proteínas são consideradas importantes alvos para os oxidantes, devido à abundância em sistemas biológicos e às altas constantes de reações com estas espécies. Adicionalmente, têmse demonstrado que o triptofano (W) é um aminoácido extremamente susceptível a oxidação, inclusive pelo oxigênio singlete (1O2). A reação do W com o 1O2 tem despertado o interesse de diversos pesquisadores. Recentemente, esta reação tem atraído mais atenção, uma vez que produtos de oxidação do W tais como N-formilquinurenina (FMK) e quinurenina (kn) têm sido associados com algumas condições patológicas, tais como o desenvolvimento de catarata e a formação de agregados covalentes da superóxido dismutase envolvidos na esclerose lateral amiotrófica. Entretanto, há poucos trabalhos enfocando detalhadamente as reações, com estudos de estabilidade, identificação de subprodutos e propostas mecanísticas. Desta forma, pretendemos com este trabalho contribuir no esclarecimento do mecanismo de oxidação do triptofano pelo 1O2, através da análise e caracterização de produtos de oxidação gerados. Com este intuito, dois hidroperóxidos de triptofano isômeros (WOOH cis e trans, em relação ao grupamento carboxila) foram completamente caracterizados por análises de HPLC/espectrometria de massa e RMN como os principais produtos de oxidação do W pelo 1O2. Estes hidroperóxidos demonstraram ser relativamente estáveis às temperaturas ambiente e fisiológica, decompondo lentamente para os alcoóis correspondentes. O aumento do pH e/ou o aquecimento das soluções contendo os WOOH leva a decomposição quimiluminescente dos WOOH à FMK. Utilizando hidroperóxidos isotopicamente marcados com [18O] (W18O18OH) foi possível confirmar que a FMK formada durante esta decomposição era marcada com dois átomos de oxigênio. Este resultado demonstra que os dois átomos da FMK são derivados do grupamento hidroperóxido. Em adição, estas reações são quimiluminescentes, sugerindo o envolvimento de um intermediário dioxetano. Este mecanismo foi confirmado uma vez que o espectro de quimiluminescência da decomposição dos WOOH pode ser sobreposto ao espectro de fluorescência da FMK, inequivocamente identificado a FMK como a espécie emissora. Dioxindoilalaninas diastereoisoméricas também foram caracterizadas como produtos de oxidação do triptofano pelo 102; uma possível via radicalar foi excluída. Em suma, este estudo contribuiu na elucidação das bases químicas envolvidas na oxidação do triptofano por 102, através da caracterização dos produtos formados e da investigação detalhada dos mecanismos de decomposição destes produtos. / Proteins have been considered important targets for reactive oxygen species. Indeed, tryptophan (W) has been shown to be a highly susceptible amino acid to many oxidizing agents, including singlet molecular oxygen (1O2). The reaction of 1O2 with W has long been a matter of concern, and has recently attracted considerably more attention because W-derived oxidation products such as N-formylkynurenine (FMK) and kynurenine (kn) have been associated with some pathological conditions such as the development of cataracts and the formation of covalent aggregates of superoxide dismutase, which has been implicated in amyotrophic lateral sclerosis. Despite the intense interest in the mechanism of W oxidation, there are a lot of gaps that remains to be elucidated. In this context, the current study was undertaken to investigate the chemical basis involved in W oxidation by 1O2. We are concerned about the chemistry of the initially formed hydroperoxides, their stability, further reactions and the mechanism leading to FMK conversion. With this purpose, two cis and trans tryptophan hydroperoxide (WOOH) isomers were completely characterized by HPLC/mass spectrometry and NMR analyses as the major W-oxidation photoproducts. Also, they were shown to be relatively stable at ambient and physiological temperatures, leading to a slow decomposition to the corresponding alcohols. Increasing the pH or heating the solutions gives rise to a luminescent decomposition of the WOOH to FMK. Using 18O-labeled hydroperoxides (W18O18OH), it was possible to confirm the formation of a two-oxygen-labeled FMK molecule derived from W18O18OH decomposition. This result shows that both oxygen atoms in FMK are derived from the hydroperoxide group. In addition, these reactions are chemiluminescent (CL), indicating a dioxetane cleavage pathway. This mechanism was confirmed since the CL spectrum of the WOOH decomposition matched the FMK fluorescence spectrum, unequivocally identifying FMK as the emitting species. Diastereoisomeric dioxindoyalanine were also characterized as oxidation products derived from the reaction of W with 1O2. The involvement of radicals in this reaction was excluded. In summary, this work offers further insights into the chemistry involved in W-oxidation, through the characterization of photoproducts and the detailed investigation about the decomposition mechanism of these products.