Glucose-6-phosphate dehydrogenase and glutathione reductase activity in methemoglobin reduction by methylene blue and cyst amine: study on glucose-6-phosphate dehydrogenase-deficient individuals, on normal subjects and on riboflavin-treated subjects

Os autores padronizaram métodos para a avaliação da atividade da glicose-6-fosfato desidrogenase e glutationa redutase. O princípio geral do primeiro método baseou-se na formação de metahemoglobina pelo nitrito de sódio, seguido da estimulação da via das pentoses pelo azul de metileno. Foram estudados 46 indivíduos adultos, sendo 23 do sexo masculino e 23 do feminino, não deficientes em glicose-6-fosfato desidrogenase (G6PD), com idades variando entre 20 e 30 anos. Os resultados revelaram que a redução da metahemoglobina pelo azul de metileno para sangue total, foram de 154.50 e 139.90 mg/min (p<0.05) respectivamente para o sexo masculino e feminino. Para hemácias lavadas os valores foram de 221.10 e 207.85 mg/min (n.s.) respectivamente. Estas observações permitiram concluir que ao se empregar hemácias lavadas e 0.7 g% de concentração de nitrito de sódio, por um lado não houve diferença entre os sexos e por outro, abreviou o tempo de leitura da quantidade residual de metahemoglobina para 90 minutos. A avaliação da atividade da glutationa redutase foi feita baseado no fato de que a cistamina (agente tiol) liga-se aos grupos SH da hemoglobina formando complexos. Estes complexos são revertidos pela ação da glutationa redutase, ocorrendo conjuntamente nesta reação a redução da metahemoglobina. Foram estudados 32 indivíduos adultos, sendo 16 do sexo masculino e 16 do feminino, não deficientes em G6PD, com idades variando entre 20 e 30 anos. Os resultados revelaram valores de redução da metahemoglobina pela cistamina de 81.27 e 91.13 mg/min (p<0.01) respectivamente para o sexo masculino e feminino. Estas observações permitiram concluir que o emprego de hemácias lavadas e 0.1 molar de concentração de cistamina torna possível a leitura da quantidade residual de metahemoglobina aos 180 minutos de incubação. A atividade da glutationa redutase avaliada por meio da redução da metahemoglobina pela cistamina, foi estudada em 14 indivíduos do sexo feminino antes e após o tratamento com 10 mg por dia de riboflavina durante 8 dias. Os resultados foram de 73.69 e 94.26 mg/min (p<0.01) antes e após o tratamento. Estas observações permitiram concluir que a oferta de riboflavina, mesmo para indivíduos normais, aumenta a atividade da glutationa redutase. Foram ainda avaliados 3 indivíduos da raça negra e deficientes em G6PD, sendo 2 do sexo masculino e 1 do feminino. Houve ativação parcial da G6PD e glutationa redutase, sendo estas alterações mais intensas nos indivíduos do sexo masculino. Considerando-se a raça e as características laboratoriais observadas, foi possível sugerir que a deficiência em G6PD verificada é do tipo Africano, bem como, permitiu considerar os indivíduos do sexo feminino coin o sendo heterozigoto para esta deficiência. Por fim, a análise dos resultados em seu conjunto permitiu concluir que os métodos propostos se mostraram eficientes para avaliar a atividade da G6PD e glutationa redutase. Esta última é dependente da via das pentoses, geradora de NADPH e da riboflavina, vitamina precursora de FAD.

