Characterization of proteinases from the midgut of Rhipicephalus (Boophilus) microplus involved in the generation of antimicrobial peptides

Background: Hemoglobin is a rich source of biologically active peptides, some of which are potent antimicrobials (hemocidins). A few hemocidins have been purified from the midgut contents of ticks. Nonetheless, how antimicrobials are generated in the tick midgut and their role in immunity is still poorly understood. Here we report, for the first time, the contribution of two midgut proteinases to the generation of hemocidins. Results: An aspartic proteinase, designated BmAP, was isolated from the midgut of Rhipicephalus (Boophilus) microplus using three chromatographic steps. Reverse transcription-quantitative polymerase chain reaction revealed that BmAP is restricted to the midgut. The other enzyme is a previously characterized midgut cathepsin L-like cysteine proteinase designated BmCL1. Substrate specificities of native BmAP and recombinant BmCL1 were mapped using a synthetic combinatorial peptide library and bovine hemoglobin. BmCL1 preferred substrates containing non-polar residues at P2 subsite and polar residues at P1, whereas BmAP hydrolysed substrates containing non-polar amino acids at P1 and P1`. Conclusions: BmAP and BmCL1 generate hemocidins from hemoglobin alpha and beta chains in vitro. We postulate that hemocidins may be important for the control of tick pathogens and midgut flora.

Isolation and characterization of four type 2 ribosome inactivating pulchellin isoforms from Abrus pulchellus seeds

Abrus pulchellus seeds contain at least seven closely related and highly toxic type 2 ribosome-inactivating pulchellins, each consisting of a toxic A-chain linked to a sugar binding B-chain. In the present study, four pulchellin isoforms (termed P I, P II, P III and P IV) were isolated by affinity, ion exchange and chromatofocusing chromatographies, and investigated with respect to toxicity and sugar binding specificity. Half maximal inhibitory concentration and median lethal dose values indicate that P I and P II have similar toxicities and that both are more toxic to cultured HeLa cells and mice than P III and P IV. Interestingly, the secondary structural characteristics and sugar binding properties of the respective pairs of isoforms correlate well with the two toxicity levels, in that P I/P II and P III/P IV form two specific subgroups. From the deduced amino acids sequences of the four isoforms, it is clear that the highest similarity within each subgroup is found to occur within domain 2 of the B-chains, suggesting that the disparity in toxicity levels might be attributed to subtle differences in B-chain-mediated cell surface interactions that precede and determine toxin uptake pathways.

Palythine-threonine, a major novel mycosporine-like amino acid (MAA) isolated from the hermatypic coral Pocillopora capitata

Using a high-resolution reverse-phase liquid chromatography method we found that the tissues of the hermatypic coral Pocillopora capitato (collected in Santiago Bay, Mexico) contain a high diversity of primary and secondary mycosporine-like amino acids (MAAs) typical of some reef-building coral species: mycosporine-glycine, shinorine, porphyra-334, mycosporine-methylamine-serine, mycosporine-methylamine-threonine, palythine-serine, palythine and one additional novel predominant MAA, with an absorbance maximum of 320 nm. Here we document the isolation and characterization of this novel MAA from the coral A capitata. Using low multi-stage mass analyses of deuterated and non deuterated compounds, high-resolution mass analyses (Time of Flight, TOF) and other techniques, this novel compound was characterized as palythine-threonine. Palythine-threonine was also present in high concentrations in the corals Pocillopora eydouxi and Stylophora pistillata indicating a wider distribution of this MAA among reef-building corals. From structural considerations we suggest that palythine-threonine is formed by decarboxylation of porphyra-334 followed by demethylation of mycosporine-methylamine-threonine. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Lipid, fatty acid, protein, amino acid and ash contents in four Brazilian red algae species

Four species of marine benthic algae (Laurencia filiformis, L. intricata, Gracilaria domingensis and G. birdiae) that belong to the phylum Rhodophyta were collected in Espirito Santo State, Brazil and investigated concerning their biochemical composition (fatty acid, total lipid, soluble proteins, amino acid and ash). The total content of lipid (% dry weight) ranged from 1.1% to 6.2%: fatty acid from 0.7% to 1.0%: soluble protein from 4.6% to 18.3%, amino acid from 6.7% to 11.3% and ash from 22.5% to 38.4%. judging from their composition, the four species of algae appear to be potential sources of dietary proteins, amino acids, lipids and essential fatty acids for humans and animals. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Light-Induced Oxidation of Unsaturated Lipids as Sensitized by Flavins

