Complexos de escorpionato: papel biológico como potenciais agentes anti-tumor

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Genética Molecular e Biomedicina

Análise da estrutura e da função da proteína morfogenética RodZ de Bacillus subtilis

Resumo: RodZ é um componente do sistema morfogenético das células bacterianas. É uma proteína transmembranar que localiza em bandas ao longo do eixo longitudinal da célula. Em Bacillus subtilis, RodZ consiste numa porção citoplasmática, RodZn, e em uma parte extra-citoplasmática, RodZc. RodZn contém um domínio em helixturn- helix (HTH), enquanto que RodZc pode ser dividido num domínio coiled-coil e num domínio terminal C, de função desconhecida. Um segmento transmembranar (TM) único separa RodZn de RodZc. A eliminação de rodZ causa alongamento do nucleóide e leva à produção de células polares nucleadas. Aqui, mostramos que RodZn é estruturado, estável e em hélice α. Descobrimos que as substituições Y32A e L33A na suposta hélice de reconhecimento (3) do motivo HTH, bem como as substituições Y49A e F53A, fora do motivo HTH (4), causam divisão assimétrica, mas apenas as últimas levam à deslocalização sub-celular de RodZ. Sugerimos que as hélices 3 e 4 são utilizadas para uma interacção proteína-proteína ou proteína- DNA essencial para divisão celular enquanto que 4 deve contactar um componente do citosqueleto, possivelmente MreB, uma vez que a correcta localização sub-celular de RodZ depende desta proteína. Em todos os mutantes as células polares são anucleadas, pelo que concluímos que o alongamento do nucleóide não é um prérequisito para divisão assimétrica. RodZc é largamente não estruturado mas com conteúdo de folha , sendo estabilizado pelo domínio coiled-coil. Mostramos uma relação homóloga entre RodZc e a bomba de transporte Na+/Ca2+ NCX1 e identificámos dois resíduos no domínio C, G265 e N275, essenciais para a manutenção da forma celular. Estes resíduos fazem parte de um motivo em gancho que pode actuar como um local de interacção com um ligando desconhecido. RodZn e RodZc são monoméricos em solução. Contudo, na membrana, RodZ interage consigo própria num sistema de dois híbridos (Split-Ubiquitin) em levedura, sugerindo que possa formar multímeros in vivo.-----------ABSTRACT: RodZ is a transmembrane component of the bacterial core morphogenic apparatus. RodZ localizes in bands long the longitudinal axis of the cell, and it is though to functionally link the cell wall to the actin cytoskeleton. In Bacillus subtilis, RodZ consists of a cytoplasmic moiety, RodZn, and an extracytoplasmic moiety, RodZc. RodZn contains a predicted helix-turn-helix domain, whereas RodZc is thought to contain a coiled-coil region and a terminal C domain of unknown function. A single transmembrane domain separates RodZn from RodZc. Deletion of rodZ causes elongation of the nucleoid and leads to the production of polar minicells containing DNA. Here, we have studied the structure and function of RodZn and RodZc. We show that RodZn is a stable, folded, -helical domain. We discovered that the Y32A and L33A substitutions within the presumptive recognition helix (3) of the HTH motif, as well as the Y49A and F53A substitutions outside of the HTH motif (in 4) cause asymmetric cell division. However, only the substitutions in 4 cause sub-celular delocalization of RodZ. We suggest that 3 and 4 are used for a protein-protein or protein-DNA interaction important for cell division, whereas 4 is likely to contact a cytoskeletal component, presumably MreB. The polar cells formed by all the mutants are anucleate. We conclude that nucleoid elongation is not a prerequisite for asymmetric division. RodZc appears to be a largely unstructured domain, with some -sheet content, and is stabilized by the coiled-coil region. We show a homology relationship between RodZc and the NCX1 Na+/Ca2+ transporter and we found two residues within the C domain, G265 and N275, that are important for cell shape determination. These residues are predicted to be essential determinants of a claw-like motif, which may act as a binding site for an unknown ligand. Both the isolated RodZn and RodZc proteins are monomeric in solution. However, because full-length RodZ interacts with itself in a split-ubiquitin yeast two-hybrid assay, we suggest that it may dimerize or form higher order multimers in vivo.

