Efeitos estruturais e cinéticos de micelas invertidas sobre uma amidase de pseudomonas aeruginosa

No presente trabalho foi executado o encapsulamento de células intactas, extracto celular e amidase purificada (E.C. 3.5.1.4) da estirpe L10 e AI3 de Pseudomonas aeruginosa num sistema de micelas invertidas composto pelo surfactante catiónico brometo de tetradeciltrimetilamónio (TTAB) em heptano/octanol 80/20 (v/v). O efeito do encapsulamento no sistema de micelas invertidas foi estudado avaliando a reacção de transamidação para síntese de ácido acetohidroxâmico, catalisada pela amidase expressa por ambas as estirpes. No sistema de micelas invertidas fez-se variar conteúdo de água (w0) e foi estudado o efeito na actividade enzimática e no rendimento de síntese de acetohidroxamato. Os resultados demonstraram um aumento considerável de actividade específica e do rendimento de síntese no sistema de micelas comparativamente ao meio convencional aquoso, sugerindo que a metodologia de encapsulamento do biocatalisador demonstrou potencialidades de utilização na síntese de hidroxamatos, compostos de elevada importância e aplicabilidade. Na variação do conteúdo de água no sistema micelar obteve-se uma curva em sino de actividade específica e de rendimento, com um pico de actividade para w0 = 10, quer em células intactas, extracto celular e amidase purificada de ambas as estirpes. No caso da Pseudomonas aeruginosa L10 alcançaram-se actividades específicas de 8, 11 e 103 UI/mg de proteína e rendimentos de 94, 99 e 40 % respectivamente para células intactas, extracto celular e amidase purificada. Quanto à Pseudomonas aeruginosa AI3 obtiveram-se, respectivamente, actividades específicas de 5, 9 e 163 UI/ mg de proteína e rendimentos de 66, 66 e 28 % para células intactas, extracto celular e amidase purificada. A estabilidade de armazenamento do biocatalisador no sistema de micelas invertidas e em solução aquosa a 24ºC foi avaliada. Este estudo revelou um aumento do t1/2 no sistema de micelas face ao armazenamento em solução aquosa convencional. No caso da Pseudomonas aeruginosa L10 os melhores resultados foram obtidos para a amidase purificada encapsulada revelando um t1/2 de 17 dias. Quanto ao extracto celular da Pseudomonas aeruginosa AI3 demonstrou um t1/2 de 26 dias quando encapsulado no sistema de micelas. O estudo das alterações estruturais na amidase, de ambas as estirpes, devidas ao encapsulamento em micelas invertidas foi realizado recorrendo à espectroscopia de FTIR. Esta análise permitiu verificar que a amidase AI3 não alterou significativamente a sua estrutura secundária em micelas invertidas para diferentes w0. No entanto, no encapsulamento a sua estrutura secundária sofreu alterações face à estrutura do enzima em solução aquosa. A amidase L10 exibe apenas alterações estruturais face à estrutura que exibe em solução aquosa quando confinada em micelas para w0 3,5 e 4.

Construção de um biossensor para o doseamento de ureia baseado na inibição enzimática da amidase de pseudomonas aeruginosa com recurso a um eléctrodo selectivo de iões amónio