Triplet-excited riboflavin ((3)RF*) was found by laser flash photolysis to be quenched by polyunsaturated fatty acid methyl esters in tert-butanol/water (7:3, v/v) in a second-order reaction with k similar to 3.0 x 10(5) L mol(-1) s(-1) at 25 degrees C for methyl linoleate and 3.1 x 10(6) L mol(-1) s(-1), with Delta H double dagger = 22.6 kJ mol(-1) and Delta S double dagger = -62.3 J K(-1) mol(-1), for methyl linolenate in acetonitrile/water (8:2, v/v). For methyl oleate, k was <10(4) L mol(-1) s(-1). For comparison, beta-casein was found to have a rate constant k similar to 4.9 x 10(8) L mol(-1) s(-1). Singlet-excited flavin was not quenched by the esters as evidenced by insensitivity of steady-state fluorescence to their presence. Density functional theory (DFT) calculations showed that electron transfer from unsaturated fatty acid esters to triplet-excited flavins is endergonic, while a formal hydrogen atom transfer is exergonic (Delta G(HAT)degrees = -114.3, -151.2, and -151.2 kJ mol(-1) for oleate, linoleate, and linolenate, respectively, in acetonitrile). The reaction is driven by acidity of the lipid cation radical for which a pK(a) similar to -0.12 was estimated by DFT calculations. Absence of electrochemical activity in acetonitrile during cyclic voltammetry up to 2.0 V versus NHE confirmed that Delta G(ET)degrees > 0 for electron transfer. Interaction of methyl esters with (3)RF* is considered as initiation of the radical chain, which is subsequently propagated by combination reactions with residual oxygen. In this respect, carbon-centered and alkoxyl radicals were detected using the spin trapping technique in combination with electron paramagnetic resonance spectroscopy. Moreover, quenching of 3RF* yields, directly or indirectly, radical species which are capable of initiating oxidation in unsaturated fatty acid methyl esters. Still, deactivation of triplet-excited flavins by lipid derivatives was slower than by proteins (factor up to 10(4)), which react preferentially by electron transfer. Depending on the reaction environment in biological systems (including food), protein radicals are expected to interfere in the mechanism of light-induced lipid oxidation.

Sample stacking in CZE using dynamic thermal junctions II: Analytes with high dpK(a)/dT crossing a single thermal junction in a BGE with low dpH/dT

In a previous work [M. Mandaji, et al., this issue] a sample stacking method was theoretically modeled and experimentally demonstrated for analytes with low dpK(a)/dT (analytes carrying carboxylic groups) and BGEs with high dpH/dT (high pH-temperature-coefficients). In that work, buffer pH was modulated with temperature, inducing electrophoretic mobility changes in the analytes. In the present work, the opposite conditions are studied and tested, i.e. analytes with high dpK(a)/dT and BGEs that exhibit low dpH/dT. It is well known that organic bases such as amines, imidazoles, and benzimidazoles exhibit high dpK(a)/dT. Temperature variations induce instantaneous changes on the basicity of these and other basic groups. Therefore, the electrophoretic velocity of some analytes changes abruptly when temperature variations are applied along the capillary. This is true only if BGE pH remains constant or if it changes in the opposite direction of pK(a) of the analyte. The presence of hot and cold sections along the capillary also affects local viscosity, conductivity, and electric field strength. The effect of these variables on electrophoretic velocity and band stacking efficacy was also taken into account in the theoretical model presented. Finally, this stacking method is demonstrated for lysine partially derivatized with naphthalene-2,3-dicarboxaldehyde. In this case, the amino group of the lateral chain was left underivatized and only the alpha amino group was derivatized. Therefore, the basicity of the lateral amino group, and consequently the electrophoretic mobility, was modulated with temperature while the pH of the buffer used remained unchanged.

