ENZYMATIC RESOLUTION OF ANTIDEPRESSANT DRUG PRECURSORS IN AN UNDERGRADUATE LABORATORY

The use of biocatalysts in synthetic chemistry is a conventional methodology for preparing enantiomerically enriched compounds. Despite this fact, the number of experiments in chemical teaching laboratories that demonstrate the potential of enzymes in synthetic organic chemistry is limited. We describe a laboratory experiment in which students synthesized a chiral secondary alcohol that can be used in the preparation of antidepressant drugs. This experiment was conducted by individual students as part of a Drug Synthesis course held at the Pharmacy Faculty, Lisbon University. This laboratory experiment requires six laboratory periods, each lasting four hours. During the first four laboratory periods, students synthesized and characterized a racemic ester using nuclear magnetic resonance spectroscopy and gas chromatography. During the last two laboratory periods, they performed enzymatic hydrolysis resolution of the racemic ester using Candida antarctica lipase B to yield enantiomerically enriched secondary alcohol. Students successfully prepared the racemic ester with a 70%-81% overall yield in three steps. The enzymatic hydrolysis afforded (R)- secondary alcohol with good enantioselectivity (90%-95%) and reasonable yields (10%-19%). In these experiments, students were exposed to theoretical and practical concepts of aromatic acylation, ketone reduction, esterification, and enzymatic hydrolysis.

USO DE SÍLICAS MODIFICADAS PARA IMOBILIZAÇÃO DE LIPASES

Enzyme-support strategies are increasingly replacing conventional chemical methods in both laboratories and industries with attributes including efficiency, higher performance and multifarious use, where silica surfaces show potential due to the chemical bonds based on the presence of hydroxyl groups which can be modified with different additives. Surface-modified silica is a novel class of materials capable of improving enzyme stability and reusability that can be applied to support several immobilization techniques. This review describes the use of innovative modified supports to improve the state of enzyme immobilization and provide the industrial sector with new perspectives.

Especificidade de Pyrenophora avenae aos tecidos da semente de Avena sativa e sua atividade enzimática

Manchas nos grãos de aveia (Avena sativa) é limitante à sua comercialização por tornar o produto escuro e não permitir seu uso pela indústria alimentícia. A localização do micélio de Pyrenophora avenae nos grãos de aveia e sua atividade enzimática podem esclarecer a causa das manchas. O objetivo deste trabalho foi determinar a localização de P. avenae, na cariopse de aveia, avaliar a sua atividade enzimática e seu efeito sobre proteínas e lipídios dos grãos de aveia. A localização do micélio nos tecidos da cariopse foi determinada após hidratação e cortes da mesma, seguido da análise dos tecidos sob lupa e microscópio. Para avaliação da atividade enzimática foram utilizados 18 isolados de P. avenae obtidos das principais regiões produtoras de aveia do Brasil, avaliando-os quanto às suas atividades amilolítica, proteolítica e lipolítica, sendo realizada por plaqueamento das estruturas vegetativas em meio sólido específico para as enzimas testadas. As determinações do percentual de proteínas e lipídios foram obtidas pelos métodos de Kjeldahl e Bligh & Dyer, respectivamente. O micélio de P. avenae é a principal causa da mancha nos grãos de aveia, localizando-se nos três tecidos do pericarpo. O fitopatógeno apresenta boa atividade enzimática para lipase e protease porém insignificante para a amilase. Os grãos de aveia manchados e sadios não diferiram nos teores de proteínas e de lipídios. Esses teores foram mais elevados nos tecidos superficiais do pericarpo e aleurona independente da presença ou não de manchas, justificando o crescimento superficial de P. avenae sobre os grãos de aveia.

Caracterização enzimática e patogenicidade cruzada de Colletotrichum spp. associados a doenças de pós-colheita