Saccharomyces cerevisiae como biossensor de arsénio na água: caso de estudo da Ribeira do Bodelhão e do Rio Zêzere

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Tecnologia e Segurança Alimentar

Pesquisa sobre a ocorrência de histeria monocytogenes em fezes humanas

Foi pesquisada em 107 amostras de fezes procedentes de indivíduos com distúrbios intestinais a presença de Listeria monocytogenes. Como processo de enriquecimento, as fezes foram semeadas em caldo triptose fosfatado e mantidas a 4ºC durante 1 mês. Ao findar este prazo, foram os espécimes semeados em quatro meios seletivos: 1) Agar triptosado com 5 mcg/ml de Polimixina; 2) Agar triptosado com 50 cmg/ml de ácido nalidixico; 3) Meio de Ralovich e cols (Agar com 5% de soro normal de cavalo, acrescido de 50 mcg/ml de ácido nalidixico e 50 mcg/ml de tripaflavina (Bayer); 4) Uma modificação do meio de Ralovich (Agar triptosado, contendo 40 mcg/ml de ácido nalidixico, 50 mcg/ml de acetato de tálio, 25 mcg/ml de tripaflavina e 0,3% de extrato de levedura). Para reconhecimento das colônias suspeitas nos diferentes meios, fez-se uso da técnica de Henry. A identificação primária se baseou na observação da motilidade e nas características morfotintoriais, senão a seguir, confirmada através das provas bioquímicas e sorológicas. Três amostras de Listeria monocytogenes foram isoladas, caracterizando- se duas no sorotipo 4b e uma no tipo 1/2a.

Physico-chemical characterization of chars produced in the co-pyrolysis of wastes and possible routes of valorisation

Thesis submitted for the Degree in Master of Energy and Bioenergy

Angiostrongilose abdominal: profilaxia pela destruição das larvas infectantes em alimentos tratados com sal, vinagre ou hipoclorito de sódio

A infecção acidental humana pelo Angiostrongylus costaricensis ocorre com elevada prevalência em certas áreas do Brasil meridional, eventualmente se manifestando como doença abdominal severa. Profilaxia é importante, pois não hã tratamento medicamentoso. Um dos modos de transmissão é a ingestão de frutas e vegetais contaminados com a mucosidade de moluscos infectados, os hospedeiros intermediários deste parasita. Larvas de terceiro estágio obtidas do ciclo mantido em laboratório foram incubadas a 5°C por 12 horas, em vinagre, solução saturada de cloreto de sódio e hipocloríto de sódio a 1,5%. A viabilidade das lamas tratadas foi testada através da inoculação em camundongos albinos. Os percentuais de larvas que estabeleceram infecção foram: 0% com hipocloríto de sódio, 1,8% com salmora e 2,4% com vinagre. Em conclusão, todas as substâncias - de baixo custo e disponíveis nas áreas endêmicas - reduziram à população de lamas viáveis e podem ser úteis na descontaminação de alimentos para profilaxia da angiostrongilose abdominal.

Caracterização funcional das aquaporinas-3 e 7 de mamífero por expressão heteróloga em leveduras

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Bioquímica Estrutural e Funcional

Tipagem molecular de isolados clínicos e ambientais do complexo de espécies de Cryptococcus neoformans através do gene fosfolipase B(PLB1) e avaliação da susceptibilidade antifúngica