Fontes de metionina em rações formuladas com base em aminoácidos totais ou digestíveis para frangas de reposição leves e semipesadas

Foram conduzidos dois experimentos com o objetivo de avaliar a utilização de duas fontes de metionina (em pó ou líquida) em rações formuladas com base em aminoácidos digestíveis ou totais para frangas de reposição leves e semipesadas, nas fases inicial (de 1 a 6 semanas de idade) e de crescimento (de 11 a 16 semanas de idade). Em cada experimento, foram utilizadas 384 aves distribuídas em delineamento inteiramente ao acaso, em esquema fatorial 2 × 2 × 2, composto de duas linhagens (Hy-Line W36 e Hy-Line Brown), duas fontes de metionina (HMTBA - 88% e DL-Metionina - 99%) e dois critérios de formulação da dieta (aminoácidos totais e digestíveis), totalizando oito tratamentos, cada um com seis repetições de oito aves. Foram avaliados os consumos de ração, proteína bruta e energia metabolizável, o peso e ganho de peso corporal e a conversão alimentar das aves. Não houve interação entre os fatores para nenhuma das variáveis estudadas. As aves da linhagem Brown apresentaram maior consumo de ração, peso corporal e ganho de peso. As fontes de metionina e os critérios de formulação de ração não influenciaram as características de desempenho. As aves das linhagens W36 e Brown da linhagem Hy-Line apresentam diferentes perfis de desenvolvimento corporal. A metionina em pó (DL-metionina - 99%) ou a líquida (HMTBA - 88%), assim como os critérios de formulação de ração (aminoácidos totais ou digestíveis) proporcionam desempenho semelhante em aves de reposição.

Desempenho e rendimento de carcaça de frangos de corte alimentados com dietas contendo subprodutos do arroz formuladas com base nos conceitos de proteína bruta e ideal

Foi conduzido um experimento para avaliar a utilização de subprodutos do arroz em dietas formuladas com base nos conceitos de proteína bruta e ideal para frangos de corte de 1 a 42 dias de idade. Foram utilizados 720 pintos machos de 1 dia de idade da linhagem "Hybro", em delineamento inteiramente ao acaso, em esquema fatorial 3 × 2, composto de três dietas (sem subprodutos, farelo de arroz integral e quirera de arroz) e dois conceitos de formulação de rações (proteína bruta e ideal), totalizando seis tratamentos e quatro repetições de 30 aves. O ganho de peso, o consumo de ração e a conversão alimentar foram avaliados aos 21 e 42 dias e as características de carcaça aos 42 dias de idade. As aves alimentadas com dietas formuladas pelo conceito tradicional (baseado na proteína bruta) apresentaram melhor conversão alimentar e menor taxa de deposição de gordura abdominal.

Composição química, valores de energia metabolizável e aminoácidos digestíveis de subprodutos do arroz para frangos de corte

Dois experimentos foram conduzidos para determinar a composição química, os valores de energia e os coeficientes de digestibilidade dos aminoácidos, do farelo de arroz integral (FAI) e da quirera de arroz (QA). No primeiro estudo, foram utilizadas 144 aves, com 21 dias de idade, machos, linhagem Cobb, que tiveram suas excretas totalmente coletadas para determinação da energia metabolizável aparente (EMA) e energia metabolizável aparente corrigida (EMAn). O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com três tratamentos e seis repetições, com oito aves cada. No segundo experimento, foi utilizado o método de alimentação forçada para a determinação dos coeficientes de digestibilidade dos aminoácidos. O delineamento foi inteiramente casualizado, com dois alimentos e um jejum e seis repetições com um galo cada. Os valores de MS, PB, EE, FB, EMA e EMAn foram, respectivamente, para FAI: 88,6%; 11,8%; 15,3%; 10,2%; 2968kcal kg-1 e 2804kcal kg-1 e para QA: 93,5%; 9,1%; 0,73%; 0,45%; 3338kcal kg-1 e 3239kcal kg-1. Os valores médios encontrados dos coeficientes de digestibilidade de aminoácidos essenciais e não essenciais foram, respectivamente, de 75,9% e 73,9%, para FAI, e 77,9% e 76,5%, para QA. Embora tenham apresentado níveis inferiores de energia, FAI e a QA podem ser utilizados nas rações de aves em substituição ao milho, uma vez que tiveram níveis maiores de proteína bruta e aminoácidos digestíveis.