A antracnose, causada por Colletotrichum spp., pode ocasionar grandes perdas a nível de campo e em pós-colheita sobre diversas culturas e seus produtos. O presente trabalho teve por objetivos testar a patogenicidade cruzada de isolados de C. gloeosporioides do caju (Anacardium occidentale) (CAJ), manga (Mangifera indica) (MG), mamão (Carica papaya) (MM), maracujá (Passiflora edulis) (MR) e C. musae da banana (Musa spp.) (BAJ); avaliar a produção de enzimas extracelulares (amilolítica, celulolítica, lipolítica e proteolítica) produzidas pelos isolados em substratos sólidos específicos; e detectar padrões eletroforéticos de proteínas totais e isoenzimas (alfa-esterase, beta-esterase, fosfatase ácida e leucina aminopeptidase). Na análise da patogenicidade cruzada, todos os isolados de Colletotrichum spp. induziram lesões necróticas, deprimidas sobre os frutos, exceto em maracujá que foi suscetível tão somente ao isolado MR. Quanto à produção de enzimas extracelulares hidrolíticas, os isolados de C. gloeosporioides produziram amilase, lipase, protease e celulase, sendo que esta última enzima não foi detectada em C. musae. Com relação à análise eletroforética de proteínas totais e isoenzimas, os isolados apresentaram variações no número e posição das bandas no gel de poliacrilamida em todos os sistemas, com exceção de leucina aminopeptidase, onde bandas monomórficas foram formadas, sem variação na intensidade e pouca variação na mobilidade relativa.

Análise do perfil de expressão dos genes da cana-de-açúcar envolvidos na interação com Leifsonia xyli subsp: xyli

Utilizando a técnica de macroarranjos de cDNA em membranas de náilon, analisou-se o perfil de expressão de 3.575 ESTs ("Expressed Sequence Tags") de cana-de-açúcar, oriundas do projeto SUCEST, em duas variedades, uma tolerante (SP80-0185) e outra suscetível (SP70-3370) ao Raquitismo da Soqueira. Foram analisadas amostras foliares de plantas inoculadas com Leifsonia xyli subsp. xyli., agente etiológico do Raquitismo, contrastadas com plantas não inoculadas (controle), para cada variedade, marcadas com sondas de cDNA e hibridizadas contra os macroarranjos. Após as hibridizações e análises estatísticas dos dados foi possível identificar 49 ESTs com expressão alterada, sendo 44 na variedade tolerante (41 ESTs induzidos e 3 reprimidos) e 5 na variedade suscetível (2 ESTs induzidos e 3 reprimidos). Os resultados obtidos sugerem que a tolerância da variedade SP80-0185 de cana-de-açúcar à bactéria fitopatogênica pode estar relacionada com a percepção de sinais extracelulares, visto que ESTs relacionados a vias de transdução de sinais apresentaram expressão gênica induzida na variedade tolerante, os quais codificam para uma EST com similaridade à H+-ATPase da membrana plasmática, fatores de transcrição G-box, OsNAC6, "DNA binding", família MYB e "Zinc Finger" e ainda uma EST com similaridade ao fator de ligação ao G-Box, o qual corresponde a uma seqüência de DNA cis presente em vários promotores de plantas e requerido para o reconhecimento de muitos estímulos ambientais. Na variedade suscetível foi reprimido uma EST com similaridade à lipase. Esta enzima, também de membrana, faz parte da síntese do jasmonato, o qual ativa as defesas vegetais contra patógenos de plantas. Possíveis funções para os genes induzidos ou reprimidos nas cultivares de cana tolerante ou resistente ao Raquitismo são discutidas neste trabalho.

Differentiation of Colletotrichum gloeosporioides isolates by using total proteins and esterase electrophoretic patterns and extracellular enzymes production

Isolates of Colletotrichum gloeosporioides (ISO-1, ISO-2, ISO-3, ISO-4, ISO-5 and ISO-6), the causal agent of anthracnose disease on mango fruits, were characterized by electrophoretic patterns of total proteins and esterase in polyacrylamida gel, and also, by production of extracellular enzymes on specific solid substrate. The electrophoretic analysis showed variation in number, intensity of coloration and position of the bands in the gel at each studied system tested. In contrast to the monomorphic behavior to total proteins, high esterase polymorfism was observed indicating difference among isolates. All isolates showed the activity of extracellular enzymes such as amylase, lipase, and protease with some variation among them. The proteolitic activity seemed to be more accentuated than the two other enzymes studied.

Cylindrocladium spathiphylli de espatifilo (Spathiphyllum wallisii Rengel): detecção de enzimas extracelulares em isolados normais e alterados por temperatura

