Supercomplexes of Prokaryotic Aerobic Respiratory Chains-Escherichia coli and Bacillus subtilis supramolecular assemblies

Dissertation presented to obtain the Ph.D degree in Biochemistry.

Ecophysiology of Ruditapes decussatus

The physiological responses of the clam R. decussatus from the Ria Formosa, southern Portugal, were examined in relation to normoxia, hypoxia (11, 6, 3 and 1.2 kPa) and anoxia; acute elevation of temperature (at 20, 27 and 32 °C), and its effect on the resistance to air exposure (at 20, 28 and 35 °C); current velocity (0.6, 3, 8 17, 24 and 36 cm. s-1) and turbidity (10, 100 and 300 mg. l-1 dry weight of particulate matter), and the efficiency of this species in retaining particles of different size (at 10 and 100 mg. l-1); and to copper contamination considering both short-term acute exposure to high levels (0.1-10 mg Cu. l-1) and chronic environmental levels (0.01 mg Cu. l-1). Clearance rates, respiration rates, absorption efficiency and excretion rates were assessed through the physiological energetics in terms of the energy budget and scope for growth (SFG). Stress independent respiration rates (R) and clearance rates (CR) were observed in relation to hypoxia down to 12 kPa and 6 kPa, respectively. Anoxic rates were 3.6 % of normoxic rates. Scope for growth was greatly reduced under extreme hypoxia (14 % of SFG in normoxia). Respiration rate was temperature independent in the range 20-32 °C but the decline in clearance rate resulted in negative SFG at 32 °C. Gaping during air exposure and the maintenance of faster aerobic metabolism led to 100 % mortality in 20 hours at 35 °C, 4 days at 28 °C and 5 days at 20 °C. Low current velocities (≤ 8 cm. s-1) supported high clearance rates. Shear stresses ≥ 0.9 Pa induced sediment movement and disturbed the feeding processes resulting in decreased clearance rates (at 36 cm. s-1, is 10 % of maximum CR). The observed ability of jetting out depleted water at a different level than the one of the inhalant current results is an important adaptation of clams to the slow currents of sheltered environments. Ingestion at high seston concentrations (> 100 mg. l-1) is controled by reducing the amount filtered, lowering CR (to 30 % of CR at low seston loads) and producing pseudofeces. Observed efficient retention of particles (70-100 %) in the range 3 to 8 μm is beneficial when algal cells are diluted by fine silt particles as it is likely to occur in the clams natural environment. R. decussatus in the short term escaped the exposure to copper by valve closure and therefore acute tests are not applicable to adult clams of this species. At environmental levels chronic exposure to copper did not induce lethal effects during the exposure period (20 days), but scope for growth was reduced to c. 30 %, indicating sustained impairment of physiological functions. The sensitivity of the physiological energetics and the integrated scope for growth measurement in assessing stress effects caused by natural environmental factors was highlighted.

Periplasmic nitrate reductases: structural and spectroscopic studies

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Bioquímica, especialidade Bioquímica-Física, pela Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa

Characterization of the [NiFe] Hydrogenase from the sulfate reducer Desulfovibrio vulgaris Hildenborough

The [NiFe] hydrogenase from Desulfovibrio vulgaris Hildenborough was isolated from the cytoplasmic membranes and characterized by EPR spectroscopy. It has a total molecular mass of 98.7 kDa (subunits of 66.4 and 32.3 kDa), and contains 1 nickel and 12 Fe atoms per heterodimer. The catalytic activities for hydrogen consumption and production were determined to be 174 and 89 umol H2 min-1 mg -1, respectively. As isolated, under aerobic conditions, this hydrogenase exhibits EPR signals characteristic of the nickel centers in [NiFe] hydrogenases (Ni-A signal at gx,y,z=2.32, 2.23 and ~2.0 and Ni-B signal at gx,y,z=2.33, 2.16 and ~2.0) as well as an intense quasi-isotropic signal centered at g=2.02 due to the oxidized [3Fe-4S] center. The redox profile under hydrogen atmosphere is remarkably similar to that of other [NiFe] hydrogenases. The signals observed for the oxidized state disappear, first being substituted by the Ni-C type signal (gx,y,z=2.19, 2.14, ~2.01), which upon long incubation under hydrogen yields the split Ni-C signal due to interaction with the reduced [4Fe-4S] centers.