Isoniazid acetylating phenotype in patients with paracoccidioidomycosis and its relationship with serum sulfadoxin levels, glucose-6-phosphate dehydrogenase and glutathione reductase activities

The authors evaluated the isoniazid acetylating phenotype and measured hematocrit, hemoglobin, glucose-6-phosphate dehydrogenase and glutathione reductase activities plus serum sulfadoxin levels in 39 patients with paracoccidioidomycosis (33 males and 6 females) aged 17 to 58 years. Twenty one (53.84%) of the patients presented a slow acetylating phenotype and 18 (46.16%) a fast acetylating phenotype. Glucose-6-phosphate-dehydrogenase (G6PD) activity was decreased in 5(23.80%) slow acetylators and in 4 (22.22%) fast acetylators. Glutathione reductase activity was decreased in 14 (66.66%) slow acetylators and in 12(66.66%) fast acetylators. Serum levels of free and total sulfadoxin were higher in slow acetylator (p _ 0.02). Analysis of the results permitted us to conclude that serum sulfadoxin levels are related to the acetylator phenotype. Furthermore, sulfadoxin levels were always above 50 μg/ml, a value considered therapeutic. Glutathione reductase deficiency observed in 66% of patients may be related to the intestinal malabsorption of nutrients, among them riboflavin, a FAD precursor vitamin, in patients with paracoceidioidomycosis.

Carbohydrate metabolism of Xylella fastidiosa: Detection of glycolytic and pentose phosphate pathway enzymes and cloning and expression of the enolase gene

The objective of this work was to assess the functionality of the glycolytic pathways in the bacterium Xylella fastidiosa. To this effect, the enzymes phosphoglucose isomerase, aldolase, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase and pyruvate kinase of the glycolytic pathway, and glucose 6-phosphate dehydrogenase of the Entner-Doudoroff pathway were studied, followed by cloning and expression studies of the enolase gene and determination of its activity. These studies showed that X. fastidiosa does not use the glycolytic pathway to metabolize carbohydrates, which explains the increased duplication time of this phytopatogen. Recombinant enolase was expressed as inclusion bodies and solubilized with urea (most efficient extractor), Triton X-100, and TCA. Enolase extracted from X. fastidiosa and from chicken muscle and liver is irreversibly inactivated by urea. The purification of enolase was partial and resulted in a low yield. No enzymatic activity was detected for either recombinant and native enolases, aldolase, and glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, suggesting that X. fastidiosa uses the Entner-Doudoroff pathway to produce pyruvate. Evidence is presented supporting the idea that the regulation of genes and the presence of isoforms with regulation patterns might make it difficult to understand the metabolism of carbohydrates in X. fastidiosa.

Atividade da 6-fosfogliconato desidrogenase em deficientes de glicose-6-fosfato desidrogenase

As enzimas G6PD e 6PGD são responsáveis pela geração do aporte de NADPH, necessário para a detoxificação dos agentes oxidantes produzidos pelo estresse oxidativo metabólico nos eritrócitos. Devido à alta prevalência de deficiência de G6PD na população mundial, principalmente de origem negróide africana, muitos estudos têm sido realizados na tentativa de conhecer melhor a atuação destas enzimas. O objetivo deste estudo foi avaliar a atividade enzimática da 6PGD, nos deficientes de G6PD, para verificar a existência de aumento da atividade desta enzima, correlacionando com um possível aumento do número de reticulócitos ou presença de alterações da série vermelha. A pesquisa em 2.657 indivíduos do sexo masculino resultou em 97 deficientes de G6PD, determinando uma prevalência de 3,65% para a região de Bauru (SP), com atividade enzimática média de G6PD de 1,74 UI.g Hb-1. min-1 a 37ºC, 14,4% da atividade da G6PD normal. A atividade enzimática média da 6PGD foi de 9,5 UI.g Hb-1. min-1 a 37ºC, estando aumentada em 47,4% dos deficientes de G6PD. Os resultados não confirmaram que a hipótese do aumento da atividade enzimática da 6PGD, em deficientes de G6PD, seja decorrente da presença de um número aumentado de reticulócitos na corrente circulatória, faixa etária ou alterações eritrocitométricas que denotem anemia. O mais provável é que a hemólise autolimitada, imposta pelos processos oxidativos, preserve os eritrócitos mais jovens, que possuem atividade enzimática mais elevada, uma vez que naturalmente ocorre diminuição da atividade destas enzimas com o envelhecimento celular.

