Elucidating the mechanism of familial amyloidosis– Finnish type: NMR studies of human gelsolin domain 2

Familial amyloidosis–Finnish type (FAF) results from a single mutation at residue 187 (D187N or D187Y) within domain 2 of the actin-regulating protein gelsolin. The mutation somehow allows a masked cleavage site to be exposed, leading to the first step in the formation of an amyloidogenic fragment. We have performed NMR experiments investigating structural and dynamic changes between wild-type (WT) and D187N gelsolin domain 2 (D2). On mutation, no significant structural or dynamic changes occur at or near the cleavage site. Areas in conformational exchange are observed between β-strand 4 and α-helix 1 and within the loop region following β-strand 5. Chemical shift differences are noted along the face of α-helix 1 that packs onto the β-sheet, suggesting an altered conformation. Conformational changes within these areas can have an effect on actin binding and may explain why D187N gelsolin is inactive. {1H-15N} nuclear Overhauser effect and chemical shift data suggest that the C-terminal tail of D187N gelsolin D2 is less structured than WT by up to six residues. In the crystal structure of equine gelsolin, the C-terminal tail of D2 lies across a large cleft between domains 1 and 2 where the masked cleavage site sits. We propose that the D187N mutation destabilizes the C-terminal tail of D2 resulting in a more exposed cleavage site leading to the first proteolysis step in the formation of the amyloidogenic fragment.

Destabilization of Ca2+-free gelsolin may not be responsible for proteolysis in Familial Amyloidosis of Finnish Type

Mutations at position 187 in secreted gelsolin enable aberrant proteolysis at the 172–173 and 243–244 amide bonds, affording the 71-residue amyloidogenic peptide deposited in Familial Amyloidosis of Finnish Type (FAF). Thermodynamic comparisons of two different domain 2 constructs were carried out to study possible effects of the mutations on proteolytic susceptibility. In the construct we consider to be most representative of domain 2 in the context of the full-length protein (134–266), the D187N FAF variant is slightly destabilized relative to wild type (WT) under the conditions of urea denaturation, but exhibits a Tm identical to WT. The D187Y variant is less stable to intermediate urea concentrations and exhibits a Tm that is estimated to be ≈5°C lower than WT (pH 7.4, Ca2+-free). Although the thermodynamic data indicate that the FAF mutations may slightly destabilize domain 2, these changes are probably not sufficient to shift the native to denatured state equilibrium enough to enable the proteolysis leading to FAF. Biophysical data indicate that these two FAF variants may have different native state structures and possibly different pathways of amyloidosis.

A new isoleucine substitution of Val-20 in transthyretin tetramers selectively impairs dimer-dimer contacts and causes systemic amyloidosis.

The most frequent form of inherited amyloidoses is associated with mutations in the transthyretin (TTR) gene coding for 127-amino acid residues of four identical, noncovalently linked subunits that form a pair of dimers in the plasma protein complex. Amyloid fibrils containing the variant and to a lesser extent the wild-type form of the TTR molecule are deposited in various organs, including peripheral nerves and the myocardium, with polyneuropathy and cardiomyopathy as major clinical manifestations. So far, more than 40 distinct amino acid substitutions distributed throughout the TTR sequence over 30 positions have been found to be correlated with an increased amyloidogenicity of TTR. Most of these amyloidogenic amino acid substitutions are suspected to alter the conformation and stability of the monomer. Here we identify and characterize by protein and DNA analysis a novel amyloidogenic Val-20 to Ile mutation in a German three-generation family. The index patient suffered from severe amyloid cardiomyopathy at the age of 60. Conformational stability and unfolding behavior of the Ile-20 monomer in urea gradients was found to be almost indistinguishable from that of wild-type TTR. In contrast, tetramer stability was significantly reduced in agreement with the expected change in the interactions between the two opposing dimers via the side chain of Ile-20. Our observations provide strong evidence for the view that amyloidogenic amino acid substitutions in TTR facilitate the conversion of tetrameric TTR complexes into those conformational intermediates of the TTR folding pathway that have an intrinsic amyloidogenic potential.

Identification of pentosidine as a native structure for advanced glycation end products in beta-2-microglobulin-containing amyloid fibrils in patients with dialysis-related amyloidosis.

beta-2-Microglobulin (beta-2m) is a major constituent of amyloid fibrils in patients with dialysis-related amyloidosis (DRA). Recently, we found that the pigmented and fluorescent adducts formed nonenzymatically between sugar and protein, known as advanced glycation end products (AGEs), were present in beta-2m-containing amyloid fibrils, suggesting the possible involvement of AGE-modified beta-2m in bone and joint destruction in DRA. As an extension of our search for the native structure of AGEs in beta-2m of patients with DRA, the present study focused on pentosidine, a fluorescent cross-linked glycoxidation product. Determination by both HPLC assay and competitive ELISA demonstrated a significant amount of pentosidine in amyloid-fibril beta-2m from long-term hemodialysis patients with DRA, and the acidic isoform of beta-2m in the serum and urine of hemodialysis patients. A further immunohistochemical study revealed the positive immunostaining for pentosidine and immunoreactive AGEs and beta-2m in macrophage-infiltrated amyloid deposits of long-term hemodialysis patients with DRA. These findings implicate a potential link of glycoxidation products in long-lived beta-2m-containing amyloid fibrils to the pathogenesis of DRA.