Cryptococcus neoformans é uma levedura encapsulada, presente em animais e humanos, que infecta tanto indivíduos imunocomprometidos como imunocompetentes. A criptococose é uma causa significativa de morbilidade e mortalidade em todo o mundo, sendo a meningoencefalite o sinal mais frequente da doença. Duas espécies estão incluídas no complexo de Cryptococcus neoformans: C. gattii (serotipos B e C) e C. neoformans. Por sua vez, C. neoformans é dividido em duas grandes variedades - var. grubii (serotipo A) e var. neoformans (serotipo D) –, além de incluir estirpes híbridas (serotipo AD). A técnica de RFLP tem sido usada para identificar facilmente os tipos moleculares dos isolados em estudos epidemiológicos. Oito tipos foram descritos: VNI, VNII (ambos correspondentes a estirpes C. neoformans var. grubii), VNIII (estirpes híbridas AD), VNIV (C. neoformans var. neoformans), e VGI-IV (correspondentes a C. gattii). Este trabalho teve como objectivo, caracterizar geneticamente uma colecção de isolados clínicos e ambientais, portugueses e estrangeiros, e avaliar a sua resistência a duas drogas antifúngicas, permitindo comparar os padrões epidemiológicos do complexo de espécies com os encontrados noutras regiões do mundo. A colecção possui 337 isolados de C. neoformans, provenientes de diversos hospitais e regiões, previamente identificados por métodos convencionais de diagnóstico. A determinação dos tipos moleculares foi realizada através do método de RFLP no gene PLB1. Dos 267 isolados analisados, o tipo mais abundante foi VN I (61,42%), seguido por VN III (24,34%). Menos abundantes foram VN IV (10,11%) e VN II (3%), enquanto que VG I foi raro (1,12%). Os restantes tipos moleculares de C. gattii não foram encontrados. Usando o método de difusão em disco, 98 destes isolados foram analisados quanto à susceptibilidade antifúngica. Foi registada resistência ao voriconazol em apenas 3,1% dos isolados testados. Foi encontrada resistência ao fluconazol num elevado número de isolados (32,7%) e susceptibilidade dependendo da dose em 15,3%. Este trabalho, também teve o intuito de correlacionar os resultados anteriores com o tipo molecular. Todavia não foi encontrada diferença estatisticamente significativa entre qualquer dos tipos moleculares e as CMIs correspondentes ao fluconazol. Porém, os resultados mostram que alguns tipos moleculares são menos susceptíveis do que outros em relação ao voriconazol: VN I e VN IV são mais resistentes do que VN II, e VN I e VN II são mais susceptíveis que VN III. Concluindo, a elevada frequência de VN I está de acordo com resultados obtidos em outros estudos em países Europeus e Sul-Americanos. É notável a abundância de VN III em Portugal, tal como relatado noutros países do Sul da Europa, mas também no Chile, contrariamente a outras regiões do globo. A elevada resistência ao fluconazol é compatível com os resultados documentados em estudos anteriores. Esta investigação é um importante passo na epidemiologia da criptococose e da ocorrência de C. neoformans em Portugal.

A relevância do factor de transcrição Yap5 de Saccharomyces cerevisiae na resposta ao excesso de ferro

A capacidade que os organismos possuem de alterar os seus padrões de expressão de genes em resposta a alterações no meio ambiente é essencial para a sua viabilidade. A levedura Saccharomyces cerevisiae, em particular, possui um programa complexo e muito flexível de expressão de genes quando exposta a mudanças agressivas do seu meio ambiente. As células mantêm a sua homeostase através de mecanismos coordenados de regulação de vários factores de transcrição, cada um desempenhando funções específicas. Neste trabalho foi estudada a relevância do factor de transcrição da família Yap de S. cerevisiae, o Yap5, na destoxificação do excesso de ferro na célula. Os resultados obtidos neste trabalho mostram que após a incubação com elevadas quantidades de sulfato de ferro, embora o potencial de transactivação do Yap5 aumente, os níveis da proteína diminuem, sendo esta diminuição dependente da concentração de ferro. Demonstrámos também que embora a expressão do gene CCC1 (que codifica para o único transportador vacuolar de ferro conhecido) seja dependente do Yap5 em condições de excesso de ferro, os níveis basais de expressão deste gene são suficientes para a sobrevivência nessas condições. Observámos ainda que, ao contrário do que acontece em Schizosaccharomyces pombe, o factor de transcrição Hap4, não parece estar envolvido nesta regulação. Através de delecções sequenciais da região promotora do CCC1, verificámos que os níveis de expressão ditados por uma região de 58pb a montante do codão de iniciação, ATG, são suficientes para a célula sobreviver sob concentrações elevadas de ferro. Verificámos ainda que a região 3’UTR do gene é importante para a sobrevivência celular. Nessa região, identificámos uma estrutura em forma de “hairpin” que poderá estar envolvida na regulação do gene.

Cativeiro de aves como fonte de Cryptococcus neoformans na cidade de Campo Grande, Mato Grosso do Sul, Brasil

Cryptococcus neoformans é a levedura capsulada causadora de criptococose em humanos e animais. A variedade neoformans, encontrada em diversas fontes ambientais, inclusive habitats de aves, é importante causa de mortalidade em indivíduos com AIDS em todo o Mundo. Contudo, ainda não há estudos sobre a sua ecologia na região Centro Oeste brasileira, onde há registro da ocorrência de casos humanos da micose. Para estudar fontes saprofíticas de C. neoformans, na cidade de Campo Grande, foram coletadas 20 amostras de excretas de aves em distintos ambientes. Suspensão das amostras em salina estéril foram semeadas em placas com meio ágar níger. Após 5 dias, colônias mucóides marrom-escuro foram subcultivadas para identificação através de provas morfofisiológicas, determinação da variedade e sorotipagem. C. neoformans var. neoformans sorotipo A foi isolado de 10 (50%) das amostras, comprovando a ocorrência saprofítica de C. neoformans na cidade de Campo Grande, relacionada a habitat de aves em cativeiro.