Era objectivo do presente trabalho o desenvolvimento de um biossensor baseado na inibição da amidase de Pseudomonas aeruginosa para a quantificação de ureia em diversas amostras com recurso a um eléctrodo selectivo de iões amónio (ISE). A ureia é um poderoso inibidor do centro activo da amidase (Acilamida hidrolase EC 3.5.1.4) de Pseudomonas aeruginosa a qual catalisa a hidrólise de amidas alifáticas produzindo o ácido correspondente e amónia. O extracto celular de Pseudomonas aeruginosa L10 contendo actividade de amidase foi imobilizado em membranas de poliétersulfona modificadas (PES) e em membranas de nylon Porablot NY Plus na presença de gelatina e de glutaraldeído (GA) como agente bifuncional. Estas membranas foram posteriormente utilizadas na construção do biossensor baseado no ISE, utilizando acetamida como substrato, a reacção enzimática foi seguida medindo os iões amónio produzidos pela hidrólise da amida alifática, e a resposta do biossensor apresentada como a velocidade inicial da reacção (mV.min-1). A optimização dos parâmetros de imobilização foi efectuada de acordo com a metodologia ANOVA. Assim, a mistura de 30μL extracto celular, 2μL GA (5%) e 10 μL Gelatina 15% (p/v) foi a que conduziu a uma melhor resposta do biossensor. Efectuou-se ainda o estudo de optimização de alguns parâmetros experimentais pH e tempo de incubação em ureia, este conduziu ao valor pH=7,2 como pH óptimo de resposta do biossensor e 20 min como tempo óptimo de incubação das membranas nas soluções de ureia, sendo neste caso a resposta do biossensor dada pela diferença das respostas do biossensor antes e após incubação. A calibração do biossensor foi efectuada em soluções contendo concentrações conhecidas de ureia preparadas em tampão Tris, leite e vinho caseiro, exibindo um limite de detecção de 2,0 ×10-6 M de ureia. A incubação das membranas em hidroxilamina 2M por um período de 2h permitiu a recuperação de 70% da actividade enzimática da membrana. O biossensor apresentou uma elevada estabilidade de armazenamento por um período de 55 dias revelando uma perda de apenas 15% da sua resposta. O biossensor desenvolvido apresenta uma sensibilidade de 58,245 mV.min-1 e um tempo de resposta de aproximadamente 20s. A resposta do biossensor foi linear para concentrações de ureia presentes no vinho na gama de 4-10 μM de ureia.

Análise da produção de uma amidase recombinante de pseudomonas aeruginosa

O presente trabalho consistiu na optimização da produção da amidase (EC.3.5.1.4 recombinante de Escherichia coli cujo gene foi isolado de Pseudomonas aeruginosa 8602. O efeito na agregação do enzima in vivo de diversos parâmetros de crescimento, tais como concentração de IPTG, temperatura de incubação e 3% de etanol, foi estudado por combinação da actividade enzimática com a espectrocospia de FTIR. Os resultados demosntraram que ocorreu a formação de amidase agregada na forma de corpos de inclusão em todas as condições de crescimento. A actividade enzimática máxima obtida na fracção solúvel ocorreu para a condição de 4,40 mM IPTG com etanol a 37º C enquanto que nas fracções insolúveis a actividade enzimática máxima obtida foi para a condição de 0,70mM IPTG com etanol a 25ºC. Verificou-se ainda que o etanol nas condições de crescimento de 25ºC permitiu uma elevada expressão de amidase, mas que agragou numa forma biologicamente activa apresentando para determinadas condições um aumento de 60% de actividade específica em relação à fracção solúvel. A espectrocospia de FTIR foi utilizada para o estudo de possíveis alterações estruturais da amidase produzida nas diversas condições de crescimento. Constatou-se assim que para todas as condições de crescimento, a amidase agregou na forma de corpos de inclusão devido ao aumento de folhas-β agregadas resultante de um aumento de interacções intermoleculares comparativamente ao enzima purificado. De um modo geral as condições a 25ºC formam maior quantidade de folhas-β agregadas que as condições a 37ºC, principalmente na presença de etanol. Verificou-se ainda que os corpos de inclusão das condições de crescimento de 37ºC apresentam uma estrutura secundária mais semelhante com a solução de amidase purificada relativamente às condições de 25ºC. No entanto as condições de 37ºC apresentam agragados com menor actividade possivelmente devido à ocorrência de interacções intermoleculares associadas a uma estrutura secundária mais semelhante à nativa. A solubilização não desnaturante da amidase nos corpos de inclusão foi efectuada com sucesso na presença de L-Arginina obtendo-se maior rendimento de solubilização para as condições a 37ºC, comprovando a menor quantidade de interacções intermoleculares nestes agregados e uma estrutura secundária do enzima agregado semelhante à nativa.