Desempenho e qualidade dos ovos de poedeiras comerciais alimentadas com rações contendo diferentes níveis de metionina e lisina

Foram avaliados os efeitos dos níveis de metionina e lisina sobre o desempenho e a qualidade interna e externa dos ovos de poedeiras comerciais. Foram utilizadas 256 poedeiras Hisex White com 68 semanas de idade, alojadas individualmente em delineamento inteiramente casualizado em arranjo fatorial 4 õ 4, com quatro níveis de lisina (0,482; 0,682; 0,882 e 1,082%) e metionina (0,225; 0,318; 0,411 e 0,505%), totalizando 16 dietas, cada uma com quatro repetições de quatro aves. O desempenho foi avaliado por meio das características consumos de ração, lisina, metionina, proteína bruta e de energia, peso, produção e massa de ovos e conversão alimentar. A qualidade interna dos ovos foi avaliada por meio das características peso e porcentagem de albúmen e gema e pela unidade Haugh. As aves apresentaram máxima produção de ovos quando alimentadas com rações contendo 0,444% de metionina total e 0,872% de lisina total. A classificação dos ovos por tipo e as características de qualidade interna e externa dos ovos não foram influenciadas pelos níveis de metionia e lisina da dieta.

Desempenho, qualidade dos ovos e balanço de nitrogênio de poedeiras comerciais alimentadas com rações contendo diferentes níveis de proteína bruta e lisina

O experimento foi conduzido para avaliar os efeitos de rações com diferentes níveis de proteína bruta (PB) e lisina sobre as características de desempenho, a qualidade interna dos ovos e o balanço/retenção do nitrogênio. Foram utilizadas 160 poedeiras Hisex White com 48 semanas de idade, alojadas individualmente em delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial 4 × 2, com quatro níveis de PB (12, 14, 16 e 18%) e dois de lisina (0,85 e 1,00%), totalizando oito rações com cinco repetições de quatro aves. O consumo de proteína bruta, o peso dos ovos, a massa de ovos e a porcentagem de albúmen apresentam resposta linear crescente aos níveis de PB na dieta. O balanço de nitrogênio não é alterado pelos níveis de proteína das rações.

Influência do treinamento físico aeróbio no transporte mitocondrial de ácidos graxos de cadeia longa no músculo esquelético: papel do complexo carnitina palmitoil transferase

O ácido graxo (AG) é uma importante fonte de energia para o músculo esquelético. Durante o exercício sua mobilização é aumentada para suprir as necessidades da musculatura ativa. Acredita-se que diversos pontos de regulação atuem no controle da oxidação dos AG, sendo o principal a atividade do complexo carnitina palmitoil transferase (CPT), entre os quais três componentes estão envolvidos: a CPT I, a CPT II e carnitina acilcarnitina translocase. A função da CPT I durante o exercício físico é controlar a entrada de AG para o interior da mitocôndria, para posterior oxidação do AG e produção de energia. Em resposta ao treinamento físico há um aumento na atividade e expressão da CPT I no músculo esquelético. Devido sua grande importância no metabolismo de lipídios, os mecanismos que controlam sua atividade e sua expressão gênica são revisados no presente estudo. Reguladores da expressão gênica de proteínas envolvidas no metabolismo de lipídios no músculo esquelético, os receptores ativados por proliferadores de peroxissomas (PPAR) alfa e beta, são discutidos com um enfoque na resposta ao treinamento físico.

Lisina digestível e zinco quelado para frangos de corte machos: desempenho e retenção de nitrogênio na fase pré-inicial

Em dois ensaios experimentais, avaliaram-se níveis de lisina digestível (0,90; 1,00; 1,10; 1,20 e 1,40%) combinados a zinco quelado (43 e 253 ppm) para frangos de corte machos. Os períodos considerados foram: 1 a 11 dias de idade (desempenho) e 1 a 7 dias de idade (balanço de nitrogênio). O delineamento experimental utilizado foi de blocos ao acaso, em esquema fatorial 5 × 2. No ensaio de desempenho, utilizaram-se 7 repetições e 15 aves por unidade experimental e, no ensaio de digestibilidade, 6 repetições e 6 aves por unidade experimental. As dietas continham 2.960 de EM/kg e 21% de proteína bruta. Na fase de 1 a 11 dias de idade, não houve efeito de interação lisina digestível × zinco quelado no desempenho, mas verificou-se efeito quadrático dos níveis de lisina digestível sobre o peso final, o ganho de peso e o ganho de peso relativo e efeito linear crescente no consumo de ração. A conversão alimentar não diferiu com as variações dos níveis de lisina digestível e zinco na dieta. Nas condições de avaliação do desempenho, o nível ótimo de lisina digestível para frangos de corte machos mantidos em piso de concreto é de 1,19%. Na fase de 1 a 7 dias de idade, não houve influência da relação entre níveis de lisina digestível e zinco quelado no balanço de nitrogênio. A retenção de nitrogênio aumentou de forma linear crescente com o aumento da concentração de lisina digestível na dieta, o que está de acordo com o aumento linear do ganho de peso e da eficiência alimentar. A exigência de lisina digestível para frangos de corte machos de 1 a 7 dias de idade é igual ou superior a 1,40%.