Heavy-metal resistance in Marinobacter aquaeolei 617 insights into copper resistance

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Biotecnologia

A efectividade de um programa de exercícios terapêuticos na doença osteo-articular no idoso

RESUMO: O presente estudo teve como objectivo avaliar a efectividade de um programa de intervenção de fisioterapia comparativamente ao tratamento conservador (calor húmido, ultra-som e massagem), relativamente à dor e capacidade funcional, no utente idoso com doença osteoarticular do joelho. A amostra foi aleatória, tendo sido seleccionados 20 utentes que respeitaram os critérios de inclusão, e que foram distribuídos aleatoriamente pelos dois grupos de tratamento, 9 no grupo A (experimental) e 11 no grupo B (controle). Todos os utentes deram o seu consentimento informado. Trata-se de um estudo experimental, controlado aleatorizado (RCT). A intervenção em estudo consistiu em 15 sessões de tratamento individuais, efectuadas 3 vezes por semana. O programa terapêutico efectuado pelo grupo A incluiu o tratamento conservador (20 minutos calor húmido, 5 minutos ultra-som (contínuo; 1,5W/cm2) e aproximadamente 10 minutos de massagem local) e o protocolo de exercícios terapêuticos em estudo. Este protocolo de exercícios foi progredindo semanalmente em termos da sua intensidade. Os utentes do Grupo B efectuaram apenas o tratamento conservador (tal como no grupo A). Para avaliar a dor e a capacidade funcional foi utilizado o Questionário knee Injury and Osteoarthritis Outcome Score. A análise dos resultados foi realizada através dos testes Mann-Whitney e Kruskal-Wallis para a comparação entre grupos. Os resultados sugerem não haver diferenças estatisticamente significativos entre os grupos, embora o grupo de controle tenha obtido melhores resultados. O grupo B apresentou uma diminuição da dor de 17,33, comparativamente aos valores de -3,00 no grupo A (p=0,101), e melhoria da capacidade funcional de 13,00, mantendo-se a capacidade funcional igual, no grupo A (0,00) p=0,080). Estes resultados parecem sugerir que não há diferenças significativas entre as duas modalidades de intervenção, realçando a necessidade de continuar a investigar este protocolo de exercícios e a sua efectividade.-----------------ABSTRACT: The aims of this study was to evaluate the effectiveness of a treatment program compared with conventional treatment (post hoots, ultrasound and massage), for the outcomes pain and functional ability in elderly with knee osteoarthritis. The sample was non-probability, and 20 patients have been selected that fulfilled the criteria for inclusion and who were randomly assigned to the two treatment groups, in group A and 11 in group B. All of the patients gave their informed consent. This is an experimental, randomized controlled trial (RCT) with blinded assessment, of comparative design. This study protocol program was carry out in 15 individual treatment sessions, 3x per week. The therapeutic program made by group A consisted of the performance of conservative treatment: 20 minutes of hot packs, 5 minutes of ultrasound (continuous, 1.5 W/cm2) and 10 minutes of massage plus the exercise protocol therapy consisted of: isometric exercises of quadriceps contractions, muscle strengthening for knee and aerobic training. This exercise protocol was progressing every week in terms of its intensity. The users in Group B, only made the conservative treatment (such as in group A). In this study there were evaluated the pain and functional capacity, assessed by questionnaire knee Injury Osteoarthritis Outcome Score. For comparison between groups were used Mann-Whitney and Kruskal-Wallis tests. The results revealed that in group B was that it obtained better results, although they are not statistical significance. The group B show a decrease in pain of 17.33 compared to -3.00 in group A (p = 0.101), and improved capacity functional of 13.00, keeping in group A (0.00) (p = 0.080). However, the differences are not statistically significant. These results show that there are not statistically significant in both treatments, but more studies are needed.