Substrate interaction with recombinant amidase from Pseudomonas aeruginosa during biocatalysis

The interaction of a variety of substrates with Pseudomonas aeruginosa native amidase (E.C. 3.5.1.4), overproduced in an Escherichia coli strain, was investigated using difference FTIR spectroscopy. The amides used as substrates showed an increase in hydrogen bonding upon association in multimers, which was not seen with esters. Evidence for an overall reduction or weakening of hydrogen bonding while amide and ester substrates are interacting with the enzyme is presented. The results describe a spectroscopic approach for analysis of substrate-amidase interaction and in situ monitoring of the hydrolysis and transferase reaction when amides or esters are used as substrates.

Pseudomonas aeruginosa amidase: Aggregation in recombinant Escherichia coli

The effect of cultivation parameters such as temperature incubation, IPTG induction and ethanol shock on the production of Pseudomonasaeruginosa amidase (E.C.3.5.1.4) in a recombinant Escherichia coli strain in LB ampicillin culture medium was investigated. The highest yield of solubleamidase, relatively to other proteins, was obtained in the condition at 37 degrees C using 0.40 mM IPTG to induce growth, with ethanol. Our results demonstrate the formation of insoluble aggregates containing amidase, which was biologically active, in all tested growth conditions. Addition of ethanol at 25 degrees C in the culture medium improved amidase yield, which quantitatively aggregated in a biologically active form and exhibited in all conditions an increased specific activity relatively to the soluble form of the enzyme. Non-denaturing solubilization of the aggregated amidase was successfully achieved using L-arginine. The aggregates obtained from conditions at 37 degrees C by Furier transform infrared spectroscopy (FTIR) analysis demonstrated a lower content of intermolecular interactions, which facilitated the solubilization step applying non-denaturing conditions. The higher interactions exhibited in aggregates obtained at suboptimal conditions compromised the solubilization yield. This work provides an approach for the characterization and solubilization of novel reported biologically active aggregates of this amidase.

Importância das medidas da perspectiva de aprendizagem e crescimento do balanced scorecard nos hotéis portugueses de 4 e 5 estrelas

Mestrado em Contabilidade

Síntese de precursores de ligando do tipo 5-aril-2-iminopirrole e sua aplicação na preparação de complexos de níquel

O trabalho apresentado nesta dissertação centrou-se na síntese e caracterização de novos precursores de ligandos do tipo iminopirrolilo, usando como molécula de partida a 2-fenil-1-pirrolina. Estes ligandos foram posteriormente usados em tentativas de síntese de complexos de Ni(II). Em termos experimentais, este trabalho foi iniciado pelo estudo da síntese do 2- fenilpirrole a partir da 2-fenil-1-pirrolina, na tentativa de obter um produto puro, através de um processo competitivo em termos de eficiência e custo em relação aos descritos anteriormente pelo grupo de trabalho e pela literatura. Numa segunda fase, estudou-se a síntese de dois novos precursores de ligandos iminopirrolilo e, por fim, tentou-se sintetizar dois novos complexos de Ni(II) com base nos referidos ligandos, com vista ao seu uso como catalisadores de polimerização de olefinas. O Capítulo 1 apresenta uma introdução ao desenvolvimento dos complexos de metais de transição como catalisadores de polimerização de olefinas, dando-se ênfase especial aos catalisadores de níquel contendo ligandos α-diimina, fenoxi-imina, anilitropona e iminopirrolilo. Focam-se ainda os métodos de síntese de pirroles substituídos na posição 2, devido à importância que apresentam para os objectivos deste trabalho. No Capítulo 2 estuda-se a reacção de desidrogenação catalítica de 2-fenil-1-pirrolina a 2-fenilpirrole, catalisada por paládio suportado em carvão ou alumina activados. Posteriormente descreve-se a reacção de formilação do 2-fenilpirrole que origina o novo composto 5-fenil-2-formilpirrole. Este é transformado em novos precursores de ligando do tipo iminopirrolilo, mais especificamente 2-arilimino-5-fenilpirrolilo, por condensação com a dimetil- e diisopropilanilina. No Capítulo 3 discute-se as tentativas de síntese de novos complexos de Ni(II) contendo os ligandos iminopirrolilo sintetizados, a partir da reacção dos correspondentes sais de sódio com o complexo [NiCl(Ph)(PPh3)2]. O Capítulo 4 apresenta as conclusões gerais e o Capítulo 5 os detalhes experimentais, as sínteses e as caracterizações dos ligandos e dos complexos.