Vascular variant of prion protein cerebral amyloidosis with tau-positive neurofibrillary tangles: the phenotype of the stop codon 145 mutation in PRNP.

Deposition of PrP amyloid in cerebral vessels in conjunction with neurofibrillary lesions is the neuropathologic hallmark of the dementia associated with a stop mutation at codon 145 of PRNP, the gene encoding the prion protein (PrP). In this disorder, the vascular amyloid in tissue sections and the approximately 7.5-kDa fragment extracted from amyloid are labeled by antibodies to epitopes located in the PrP sequence including amino acids 90-147. Amyloid-laden vessels are also labeled by antibodies against the C terminus, suggesting that PrP from the normal allele is involved in the pathologic process. Abundant neurofibrillary lesions are present in the cerebral gray matter. They are composed of paired helical filaments, are labeled with antibodies that recognize multiple phosphorylation sites in tau protein, and are similar to those observed in Alzheimer disease. A PrP cerebral amyloid angiopathy has not been reported in diseases caused by PRNP mutations or in human transmissible spongiform encephalopathies; we propose to name this phenotype PrP cerebral amyloid angiopathy (PrP-CAA).

Serum amyloid P component prevents proteolysis of the amyloid fibrils of Alzheimer disease and systemic amyloidosis.

Extracellular deposition of amyloid fibrils is responsible for the pathology in the systemic amyloidoses and probably also in Alzheimer disease [Haass, C. & Selkoe, D. J. (1993) Cell 75, 1039-1042] and type II diabetes mellitus [Lorenzo, A., Razzaboni, B., Weir, G. C. & Yankner, B. A. (1994) Nature (London) 368, 756-760]. The fibrils themselves are relatively resistant to proteolysis in vitro but amyloid deposits do regress in vivo, usually with clinical benefit, if new amyloid fibril formation can be halted. Serum amyloid P component (SAP) binds to all types of amyloid fibrils and is a universal constituent of amyloid deposits, including the plaques, amorphous amyloid beta protein deposits and neurofibrillary tangles of Alzheimer disease [Coria, F., Castano, E., Prelli, F., Larrondo-Lillo, M., van Duinen, S., Shelanski, M. L. & Frangione, B. (1988) Lab. Invest. 58, 454-458; Duong, T., Pommier, E. C. & Scheibel, A. B. (1989) Acta Neuropathol. 78, 429-437]. Here we show that SAP prevents proteolysis of the amyloid fibrils of Alzheimer disease, of systemic amyloid A amyloidosis and of systemic monoclonal light chain amyloidosis and may thereby contribute to their persistence in vivo. SAP is not an enzyme inhibitor and is protective only when bound to the fibrils. Interference with binding of SAP to amyloid fibrils in vivo is thus an attractive therapeutic objective, achievement of which should promote regression of the deposits.

Comportamento de Salmonella em ovo em pó em função da atividade de água (Aa) do binômio tempo x temperatura de armazenamento

Salmonella sp. é um dos principais microrganismos causadores de surtos de enfermidades transmitidas por alimentos associados ao consumo de ovos e de alimentos formulados com este ingrediente. Ovos desidratados são largamente utilizados pelas indústrias de alimentos, por oferecer maior praticidade e maior padronização em relação ao produto \"in natura\". Apesar do processo tecnológico de desidratação do ovo incluir uma etapa de pasteurização, existe um risco de haver microrganismos sobreviventes, já que a pasteurização é feita em temperatura branda. Além disso, a pasteurização pode destruir os fatores intrínsecos antimicrobianos presentes na clara, possibilitando a multiplicação de microrganismos que sobreviveram ao processo de pasteurização ou que contaminaram o produto após a pasteurização. O controle da Aa do produto desidratado e o tempo de armazenamento são, portanto, fatores fundamentais para o controle da multiplicação de microrganismos indesejáveis. Nesse estudo, avaliou-se a cinética de multiplicação de Salmonella experimentalmente adicionada a ovo em pó Aa ajustada para 0,4, 0,6, 0,8 e 0,9, durante o armazenamento em quatro temperaturas: 8°C, 15°C, 25°C e 35°C. Os resultados indicaram que S. Enteritidis é capaz de sobreviver por longo tempo (pelo menos 56 dias) em ovo em pó com Aa próximo de 0,4 quando armazenado a 8°C, 15° e a 25°C. Essa sobrevivência é menor (até 28 dias) quando o armazenamento é feito a 35°C. No ovo em pó com Aa em tomo de 0,6 ou 0,8, S. Enteritidis sobrevive por menos tempo do que no produto com Aa de cerca de 0,4, independentemente da temperatura de armazenamento. No produto com Aa de cerca de 0,9, há grande multiplicação de S. Enteritidis quando o armazenamento é feito a 15°C, 25°C ou 35°C. Nesse produto, o armazenamento a 8°C impede a multiplicação do patógeno. Verificou-se também que Salmonella Radar, resistente a diversos antibióticos, apresentou o mesmo comportamento que S. Enteritidis nas amostras de ovo estudadas.