O fungo Cylindrocladium spathiphylli causa podridão no colo e nas raízes de espatifilo, induzindo amarelecimento e murcha nas folhas da parte aérea. Há poucos estudos com o fungo quanto às enzimas extracelulares. Assim, delineou-se ensaio inteiramente casualizado in vitro, com três tratamentos (dois isolados normais: LFEEI016 - EPAGRI/SC e MMBF 01/01 - IB/SP; mais testemunha) e seis repetições, visando a detecção de enzimas. A amilase (AM), lipase (LP), carboximetilcelulase (CMC) e lacase (LC) foram mensuradas pelo cálculo da área da coroa circular, local de atividade das enzimas. A catalase (CT) e gelatinase (GL) foram mensuradas por símbolos, depois transformados em notas (1 a 4, de ausência à intensa produção). O isolado MMBF 01/01 produziu as maiores áreas e com mais intensidade as enzimas. Das enzimas, a maior área foi a da LC e depois a LP. LFEEI016 e MMBF 01/01 não apresentaram área para AM e CMC e exibiram intensidade fraca e igual para CT. A intensidade de GT foi moderada no MMBF 01/01 (nota média 3,0) e ausente para o LFEEI016 (nota média 1,0). Após a produção das enzimas extracelulares, os isolados foram alterados vegetativamente por temperatura. Instalou-se ensaio inteiramente ao acaso, em fatorial contendo disco de micélio dos isolados do fungo versus três temperaturas [23ºC (T1); 33ºC (T2) e de 33ºC para 23ºC (T3)] versus quatro períodos (3; 6; 9 e 12 dias), com oito repetições, em placa de Petri com BDA mantida em BOD. O diâmetro das colônias foi medido diariamente (mm) em dois sentidos. As alterações de temperatura vistas foram: inócuo, fungistático (FS) e fungicida (FC). Aplicou-se estatística nas temperaturas T1 e T3 dos isolados para checar efeito FS e escolher aqueles com maior e menor efeito. O isolado LFEEIO16 mostrou efeito FS com três dias às temperaturas 33ºC e de 33ºC para 23ºC. Nos demais períodos, o isolado sofreu efeito FC. O MMBF 01/01 mostrou efeito FS em todos os períodos. Ambos isolados sofreram, estatisticamente, efeito FS. O MMBF 01/01 mostrou maior efeito FS aos nove dias, nas temperaturas referidas e menor com três dias. Após a constatação de alteração na taxa de crescimento micelial dos isolados, procurou-se verificar, novamente, a produção de enzimas extracelulares. Os isolados alterados e utilizados foram o MMBF 01/01 com três e nove dias e o LFEEIO16 com três dias. A produção e a avaliação das enzimas foram realizadas da mesma maneira para os isolados normais. O isolado MMBF 01/01 - três dias produziu as maiores áreas e com mais intensidade as enzimas. Das enzimas, a maior área foi a da LC. Após LC, a área da LP foi maior que a da CMC nos isolados. Não se detectou área de AM nos isolados. A intensidade de GL foi maior que a da CT nos isolados MMBF 01/01 com três e nove dias. Para LFEEI016 - três dias, a intensidade média de CT foi nota 2,0 e ausência de GL (nota média 1,3). Sugere-se investigar a severidade da doença na planta entre os isolados e em condições naturais investigar a evolução da LC em comparação as demais enzimas na patogênese do fungo na cultura.

Produção de enzimas extracelulares por Ceratocystis spp.

O gênero Ceratocystis contempla diversas espécies distribuídas em vários lugares do mundo. No Brasil ocorrem relatos da existência de três espécies, sendo elas: C. cacaofunesta, C. paradoxa e C. fimbriata, sendo esta última relacionada a doença em culturas de importância econômica. O trabalho objetivou verificar, em meios de cultura específicos, a produção das enzimas extracelulares amilase, lipase, celulase, protease, lacase e lignina peroxidase e pectiliase (pectato-liase) por isolados de Ceratocystis sp. Foram usados 41 isolados: 3 de mangueira (Mangifera indica), 19 de eucalipto (Eucalyptus spp.), 15 de cacaueiro (Theobroma cacao), 2 de Teca (Tectona grandis) e 2 de atemóia (Annona sp.). As colônias foram incubadas no escuro a 25ºC , com exceção do meio para detecção de pectinase que foi incubado sob fotoperíodo alternado. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com 4 repetições. A partir dos meios específicos foi possível detectar a produção de amilase, lacase e protease quase na totalidade dos isolados Ceratocystis sp. testados. Não foi observada a produção de celulase, lípase e pectatoliase. A produção da enzima lignina peroxidade foi detectada em pouca quantidade e em somente alguns isolados do fungo. Este perfil enzimático obtido da população do fungo pode auxiliar em futuros estudos relacionados com a caracterização deste.