Icterícia neonatal e deficiência de glicose-6-fosfato desidrogenase

A deficiência de glicose-6-fosfato desidrogenase em neonatos pode ser a responsável pela icterícia neonatal. Este comentário científico é decorrente do relato sobre o tema publicado neste fascículo e que preocupa diversos autores de outros países em relação às complicações em neonatos de hiperbilirrubinemia, existindo inclusive proposições de alguns autores em incluir o teste para identificar a deficiência de glicose-6-fosfato desidrogenase nos recém-nascidos.

Avaliação da incidência da deficiência de Glicose-6-Fosfato Desidrogenase (G6PD) e perfil hematológico em indivíduos de uma região de Rondônia

O estudo compreendeu a avaliação da deficiência de Glicose-6-Fosfato Desidrogenase (G6PD) e perfil hematológico em 122 indivíduos (69 homens e 53 mulheres), com idade variando entre 3 a 84 anos, selecionados conforme a aceitação em participação no estudo, residentes na área urbana e rural do município de Porto Velho, Rondônia, Brasil, no período de julho de 2003 a agosto de 2004. A análise foi realizada utilizando-se o método da glicose NaNO2, e hemograma completo. Foram detectados quatro indivíduos do sexo masculino com deficiência da G6PD, sendo 5,8% entre os homens e 3,3% do total analisado. Dos indivíduos com deficiência da G6PD nenhum apresentava malária, através de diagnóstico realizado pela gota espessa corado pelo Giemsa. Entre os homens, 19 (27,5%) apresentaram malária, sendo 15 por Plasmodium vivax e quatro por Plasmodium falciparum; 48 (69,5%) apresentaram valores de hemoglobina abaixo de 14,0 g/dl, e 26 (37,6%) apresentaram valores eritrocitários abaixo do 4,5 milhões/mm³. Entre as mulheres apenas duas (3,7%) apresentaram malária por Plasmodium vivax; 24 (45,2%) apresentaram valores de hemoglobina abaixo de 12,0 g/dl, e 12 (22,6%) apresentaram massa eritrocitária abaixo de 4,0 milhões/mm³. A eosinofilia esteve presente em 47 (68,1%) dos homens e em 34 (64,1%) das mulheres. A incidência de deficiência da G6PD foi significativa na população masculina que procurou assistência médica devido a sintomas febris. Considerando que a primaquina é utilizada para o tratamento da malária vivax e falciparum, o risco de ocorrência de hemólise intravascular grave entre os indivíduos é significante. O teste utilizado é muito simples e de baixo custo e sugerimos a adoção desta metodologia na rotina dos laboratórios de atendimento público em áreas endêmicas de malária.

Structure and catalytic mechanism of glucosamine 6-phosphate deaminase from Escherichia coli at 2.1 Å resolution

Background: Glucosamine 6-phosphate deaminase from Escherichia coli is an allosteric hexameric enzyme which catalyzes the reversible conversion of D-glucosamine 6-phosphate into D-fructose 6-phosphate and ammonium ion and is activated by N-acetyl-D-glucosamine 6-phosphate. Mechanistically, it belongs to the group of aldose-ketose isomerases, but its reaction also accomplishes a simultaneous amination/deamination. The determination of the structure of this protein provides fundamental knowledge for understanding its mode of action and the nature of allosteric conformational changes that regulate its function. Results: The crystal structure of glucosamine 6-phosphate deaminase with bound phosphate ions is presented at 2.1 Å resolution together with the refined structures of the enzyme in complexes with its allosteric activator and with a competitive inhibitor. The protein fold can be described as a modified NAD-binding domain. Conclusions: From the similarities between the three presented structures, it is concluded that these represent the enzymatically active R state conformer. A mechanism for the deaminase reaction is proposed. It comprises steps to open the pyranose ring of the substrate and a sequence of general base-catalyzed reactions to bring about isomerization and deamination, with Asp72 playing a key role as a proton exchanger.