Produção de mudas de açaí sob diferentes níveis de depleção de água associada a doses de um polímero hidroabsorvente

O açaizeiro é uma palmeira com potencial comercial valorizado principalmente pela polpa do fruto que possui propriedades químicas benéficas à saúde humana. Os produtores necessitam corresponder ao incremento de demanda e a produção de mudas deve contemplar essa tendência de mercado. O conhecimento a respeito do manejo hídrico de mudas da espécie ainda pode ser ampliado e a utilização de polímero hidroabsorvente (hidrogel) na produção de mudas da espécie surge como uma opção para redução de custos em irrigação associada a uma boa qualidade das plantas. O objetivo deste estudo é gerar informações que correlacionem a influência de doses de hidrogel à produção de mudas de açaizeiro em diferentes regimes hídricos. O experimento foi conduzido no Departamento de Engenharia de Biossistemas da Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\". O delineamento utilizado foi o de blocos ao acaso sob os seguintes tratamentos, quatro doses de hidrogel (0; 1,0; 2,0; 3,0 g L-1) e três níveis de depleção (0-5; 25; 50% da capacidade de retenção de água do substrato com o polímero) com quatro repetições. O experimento foi conduzido por 9 meses e ao final foram realizadas avaliações biométricas e análises destrutivas para obtenção de valores de massa seca. Para embasamento estatístico dos dados aplicou-se o teste F, em 1 e 5% de probabilidade, análise de regressão polinomial e o teste de Tukey em 5% de probabilidade. O hidrogel aumentou a capacidade de retenção hídrica do substrato e os resultados mostraram que a presença do polímero acrescentou qualidade à muda de forma crescente em função das doses; todavia, doses de 3g L-1 podem acarretar problemas com drenagem devido à perda de eficiência de absorção do polímero. Os níveis de depleção (25 e 50%) afetaram substancialmente, de forma negativa, o desempenho da muda quando comparados ao tratamento de menor depleção (0-5%), demonstrando que a espécie é bastante sensível a regimes com menor disponibilidade hídrica. Não foi observado efeito de interação entre as doses do polímero e os níveis de depleção para a grande maioria das variáveis analisadas, com exceção apenas da área foliar específica (AFE) e da irrigação aplicada (IA). O Kc médio da cultura, para cultivo protegido, apresentou tendência crescente ao longo do experimento. Conclui-se que a melhor dose do polímero é de 2 g L-1 e que o nível de depleção de 0-5% apresentou o melhor desempenho. O Kc determinado mostra tendência de acordo com a fase de desenvolvimento da espécie, variando de 0,76 até 1,41.

Orbital and Physical Properties of the σ Ori Aa, Ab, B Triple System

We provide a complete characterization of the astrophysical properties of the σ Ori Aa, Ab, B hierarchical triple system and an improved set of orbital parameters for the highly eccentric σ Ori Aa, Ab spectroscopic binary. We compiled a spectroscopic data set comprising 90 high-resolution spectra covering a total time span of 1963 days. We applied the Lehman-Filhés method for a detailed orbital analysis of the radial velocity curves and performed a combined quantitative spectroscopic analysis of the σ Ori Aa, Ab, B system by means of the stellar atmosphere code FASTWIND. We used our own plus other available information on photometry and distance to the system for measuring the radii, luminosities, and spectroscopic masses of the three components. We also inferred evolutionary masses and stellar ages using the Bayesian code BONNSAI. The orbital analysis of the new radial velocity curves led to a very accurate orbital solution of the σ Ori Aa, Ab pair. We provided indirect arguments indicating that σ Ori B is a fast-rotating early B dwarf. The FASTWIND+BONNSAI analysis showed that the Aa, Ab pair contains the hottest and most massive components of the triple system while σ Ori B is a bit cooler and less massive. The derived stellar ages of the inner pair are intriguingly younger than the one widely accepted for the σ Orionis cluster, at 3 ± 1 Ma. The outcome of this study will be of key importance for a precise determination of the distance to the σ Orionis cluster, the interpretation of the strong X-ray emission detected for σ Ori Aa, Ab, B, and the investigation of the formation and evolution of multiple massive stellar systems and substellar objects.

Atividade antibacteriana de sementes de açaí (Euterpe oleracea Mart.)

O presente trabalho teve como objetivo avaliar a atividade antibacteriana de um extrato aquoso de sementes de açaí (Euterpe oleracea Mart.), proveniente do Brasil, em isolados clínicos. O extrato revelou atividade antibacteriana em todos os isolados clínicos testados com a exceção de Escherichia coli e de Klebsiella pneumoniae. Os melhores valores de CMIs (concentrações mínimas inibitórias) foram observados para Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA) (0,25 mg/mL), Staphylococcus aureus sensível à meticilina (MSSA), Enterococcus faecalis e Streptococcus agalactiae com um valor de 0,5 mg/mL. O extrato testado parece ser uma opção a explorar no combate de bactérias resistentes.