Níveis de proteína bruta em dietas comerciais para suínos em crescimento e terminação

Avaliaram-se quatro níveis de proteína bruta (PB) em dietas consideradas comerciais fornecidas a suínos machos castrados nas fases de crescimento e terminação. Foram utilizados 48 machos castrados de mesma linhagem genética, com pesos iniciais de 30,8 ± 0,12 kg (fase de crescimento) e 61,2 ± 0,89 kg (fase de terminação), segregados no sistema de produção. Os animais foram distribuídos em delineamento experimental de blocos ao acaso, compostos de quatro tratamentos (níveis de PB) e seis repetições e dois animais por unidade experimental. Os níveis de PB testados foram 19,5; 18,0; 16,5 e 15,0% na fase crescimento e 18,0; 16,5; 15,0 e 13,5% na fase terminação. Na fase crescimento, não foram constatadas diferenças no desempenho dos machos castrados. Independentemente do nível de PB na dieta, as exigências nutricionais foram atendidas, não obstante, a dieta com 16,5% PB indicou maior viabilidade econômica, calculada como margem bruta decorrente da alimentação. Semelhante à fase de crescimento, na fase de terminação os níveis de PB da dieta não promoveram diferenças no desempenho e nas características de carcaça dos animais ao abate. Ao considerar a margem bruta atribuída à alimentação, a dieta com 15,0% PB permitiria maior retorno econômico no período correspondente ao intervalo dos 60 aos 100 kg. A variação da proteína dietética com a suplementação dos principais aminoácidos não prejudicou o desempenho de suínos machos castrados nas fases de crescimento e terminação criados em condições desejáveis de saúde, segregados, em sistema de criação comercial. Pequenas variações entre aminoácidos não prejudicam o desempenho de suínos machos castrados nas fases de crescimento e terminação, desde que as exigências de lisina digestível e dos demais aminoácidos limitantes sejam mantidas próximas às relações mínimas atualmente indicadas.

Modulation of extracellular matrix by nutritional hepatotrophic factors in thioacetamide-induced liver cirrhosis in the rat

Nutritional substances associated to some hormones enhance liver regeneration when injected intraperitoneally, being denominated hepatotrophic factors (HF). Here we verified if a solution of HF (glucose, vitamins, salts, amino acids, glucagon, insulin, and triiodothyronine) can revert liver cirrhosis and how some extracellular matrices are affected. Cirrhosis was induced for 14 weeks in 45 female Wistar rats (200 mg) by intraperitoneal injections of thioacetamide (200 mg/kg). Twenty-five rats received intraperitoneal HF twice a day for 10 days (40 mL·kg-1·day-1) and 20 rats received physiological saline. Fifteen rats were used as control. The HF applied to cirrhotic rats significantly: a) reduced the relative mRNA expression of the genes: Col-α1 (-53%), TIMP-1 (-31.7%), TGF-β1 (-57.7%), and MMP-2 (-41.6%), whereas Plau mRNA remained unchanged; b) reduced GGT (-43.1%), ALT (-17.6%), and AST (-12.2%) serum levels; c) increased liver weight (11.3%), and reduced liver collagen (-37.1%), regenerative nodules size (-22.1%), and fibrous septum thickness. Progranulin protein (immunohistochemistry) and mRNA (in situ hybridization) were found in fibrous septa and areas of bile duct proliferation in cirrhotic livers. Concluding, HF improved the histology and serum biochemistry of liver cirrhosis, with an important reduction of interstitial collagen and increased extracelullar matrix degradation by reducing profibrotic gene expression.