Polimosfismo genético da glicose-6-fosfato desidrogenase na população da região de Araraquara-SP

The most important role played by the enzyme Glucose- 6-Phosphate Dehydrogenase (G6PD) in erythrocyte metabolism is in generating energy and reducing power used to protect the cell against oxidative attack. G6PD deficiency is the erythroenzymopathy that most frequently causes hemolytic anemia, and more than 130 molecular variants have already been identified. The aim of this study was to analyze the genetic mutations in the G6PD-deficient adult males in the population of the region of Araraquara, São Paulo State. Out of 5087 male blood donors, 89 were deficient for G6PD, as confirmed by assaying the enzyme activity and electrophoresis on cellulose acetate. Thus, a frequency of 1.75% of G6PD-deficient patients was found, this value being similar to other investigations in São Paulo state. Molecular analysis was performed by amplification of genomic DNA with specific primers and digestion with restriction enzymes. In 96.6% of the patients, the G6PD A¯ variant was observed, with mutations at residues 376(A→G) and 202(G→A). Mean G6PD specific activity among the patients was 1.31 IU.g Hb-1.min-1 at 37ºC, that is 10.8% of the normal activity of the G6PD B enzyme. The variant forms G6PD A¯ 680(G→T) and 968(T→C) were not found. In 3.4% of the deficient individuals, the G6PD Mediterranean variant was found, with a mutation at 563(C→T). In these cases, mean enzymatic activity was 0.25 IU.g Hb-1.min-1 at 37ºC, or 2.1% of the enzymatic activity of G6PD B. The use of traditional techniques, allied to the identification of the different molecular variants, is important for the understanding of the structural and functional properties and hemolytic behavior of the red blood cells of the patient.

Growth, lipogenesis and body composition of piracanjuba (Brycon orbignyanus) fingerlings fed different dietary protein and lipid concentrations

Piracanjuba (Brycon orbignyanus) is a Brazilian migratory fast-growing omnivore, very appreciated as a sport fish, which is threatened to extinction in Southern Brazil due to stock over exploitation and dam building. Therefore, efforts have been made to raise this fish in captivity for reintroduction and aquaculture purposes. In the present study, the effects of different dietary protein and lipid concentrations on piracanjuba fingerlings growth performance, feed utilization, body composition, hepatosomatic index (HSI) and activity of the lipogenic enzymes fatty acid synthetase (FAS), glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD) and malic enzyme (ME) were investigated using a 2 x 3 factorial experiment. Six casein-gelatin based diets were prepared combining two protein (30% and 32%) and three lipid concentrations (5.5%, 8.8% and 12.1%). Eleven fish, average weight 11.30 +/- 0.1 g, were held in each of 18 100-1 aquaria, supplied with recirculating freshwater. Each diet was randomly assigned to triplicate groups of fish and fed to apparent satiation, twice a day for 100 d. Piracanjuba fingerlings' daily weight gain (0.36-0.40 g), specific growth rate (1.43-1.51%), feed utilization and HSI were not influenced by dietary protein or lipid concentration. However, body composition was directly affected by dietary treatment. An increase in body fat and dry matter was observed as dietary lipid increased, for both dietary protein concentrations tested. The activity of FAS was depressed by increasing dietary fat levels but the G6PD activity did not differ among dietary treatments, although ME activity showed some regulation by dietary protein. These results indicate that an increase from 5.5% to 12.1% in the dietary lipid, at a dietary protein concentration of 30% or 32%, promotes body fat accumulation in piracanjuba fingerlings with no improvement in growth, suggesting that the lipid requirement for this species should be 5% or less, when raised for commercial purposes. However, the additional energy reserve from body fat accumulation could be desirable for piracanjuba fingerlings produced for stock enhancement. (C) 2003 Editions scientifiques et medicales Elsevier SAS and Ifremer/IRD/Inra/Cemagref. All rights reserved.