Produção in vitro de enzimas extracelulares por fungos e sua relação com os sintomas descritos em planta hospedeira

RESUMOOs fungos fitopatogênicos habitantes de solo causam perdas econômicas em muitas culturas e são difíceis de serem controlados. Esses fungos podem ser agrupados pelos sintomas comuns que causam nas plantas, bem como pelas enzimas extracelulares que podem produzir. O objetivo do trabalho foi verificar a produção in vitro de enzimas extracelulares por fungos de solo e tentar relacionar essas enzimas com os sintomas que cada fungo causa em planta hospedeira. O ensaio foi delineado em esquema inteiramente casualizado, com dois fatores, sete fungos (Cylindrocladium spathiphylli, Rhizoctonia solani, Sclerotium rolfsii, Ceratocystis fimbriata, Sclerotinia sclerotiorum, Fusarium oxysporum f. sp. dianthi e Verticillium dahliae) mais testemunha e seis enzimas (amilase, carboximetilcelulase, lipase, lacase, catalase e gelatinase) com 10 repetições. Catalase e gelatinase foram mensuradas por escala de notas, enquanto que as demais pelo cálculo da área da coroa circular. O ensaio foi repetido e a análise foi realizada com os dados de dois ensaios. Os fungos que causam podridão na raiz ou no colo da planta apresentaram maior produção de lacase, enquanto os que causam obstrução, fendas ou até a destruição do sistema vascular demonstraram a prevalência da lipase.

Isolation of microorganisms of cheese whey with lipolytic activity for removal of COD

The aim of this study was to isolate microorganisms that produce lipase and to assess the efficiency of COD removal intreatment of cheese whey under different operating conditions. The microorganisms were isolated from cheese whey and a commercial product; it was selectedthreemicroorganisms that obtained the best response to the lipolytic activity test through the enzyme index. Then, the microorganisms were inoculated in sterilized cheese whey samples, for two pH values (6.2 and 7.0), incubated at 35 °C and 150 rpm in shaker and the lipolityc activity and the efficiency of COD removal were measured in two time periods (24 and 48h). After incubation, it was observed that the treatments showed a good removal efficiency of COD for the pre-treatment and the isolated microorganism (S1) from the cheese whey showed the highest lipase production. Regarding the pH and time variables, there was not significant effect between the two evaluated factors. Among all treatments, T2 (S1, pH 7.0 and 24h) obtained more enzyme production (4.87 U mL-1).

Pseudotumor inflamatório do fígado: diagnóstico diferencial de carcinoma hepatocelular

The authors present a rare case of inflammatory pseudotumor of the liver whose differential diagnosis with hepatocellular carcinoma - in some cases - is only possible with the histological examination. In this case, a female patient, 38 years-old was suffering from abdominal pain, enlarged liver, thinning, tiredness and fever; alpha-fetoprotein, the liver function tests, amylase and lipase were normal. Abdominal ultrasound and computed tomography showed a node in the right liver lobe. The patient was submitted to a right hepatectomy for hepatocellular carcinoma. Histological examination showed an inflammatory pseudotumor of the liver. The patient was discharged from the hospital on the seventh postoperative day; she is asymptomatic for three years.

Inibição da guanilato ciclase pelo azul de metileno no choque circulatório causado por pancreatite aguda necrosante: uma palavra de cuidado embasada em modelo suíno

OBJETIVO: estudar o uso terapêutico do bloqueio da guanilato ciclase pelo azul de metileno em um modelo experimental de pancreatite aguda grave em suínos. MÉTODOS: a pancreatite aguda necrotizante foi induzida em porcos anestesiados por infusão ductal pancreática retrógrada de 1ml/kg de taurocolato de sódio a 5% e 8U/kg de enteroquinase. Três grupos foram estudados (n=5): controle (C), pancreatite (PA), "bolus" de azul seguido por pancreatite (AM+PA). Os dados incluíram enzimas séricas e do líquido abdominal, variáveis hemodinâmicas, hemogasometria arterial, volume de líquido abdominal, marcadores inflamatórios plasmáticos, nitrito/nitrato e mieloperoxidase e malondialdeído plasmático. Aplicou-se a análise de variância seguida do pós-teste de Bonferroni (p<0,05). RESULTADOS: os valores de amilase e lipase foram três e dez vezes mais elevados no grupo PA. A atividade da mieloperoxidase foi 50% superior no grupo PA. Os dados hemodinâmicos indicaram choque hipovolêmico precoce seguido de choque cardiogênico. Observou-se grave translocação de líquidos para a cavidade peritoneal. A nitrito/nitrato plasmática permaneceu inalterada. O grupo AM+PA teve aumento de cinco vezes do mieloperoxidase em comparação com o grupo C. CONCLUSÕES: a utilização de azul de metileno em suínos com pancreatite não demonstrou efeitos significativos sobre variáveis hemodinâmicas e inflamatórias. Seu uso terapêutico na pancreatite necro-hemorrágica pode ser inadequado e extremo cuidado deve ser tomado dado o aumento da peroxidação lipídica evidenciado pelo aumento dos valores do malondialdeído.