Método para deteção de 2,4,6-TCA por contaminação de gases halogenados de uma superfície emissora de iões positivos

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Física

Viabilidade de cepas de Malassezia pachydermatis mantidas em diferentes métodos de conservação

A manutenção de culturas de Malassezia pachydermatis em micotecas é importante para estudos retrospectivos e prospectivos. O objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento de Malassezia pachydermatis frente a diferentes métodos de conservação de culturas. Para tanto, após o processo de identificação, essa levedura foi estocada, por seis e nove meses, em salina e salina com óleo mineral a 28°C, bem como, em ágar Dixon, ágar Dixon acrescido de glicerol e ágar Dixon acrescido de dimetil-sulfóxido (DMSO) a -20°C. Os meios de Dixon e Dixon acrescido de glicerol foram os métodos mais adequados (p< 0,05) para manter a viabilidade das cepas, em seis e nove meses de estoque. Qualquer dos métodos utilizados foi conveniente para manutenção da positividade na prova da urease em seis meses de estocagem, sendo o ágar Dixon e o ágar Dixon acrescido de glicerol, os melhores (p< 0,05) para nove meses. Portanto, para a recuperação e manutenção das características de Malassezia pachydermatis, recomenda-se o emprego do meio de Dixon ou do meio de Dixon acrescido de glicerol.

Funcionalização de fibras de celulose em papel com nanopartículas: aplicação como bactericida

As doenças infecciosas emergentes e o desenvolvimento de resistência aos antibióticos, por parte das bactérias patogénicas e fungos, a um ritmo alarmante são uma questão de extrema preocupação. Apesar do aumento do conhecimento da patogénese microbiana e aplicação de terapias modernas, a taxa de mortalidade associada a infecções microbianas ainda permanece alta. Muitas destas infecções têm origem nos alimentos e água que ingerimos. Torna-se, portanto, urgente procurar novas estratégias e encontrar novos agentes antimicrobianos, a partir de substâncias naturais e inorgânicas para desenvolver novos fármacos ou agentes para controlar as infecções microbianas. É aqui, que a nanotecnologia entra em acção com o conceito de embalagem activa. Esta beneficia do uso de nanopartículas para aumentar a segurança e a qualidade de um produto pois estas possuem actividade antimicrobiana. A maioria das embalagens é feita de papel, que possui óptimas propriedades e características (baixo custo, porosidade e biodegrabilidade), tornando-se um substrato cobiçado em diversas áreas de investigação. Neste trabalho, uniu-se as vantagens do papel com as propriedades antimicrobianas das nanopartículas. Assim, impregnaram-se diferentes substratos de papel com nanopartículas, com o objectivo de testar qual o que apresenta maior actividade antibacteriana. Para tal utilizou-se o cartão, o saco de refeições de take-away, papel de mesa e papel de talheres, os quais foram impregnados com nanopartículas de prata, cobre, óxido de zinco e óxido de tungsténio, com concentrações variadas. Estas nanopartículas foram testadas em cinco bactérias diferentes: Staphylococcus aureus (ATCC6538), Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA) (RN4220) e Enterococcus faecalis (ATCC29212), Escherichia coli (ATCC8739) e Pseudomonas aeruginosa (ATCC9027) e numa levedura Candida albicans (ATCC10231). Dos testes anti-bacterianos realizados, concluiu-se que os melhores resultados foram obtidos para o cartão com AgNPs. Utilizando o cartão como substrato e as nanopartículas de prata como agente anti-bacteriano, estudou-se a influência da concentração de AgNPs (2, 10, 25 e 50mM). A concentração de 50mM revelou-se mais eficaz, em especial para a bactéria Pseudomonas aeruginosa (ATCC9027).