Chemically Assisted Enucleation Results in Higher G6PD Expression in Early Bovine Female Embryos Obtained by Somatic Cell Nuclear Transfer

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Isoenzimas na diferenciação de sementes de três espécies do gênero Euterpe

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Eletroforese de isoenzimas de plântulas na identificação de espécies de Brachiaria

Lotes de sementes de braquiária comercializados no Brasil vem apresentando contaminações com sementes de outras espécies pertencentes ao mesmo gênero. Deste modo, uma das espécies de braquiária atuaria como planta infestante da outra no agroecossistema e a erradicação da espécie infestante seria dificultada pela agressividade característica do gênero e pela falta de seletividade dos herbicidas disponíveis no mercado. Esses fatores ressaltam a importância da comercialização e utilização de lotes de sementes isento de sementes de outras espécies e a utilização de metodologias precisas de identificação das principais espécies de braquiária no controle de qualidade das empresas produtoras de sementes. Neste trabalho, buscou-se avaliar o potencial discriminante da técnica de eletroforese, utilizando quatro sistemas enzimáticos presentes em plântulas de quatro espécies do gênero Brachiaria, quer sejam B. brizantha cv. Marandu, B. decumbens cv. Basilisk, B. humidicola cv. comercial e B. plantaginea. Foram realizadas análises de eletroforese de isoenzimas testando-se 50 indivíduos de cada espécie por tratamento, utilizando-se coleóptilos de plântulas obtidas a partir de sementes germinadas a 30°C, no escuro. Para a eletroforese foi utilizado como meio suporte géis de poliacrilamida, nas concentrações de 7,0 e 7,5%. As isoenzimas Glutamato desidrogenase e Glucose-6-fosfato desidrogenase, embora eficientes na diferenciação entre B. plantaginea e B. humidicola e entre as sementes dessas espécies e as de B. brizantha ou B. decumbens, não se mostraram capazes de diferenciar as sementes destas duas últimas espécies. Entretanto, as izoenzimas α- e β-esterase possibilitaram uma nítida diferenciação das quatro espécies de Brachiaria estudadas.

Phase diagrams of a CTAB/organic solvent/buffer system applied to extraction of enzymes by reverse micelles

A partial pseudo-ternary phase diagram has been studied for the cethyltrimethylammonium bromide/isooctane:hexanol:butanol/potassium phosphate buffer system, where the two-phase diagram consisting of the reverse micelle phase (L-2) in equilibrium with the solvent is indicated. Based on these diagrams two-phase systems of reverse micelles were prepared with different compositions of the compounds and used for extraction and recovery of two enzymes, and the percentage of enzyme recovery yield monitored. The enzymes glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD) and xylose redutase (XR) obtained from Candida guilliermondii yeast were used in the extraction procedures. The recovery yield data indicate that micelles having different composition give selective extraction of enzymes. The method can thus be used to optimize enzyme extraction processes. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Protein partitioning in poly(ethylene glycol)/sodium polyacrylate aqueous two-phase systems

The partition of hemoglobin, lysozyme and glucose-6-phospate dehydrogenase (G6PDH) in a novel inexpensive aqueous two-phase system (ATPS) composed by poly(ethylene glycol) (PEG) and sodium polyacrylate (NaPA) has been studied. The effect of NaCl and Na2SO4, pH and PEG molecular size on the partitioning has been studied. At high pH (above 9), hemoglobin partitions strongly to the PEG-phase. Although some precipitation of hemoglobin occurs, high recovery values are obtained particularly for lysozyme and G6PDH. The partitioning forces are dominated by the hydrophobic and electrochemical (salt) effects, since the positively charged lysozyme and negatively charged G6PDH partitions to the non-charged PEG and the strongly negatively charged polyacrylate enriched phase, respectively. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Biochemical biomarkers and metals in Perna perna mussels from mariculture zones of Santa Catarina, Brazil

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)