Molecular characterization of virulence factors in Aeromonas hydrophila obtained from fish

Multiple factors can be involved in the virulence processes of Aeromonas hydrophila. The objective of the present paper was to verify the presence of aerolysin, hidrolipase, elastase and lipase virulence genes through the polymerase chain reaction (PCR) in A. hydrophila isolates obtained from fish of the São Francisco River Valley, and to evaluate virulence according to the presence of these genes in Nile tilapia fingerlings. One hundred and fourteen isolates from the bacteria were used. DNA was heat extracted and PCR undertaken using specific primers described in the literature. For in vivo tests Nile tilapia fingerlings were used. From the PCR tests, negative isolates for all genes tested were selected, positive isolates for two genes (aerolysin and elastase) and positive for the four genes tested. These were inoculated at a concentration of 10(8) UFC/ml into the tilapias, considered as treatments; another group of animals was used as control (with inoculation of saline solution). In all, 12 distinct standards regarding the presence of virulence factors in isolates from A. hydrophila, were observed. Of the 114 isolates analyzed, 100 (87.72%) presented at least one of the virulence factors under study. The virulence factors were widely distributed among the A. hydrophila isolates. Aerolysin was the most frequent virulence factor present in the isolates analyzed. A. hydrophila led to the mortality of the Nile tilapia fingerlings, regardless of the absence or quantity of virulence genes tested.

An experimental model of hemolysis-induced acute pancreatitis

The literature indicates that acute pancreatitis is a complication of massive hemolysis with a prevalence of about 20%. We describe an experimental model of hemolysis-induced acute pancreatitis. Hemolytic anemia was induced in rats by a single ip injection of 60 mg/kg of 20 mg/ml acetylphenylhydrazine (APH) in 20% (v/v) ethanol on the first experimental day (day 0). One hundred and fifty Wistar albino rats weighing 180-200 g were divided into three groups of 50 animals each: groups 1, 2 and 3 were injected ip with APH, 20% ethanol, and physiological saline, respectively. Ten rats from each group were sacrificed on study days 1, 2, 3, 4 and 5. Serum amylase, lipase levels and pancreatic tissue tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha) and platelet-activating factor (PAF) contents were determined and a histological examination of the pancreas was performed. No hemolysis or pancreatitis was observed in any of the rats in groups 2 and 3. In group 1, massive hemolysis was observed in 35 (70%) of 50 rats, moderate hemolysis in seven (14%), and no hemolysis in eight (16%). Thirty-three of 35 (94.2%) rats with massive hemolysis had hyperamylasemia, and 29 of these rats (82.8%) had histologically proven pancreatitis. The most severe pancreatitis occurred on day 3, as demonstrated by histology. Tissue TNF-alpha and PAF levels were statistically higher in group 1 than in groups 2 and 3. Acute massive hemolysis induced acute pancreatitis, as indicated by histology, in almost 80% of cases. Hemolysis may induce acute pancreatitis by triggering the release of proinflammatory and immunoregulatory cytokines.

Effect of high-fat diets on body composition, lipid metabolism and insulin sensitivity, and the role of exercise on these parameters

Dietary fat composition can interfere in the development of obesity due to the specific roles of some fatty acids that have different metabolic activities, which can alter both fat oxidation and deposition rates, resulting in changes in body weight and/or composition. High-fat diets in general are associated with hyperphagia, but the type of dietary fat seems to be more important since saturated fats are linked to a positive fat balance and omental adipose tissue accumulation when compared to other types of fat, while polyunsaturated fats, omega-3 and omega-6, seem to increase energy expenditure and decrease energy intake by specific mechanisms involving hormone-sensitive lipase, activation of peroxisome proliferator-activated receptor α (PPARα) and others. Saturated fat intake can also impair insulin sensitivity compared to omega-3 fat, which has the opposite effect due to alterations in cell membranes. Obesity is also associated with impaired mitochondrial function. Fat excess favors the production of malonyl-CoA, which reduces GLUT4 efficiency. The tricarboxylic acid cycle and beta-oxidation are temporarily uncoupled, forming metabolite byproducts that augment reactive oxygen species production. Exercise can restore mitochondrial function and insulin sensitivity, which may be crucial for a better prognosis in treating or preventing obesity.