Tipagem molecular de isolados clínicos e ambientais do complexo de espécies de Cryptococcus neoformans através do gene da fosfolipase B (PLB1) e avaliação da susceptibilidade antifúngica

Cryptococcus neoformans é uma levedura encapsulada, presente em animais e humanos, que infecta tanto indivíduos imunocomprometidos como imunocompetentes. A criptococose é uma causa significativa de morbilidade e mortalidade em todo o mundo, sendo a meningoencefalite o sinal mais frequente da doença. Duas espécies estão incluídas no complexo de Cryptococcus neoformans: C. gattii (serotipos B e C) e C. neoformans. Por sua vez, C. neoformans é dividido em duas grandes variedades - var. grubii (serotipo A) e var. neoformans (serotipo D) –, além de incluir estirpes híbridas (serotipo AD). A técnica de RFLP tem sido usada para identificar facilmente os tipos moleculares dos isolados em estudos epidemiológicos. Oito tipos foram descritos: VNI, VNII (ambos correspondentes a estirpes C. neoformans var. grubii), VNIII (estirpes híbridas AD), VNIV (C. neoformans var. neoformans), e VGI-IV (correspondentes a C. gattii). Este trabalho teve como objectivo, caracterizar geneticamente uma colecção de isolados clínicos e ambientais, portugueses e estrangeiros, e avaliar a sua resistência a duas drogas antifúngicas, permitindo comparar os padrões epidemiológicos do complexo de espécies com os encontrados noutras regiões do mundo. A colecção possui 337 isolados de C. neoformans, provenientes de diversos hospitais e regiões, previamente identificados por métodos convencionais de diagnóstico. A determinação dos tipos moleculares foi realizada através do método de RFLP no gene PLB1. Dos 267 isolados analisados, o tipo mais abundante foi VN I (61,42%), seguido por VN III (24,34%). Menos abundantes foram VN IV (10,11%) e VN II (3%), enquanto que VG I foi raro (1,12%). Os restantes tipos moleculares de C. gattii não foram encontrados. Usando o método de difusão em disco, 98 destes isolados foram analisados quanto à susceptibilidade antifúngica. Foi registada resistência ao voriconazol em apenas 3,1% dos isolados testados. Foi encontrada resistência ao fluconazol num elevado número de isolados (32,7%) e susceptibilidade dependendo da dose em 15,3%. Este trabalho, também teve o intuito de correlacionar os resultados anteriores com o tipo molecular. Todavia não foi encontrada diferença estatisticamente significativa entre qualquer dos tipos moleculares e as CMIs correspondentes ao fluconazol. Porém, os resultados mostram que alguns tipos moleculares são menos susceptíveis do que outros em relação ao voriconazol: VN I e VN IV são mais resistentes do que VN II, e VN I e VN II são mais susceptíveis que VN III. Concluindo, a elevada frequência de VN I está de acordo com resultados obtidos em outros estudos em países Europeus e Sul-Americanos. É notável a abundância de VN III em Portugal, tal como relatado noutros países do Sul da Europa, mas também no Chile, contrariamente a outras regiões do globo. A elevada resistência ao fluconazol é compatível com os resultados documentados em estudos anteriores. Esta investigação é um importante passo na epidemiologia da criptococose e da ocorrência de C. neoformans em Portugal.

Fitorremediação de águas residuais contaminadas com Cd e Ni por três genótipos de Miscanthus

Fitorremediação, o uso de vegetação para a descontaminação de diferentes matrizes, é uma estratégia de baixo custo e tem sido apontada como uma metodologia passível de atenuar e estabilizar águas residuais. Neste contexto, este estudo tem como principal objectivo avaliar a capacidade fitorremediadora de três genótipos de Miscanthus (duas espécies - Miscanthus sinensis e Miscanthus floridulus, e um híbrido – Miscanthus x giganteus) a águas residuais contaminadas com cádmio e níquel (2,0 mg Ni/L e 0,2 mg Cd/L). Os resultados demonstraram que a irrigação com águas residuais contaminadas com Cd e Ni não afecta a produtividade dos três genótipos de Miscanthus em estudo e que o M. x giganteus e o M. floridulus registaram produtividades mais elevadas que o M. sinensis. Contudo, o M. x giganteus, demonstrou tendencialmente uma redução da sua produção com a contaminação de Cd. A biomassa obtida dos ensaios irrigados com águas residuais contaminadas apresentaram maior teor de Cd e Ni, do que a biomassa recolhida dos ensaios Controlo. O sistema Miscanthus-solo registou valores de remoção de Cd de 100%, e de Ni de 96-100%, no caso do M. x giganteus e do M. sinensis. O M. floridulus, contudo, demonstrou menos potencial de fitorremediação no que diz respeito à remoção de Ni das águas residuais: apenas 58% de Ni foi removido pelo sistema “biofiltrador”. Ainda assim, verificou-se a acumulação de Cd e Ni no perfil superior do solo devido à irrigação com as águas residuais contaminadas, o que demonstra a necessidade de controlo desta técnica de modo a prevenir possíveis efeitos negativos no ambiente.