Reabilitação respiratória na DPOC : efeito de duas intensidades de treino de exercício aeróbio nos resultados centrados no doente

RESUMO: Introdução: O treino de exercício assume uma importância fundamental nos programas de reabilitação respiratória, contudo permanece desconhecida qual a intensidade de treino efectiva na mudança dos resultados centrados no doente. Objectivos: Foram estudados os efeitos de duas intensidades de treino aeróbio na qualidade de vida relacionada com a saúde, no controlo de sintomas e na tolerância ao exercício, num programa de reabilitação respiratória para doentes com DPOC. Métodos: Trinta e quatro doentes com DPOC de estádios GOLD de ligeiro a muito grave, foram alocados aleatoriamente a intensidades de treino de exercício aeróbio de 60% ou 80% da intensidade máxima avaliada na prova de esforço num programa ambulatório de reabilitação respiratória de 20 sessões. Foram avaliados resultados centrados no doente pela aplicação do questionário respiratório de St.George, do índice de dispneia de Mahler, do questionário de actividades da vida diária do London Chest, da prova de 6 minutos, da prova de endurance a carga constante e da prova de esforço máxima incremental. Resultados: Apesar de existirem melhorias significativas em todos os resultados para ambos os grupos, a diferença média intergrupal por efeito da intensidade de treino aeróbio a 60% ou 80% da carga máxima em prova de esforço não foi significativa no questionário respiratório de St.George (p=0,306), no índice de dispneia de Mahler (p=0,378), no questionário de actividades da vida diária do London Chest (p=0,425), na prova de marcha de 6 minutos (p=0,917), na prova de endurance a carga constante (p=0,504) e na prova de esforço máxima incremental (p=0,117). Verificou-se ainda que a média das diferenças intergrupais na prova de endurance a carga constante e na prova de marcha de 6 minutos não apresentou qualquer associação com a idade dos doentes. Conclusões: O estudo permite concluir que não existem diferenças significativas nas alterações médias da qualidade de vida relacionada com a saúde, do controle de sintomas e da tolerância ao exercício em doentes com DPOC como efeito de duas intensidades de treino aeróbio. Os autores propõem para a prática clínica em reabilitação respiratória, a aplicação de intensidades de treino aeróbio individualmente adaptadas, de pelo menos 60% da carga máxima na prova de esforço inicial. -------------------------------ABSTRACT: Introduction: Exercise training is an important component of pulmonary rehabilitation, but it remains questionable as how training intensity changes patient-centered outcomes. Aims and objectives: The effects of two aerobic exercise training intensities in health-related quality of life, symptoms control and exercise tolerance in COPD patients were studied. Methods: Thirty-four COPD patients from mild to very severe GOLD stages were randomly assigned to a 60% or 80% aerobic exercise training intensity in a twenty-session outpatient pulmonary rehabilitation program. Patient-centered outcomes were assessed with St.George's respiratory questionnaire, Mahler dyspnoea index, London Chest activity of daily living, six minute walk test, constant work rate test and maximal incremental test. Results: Although there were significant improvements in all outcomes for both groups, there were no differences in mean change in St.George's respiratory questionnaire (p=0,306), Mahler dyspnoea index (p=0,378), London Chest activity of daily living (p=0,917), six-minute walk test (p=0,504), constant work rate test (p=0,504) and maximal incremental test (p=0,117), as an effect of aerobic exercise training intensity of 60% or 80%. Mean changes in constant work rate and six-minute walk test were not age-related. Conclusions: It is concluded that there are no differences in mean changes in health-related quality of life, symptoms control and exercise tolerance in COPD patients as an effect of two aerobic exercise training intensities. Therefore, the authors suggest that individually tailored exercise intensities above 60% should guide clinical practice in pulmonary rehabilitation.