RF Receiver Front End for 28.5 GHz Applications on a 70 GHz F-T SiGe BiCMOS Process

This article presents the design and test of a receiver front end aimed at LMDS applications at 28.5 GHz. It presents a system-level design after which the receiver was designed. The receiver comprises an LNA, quadrature mixer and quadrature local oscillator. Experimental results at 24 GHz center frequency show a conversion voltage gain of 15 dB and conversion noise figure of 14 5 dB. The receiver operates from a 2 5 V power supply with a total current consumption of 31 mA.

Transport properties in microcrystalline silicon solar cells under AM1.5 illumination analysed by two-dimensional numerical simulation

Microcrystalline silicon is a two-phase material. Its composition can be interpreted as a series of grains of crystalline silicon imbedded in an amorphous silicon tissue, with a high concentration of dangling bonds in the transition regions. In this paper, results for the transport properties of a mu c-Si:H p-i-n junction obtained by means of two-dimensional numerical simulation are reported. The role played by the boundary regions between the crystalline grains and the amorphous matrix is taken into account and these regions are treated similar to a heterojunction interface. The device is analysed under AM1.5 illumination and the paper outlines the influence of the local electric field at the grain boundary transition regions on the internal electric configuration of the device and on the transport mechanism within the mu c-Si:H intrinsic layer.

SU(5) x SU(5) unification revisited

The idea of grand unification in a minimal supersymmetric SU(5) x SU(5) framework is revisited. It is shown that the unification of gauge couplings into a unique coupling constant can be achieved at a high-energy scale compatible with proton decay constraints. This requires the addition of minimal particle content at intermediate energy scales. In particular, the introduction of the SU(2)(L) triplets belonging to the (15, 1)+((15) over bar, 1) representations, as well as of the scalar triplet Sigma(3) and octet Sigma(8) in the (24, 1) representation, turns out to be crucial for unification. The masses of these intermediate particles can vary over a wide range, and even lie in the TeV region. In contrast, the exotic vector-like fermions must be heavy enough and have masses above 10(10) GeV. We also show that, if the SU(5) x SU(5) theory is embedded into a heterotic string scenario, it is not possible to achieve gauge coupling unification with gravity at the perturbative string scale.

Atividades promotoras de pensamento crítico: sua eficácia em alunos de ciências da natureza do 5º ano de escolaridade

Esta investigação teve como finalidade averiguar se o conjunto de atividades desenvolvidas com o intuito de promover o pensamento crítico, construído de acordo com a taxonomia proposta por Ennis (1985, 1987), pode constituir uma metodologia adequada para se desenvolver este mesmo tipo de pensamento nos alunos. O modelo de investigação é de caráter predominantemente quantitativo, recorrendo a algumas técnicas de análise de dados de natureza qualitativa, envolvendo alunos do 5.º ano de escolaridade em contexto de sala de aula. O grupo experimental (n=19) foi sujeito à implementação de atividades expressamente desenvolvidas para este estudo, as quais se inserem no âmbito da temática ―Importância da água para os seres vivos. Com igual durabilidade, no grupo de controlo (n=19) os conteúdos programáticos foram abordados recorrendo somente ao manual adotado na escola que, após a sua avaliação, se considerou não promover o pensamento crítico. O Teste de Pensamento Crítico de Cornell (Nível X) foi aplicado a ambos os grupos em dois momentos distintos, pré-teste e pós-teste, para medir o nível e os aspetos do pensamento crítico dos sujeitos da amostra. Considerou-se relevante a realização de observações guiadas e orientadas por grelhas de observação não exaustivas para verificação do desempenho dos alunos, durante a implementação das atividades. Após a aplicação do conjunto de atividades promotoras de pensamento crítico ao grupo experimental foi aplicado um questionário de avaliação das mesmas. As atividades desenvolvidas a partir da taxonomia de Ennis promoveram capacidades de pensamento crítico nos alunos, uma vez que, partindo de uma situação inicial semelhante entre os grupos experimental e de controlo, se verificaram para o grupo experimental ganhos estatisticamente significativos do pré-teste para o pós-teste no nível e nos aspetos de pensamento crítico analisados, não se tendo verificado o mesmo para o grupo de controlo. As atividades promotoras de pensamento crítico revelaram-se assim uma metodologia eficaz no desenvolvimento do pensamento crítico dos alunos, pelo que importa estimular a sua inclusão na prática pedagógica dos docentes

Development of a biosensor for urea assay based on amidase inhibition, using an ion-selective electrode

A biosensor for urea has been developed based on the observation that urea is a powerful active-site inhibitor of amidase, which catalyzes the hydrolysis of amides such as acetamide to produce ammonia and the corresponding organic acid. Cell-free extract from Pseudomonas aeruginosa was the source of amidase (acylamide hydrolase, EC 3.5.1.4) which was immobilized on a polyethersulfone membrane in the presence of glutaraldehyde; anion-selective electrode for ammonium ions was used for biosensor development. Analysis of variance was used for optimization of the biosensorresponse and showed that 30 mu L of cell-free extract containing 7.47 mg protein mL(-1), 2 mu L of glutaraldehyde (5%, v/v) and 10 mu L of gelatin (15%, w/v) exhibited the highest response. Optimization of other parameters showed that pH 7.2 and 30 min incubation time were optimum for incubation ofmembranes in urea. The biosensor exhibited a linear response in the range of 4.0-10.0 mu M urea, a detection limit of 2.0 mu M for urea, a response timeof 20 s, a sensitivity of 58.245 % per mu M urea and a storage stability of over 4 months. It was successfully used for quantification of urea in samples such as wine and milk; recovery experiments were carried out which revealed an average substrate recovery of 94.9%. The urea analogs hydroxyurea, methylurea and thiourea inhibited amidase activity by about 90%, 10% and 0%, respectively, compared with urea inhibition.

Synthesis, Antimicrobial and Antiproliferative Activity of Novel Silver(I) Tris(pyrazolyl)methanesulfonateand 1,3,5-Triaza-7-phosphadamantane Complexes