Factores individuais que condicionam a Saúde : um estudo caso-controlo

RESUMO - O presente projecto enquadra-se no paradigma salutogénico e visa apurar alguns dos factores que determinam que algumas pessoas se apresentem mais saudáveis que a população em geral. Foi seleccionado um estudo, quantitativo, analítico tipo caso-controlo (1 caso para 3 controlos), em que os casos são constituídos por indivíduos integrando a Função Pública que se encontram acima do percentil 95 de assiduidade ao trabalho nos últimos dois anos e com uma auto-percepção de Saúde classificada como muito boa, os controlos são indivíduos que não obedecem à definição de caso. Os indivíduos serão emparelhados por idade, género, estado civil, carreira, categoria profissional e unidade funcional que integram. A assiduidade será calculada com recurso aos certificados de incapacidade temporária entregues nos respectivos serviços. Os factores a estudar são os mais citados na literatura como factores salutogénicos ou factores de protecção, são eles: - Sentido de Coerência de Antonowsky - Locus de controlo - Auto conceito -Auto Eficácia - Aptidão física nas três vertentes clássicas: Capacidade aeróbia, Composição corporal, Aptidão muscular. Todos estes factores serão estudados com recurso a questionários auto preenchidos devidamente testados e validados para o português de Portugal sendo a aptidão física apurada com recurso á bateria de testes "Fitness Gram" adoptada para Portugal pelo Instituto do Desporto de Portugal e pelo Ministério da Educação. Os resultados serão apurados com recurso ao software de análise epidemiológica EPIDAT. 3.1. ---------------- ABSTRACT - The present project follows the salutogénic paradigm and intends to identify some of the factors that determine why some people are healthier than the general population. It was selected a quantitative, analytic, case-control study type (1 case to 3 controls), in which the cases are constituted by individuals who are integrated in Public Services and find themselves above 95 percentile of assiduity in work in the last two years, and with a self-perception of Health classified as very good, the controls are individuals who don’t obey to the case definition. The individuals will be matched by age, gender, civil state, career, professional category and Functional Unity in the Health services. The assiduity will be calculated with the help of temporary incapacity certificates delivered in the respective services. The currently studying factors are the most cited in literature, like salutogenic factors or protection factors, are those: - Antonowsky’s Sense of Coherence - Locus Control - Self-concept - Self-Efficacy - The three classic strands of Physical Fitness: Aerobic Capacity, Corporal Composition, Muscular Fitness. All these factors will be studied with the resource of properly tested and validated self-filled questionnaires for Portugal Portuguese (language), with the Physical Fitness being determined with the resource of “Fitness Gram” test battery, adopted for Portugal by the Portuguese Sports Institute and the Education Ministry. The results will be determined with the resource of the epidemiologic analysis software EPIDAT. 3.1.

Municipal solid waste management system: decision support through systems analysis

Thesis submitted to the Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia for the degree of Doctor of Philosophy in Environmental Engineering

Electrochemical characterization of Dps, a DNA-protecting protein

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Biotecnologia

Full-scale biological phosphorus removal: quantification of storage polymers, microbial performance and metabolic modelling

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Química e Bioquímica

Incorporation of either molybdenum or tungsten into formate dehydrogenase from Desulfovibrio alaskensis NCIMB 13491; EPR assignment of the proximal iron-sulfur cluster to the pterin cofactor in formate dehydrogenases from sulfate-reducing bacteria

J Biol Inorg Chem (2004) 9: 145–151 DOI 10.1007/s00775-003-0506-z

Integrated study by NMR and X-ray Crystallography on the analysis of the molecular interactions in heme-binding proteins

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Bioquímica, Especialidade Bioquímica Estrutural

Caracterização da actividade física nos idosos e a sua relação com a capacidade física, em pessoas com mais de 75 anos

RESUMO: Objectivo: O presente estudo tem como objectivo caracterizar os níveis de actividade física das pessoas com mais de 75 anos e analisar a sua relação com as diferentes componentes da aptidão física. Enquadramento: A actividade física é indispensável para todos mas, os idosos é quem mais beneficia (Fischer, 2005). Actua na prevenção e na reabilitação, fortalecendo a aptidão física, e a autonomia do idoso, permitindo manter, por mais tempo, a capacidade de execução das actividades de vida diárias (Shephard, 2003). A prática de actividade física contribui por exemplo, para a prevenção de quedas, reforçando a aptidão física e o equilíbrio postural. Por outro lado, o baixo nível de aptidão física repercute-se no aumento da actividade sedentária. Os homens têm uma adesão à actividade física de 45% e as mulheres de 28% (Melo et. al., 2007). Métodos: Este é um estudo observacional, correlacional e transversal. Foram avaliados 66 participantes (média de idade de 80,11 ± 3,83 anos), não institucionalizados. O processo de amostragem foi não probabilístico acidental por conveniência. Todos os idosos deram o seu consentimento informado. A actividade física foi avaliada através do questionário do Yale Physical Activity Survey, e foi desenvolvido um diário, para uma semana-tipo, para averiguar os hábitos de actividades diárias, nas últimas quatro semanas. A aptidão física foi avaliada pela bateria de testes de Rikli e Jones (1999),nomeadamente a força, a flexibilidade, a resistência aeróbia e a agilidade e equilíbrio. Os dados foram analisados através da estatística descritiva e para averiguar as possíveis associações entre a actividade física e a aptidão física, recorreu-se á estatística inferencial. Não tendo sido verificada a normalidade da amostra com o teste kolmogorov-smirnov, foram utilizados testes não paramétricos, nomeadamente o teste U Mann – Whitney e o coeficiente de correlação de Spearman (p≤0,05). Resultados: Constatou-se que os idosos em média praticavam 480, 23 minutos por semana de actividade moderada, cerca 11,04% do seu tempo, superior ao recomendado pela literatura (>150 minutos por semana). A actividade física moderada apresentou relações positivas com a aptidão física, na força dos membros inferiores, na resistência aeróbia e na agilidade e equilíbrio. Os homens têm maior agilidade e equilíbrio (p=0,002) e força dos membros inferiores (p=0,025) que as mulheres. Os homens passam mais tempo em actividade moderada do que as mulheres. Ainda superam no gasto energético em cada actividade que praticam durante a semana. As mulheres passam mais tempo em actividade sedentária e actividade ligeira. Conclusão: Quanto mais tempo de prática de actividade física moderada melhor a força dos membros inferiores, a resistência aeróbia, a agilidade e o equilíbrio dinâmico. Recomenda-se uma reflexão sobre a possível intervenção na estruturação das actividades diárias do idoso e uma intervenção mais direccionada às idosas, na força do membro inferior, na agilidade e na resistência aeróbia.----------------------- ABSTRACT:Purpose: The present study aims to characterize the physical activity levels of people over 75 years and analyze their relationship with the different components of physical fitness. Background: Physical activity is essential for all but the elderly who are more benefit (Fischer, 2005). It works on prevention and rehabilitation, strengthening physical fitness,and independence of older people, maintaining, for longer, the ability to implement the activities of daily living (Shephard, 2003). The physical activity contributes for example, for the prevention of falls by strengthening physical fitness and postural balance. Moreover, the low level of physical fitness level is reflected in the increase of sedentary activity. Men have an adherence to physical activity of 45% and women 28% (Melo et. al, 2007) Methods: This was an observational, cross-sectional and correlational. We evaluated 66 participants (mean age 80.11 ± 3.83 years), not institutionalized. The sampling procedure was non accidental probabilistic convenience. All seniors gave their informed consent. Physical activity was assessed by questionnaire at the Yale Physical Activity Survey was developed and a diary-type for a week, to ascertain the habits of daily activities in the last four weeks. Physical fitness was assessed by the battery of tests Rikli and Jones (1999), including strength, flexibility, endurance and agility and balance. Data were analyzed using descriptive statistics and to investigate possible associations between physical activity and physical fitness, we used will inferential statistics. Not having been verified the sample normality with Kolmogorov-Smirnov test, we used non-parametric tests, including the test U Mann - Whitney and Spearman correlation coefficient (p ≤ 0.05). Results: It was found that older people on average practiced 480, 23 minutes per week of moderate activity, about 11,04% of the time, higher than recommended in the literature (> 150 minutes per week). A moderate physical activity had positive correlations with physical fitness, lower limb strength, endurance and aerobic agility and balance. Men have greater agility and balance (p = 0.002) and lower-limb strength (p = 0.025) than women. Men spend more time in moderate activity than women. Still outweigh the energy expenditure for each activity they practice during the week. Women spend more time in sedentary activity and light activity. Conclusion: The more practice time in moderate physical activity best lower-limb strength,aerobic resistance, agility and dynamic balance. It is recommended that a reflection on the possible intervention in structuring the daily activities of the elderly and a more targeted to the woman elderly, especially lower limb strength, agility and endurance.

Development of oxidoreductase based electrochemical biosensors

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Biotecnologia