Five new silver(I) complexes of formulas [Ag(Tpms)] (1), [Ag(Tpms)-(PPh3)] (2), [Ag(Tpms)(PCy3)] (3), [Ag(PTA)][BF4] (4), and [Ag(Tpms)(PTA)] (5) {Tpms = tris(pyrazol-1-yl)methanesulfonate, PPh3 = triphenylphosphane, PCy3 = tricyclohexylphosphane, PTA = 1,3,5-triaza-7-phosphaadamantane) have been synthesized and fully characterized by elemental analyses, H-1, C-13, and P-31 NMR, electrospray ionization mass spectrometry (ESI-MS), and IR spectroscopic techniques. The single crystal X-ray diffraction study of 3 shows the Tpms ligand acting in the N-3-facially coordinating mode, while in 2 and 5 a N2O-coordination is found, with the SO3 group bonded to silver and a pendant free pyrazolyl ring. Features of the tilting in the coordinated pyrazolyl rings in these cases suggest that this inequivalence is related with the cone angles of the phosphanes. A detailed study of antimycobacterial and antiproliferative properties of all compounds has been carried out. They were screened for their in vitro antimicrobial activities against the standard strains Enterococcus faecalis (ATCC 29922), Staphylococcus aureus (ATCC 25923), Streptococcus pneumoniae (ATCC 49619), Streptococcus pyogenes (SF37), Streptococcus sanguinis (SK36), Streptococcus mutans (UA1S9), Escherichia coli (ATCC 25922), and the fungus Candida albicans (ATCC 24443). Complexes 1-5 have been found to display effective antimicrobial activity against the series of bacteria and fungi, and some of them are potential candidates for antiseptic or disinfectant drugs. Interaction of Ag complexes with deoxyribonucleic acid (DNA) has been studied by fluorescence spectroscopic techniques, using ethidium bromide (EB) as a fluorescence probe of DNA. The decrease in the fluorescence of DNA EB system on addition of Ag complexes shows that the fluorescence quenching of DNA EB complex occurs and compound 3 is particularly active. Complexes 1-5 exhibit pronounced antiproliferative activity against human malignant melanoma (A375) with an activity often higher than that of AgNO3, which has been used as a control, following the same order of activity inhibition on DNA, i.e., 3 > 2 > 1 > 5 > AgNO3 >> 4.

Production of hydroxamic acids by immobilized Pseudomonas aeruginosa cells Kinetic analysis in reverse micelles

Intact cells from Pseudomonas aeruginosa strain L10 containing amidase were used as biocatalysts both free and immobilized in a reverse micellar system. The apparent kinetic constants for the transamidation reaction in hydroxamic acids synthesis, were determined using substrates such as aliphatic, amino acid and aromatic amides and esters, in both media. In reverse micelles, K-m values decreased 2-7 fold relatively to the free biocatalyst using as substrates acetamide, acrylamide, propionamide and glycinamide ethyl ester. We have concluded that overall the affinity of the biocatalyst to each substrate increases when reactions are performed in the reversed micellar system as opposed to the buffer system. The immobilized biocatalyst in general, exhibits higher stability and faster rates of reactions at lower substrates concentration relatively to the free form, which is advantageous. Additionally, the immobilization revealed to be suitable for obtaining the highest yields of hydroxamic acids derivatives, in some cases higher than 80%. (C) 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

Cobalt and Zinc Compounds Bearing 1,10-Phenanthroline-5,6-dione or 1,3,5-Triaza-7-phosphaadamantane Derivatives - Synthesis, Characterization, Cytotoxicity, and Cell Selectivity Studies

The compounds [mPTA][CoCl4] (1, mPTA = N-methyl-1,3,5-triaza-7-phosphaadamantane cation), [CoCl(H2O)(DION)(2)][BF4] (2, DION = 1,10-phenanthroline-5,6-dione), [Zn(DION)(2)]Cl-2 (3) and [ZnCl(O-PTA=O)(DION)][BF4] (4) were synthesized by reaction of CoCl2 with [mPTA]I or DION and ZnCl2 with DION or 1,3,5-triaza-7-phosphaadamantane-7-oxide (PTA=O) and DION, respectively. All complexes are water soluble and have been characterized by IR, far-IR, H-1, C-13 and P-31{H-1} NMR spectroscopy, ESI-MS, elemental analyses and single-crystal X-ray diffraction structural analysis (for 1). They were screened against the human tumour cell lines HCT116, HepG2 and MCF7. Complexes 2 and 3 exhibit the highest in vitro cytotoxicity and show lower cytotoxic activities in normal human fibroblast cell line than in HCT116 tumour cell line, which demonstrates their slight specificity for this type of tumour cell.