Difference in Enzyme Activity and Conformation of Glucose Oxidase Before and After Purification

EEnzyme activity of commercial glucose oxidase was enhanced after purification through a strong anionic exchange resin. In order to get a better insight into this phenomenon, surface pressure–area ( –A) isotherms and surface pressure–time ( –t) isotherms was used to study the interaction and the absorption at different pH values of the subphases between octadecylamine and glucose oxidase purified by a styrene system quaternary ammonium type strongly basic anionic exchange resin. Circular dichroism (CD), electrophoresis and enzyme activity measurements were conducted to study these phenomena. A preliminary hypothesis has been suggested to explain why the enzyme activity of purified glucose oxidase was higher than that of the commercial one. © 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

GmcA Is a Putative Glucose-Methanol-Choline Oxidoreductase Required for the Induction of Asexual Development in Aspergillus nidulans

18 p.

Insights into the mechanism of human erythrocyte hexose transport : a transferred NOE study of glucose binding to GLUT1

This study examines binding of α- and β-D-glucose in their equilibrium mixture to the glucose transporter (GLUT1) in human erythrocyte membrane preparations by an ^1H NMR method, the transferred NOE (TRNOE). This method is shown theoretically and experimentally to be a sensitive probe of weak ligand-macromolecule interactions. The TRNOEs observed are shown to arise solely from glucose binding to GLUT1. Sites at both membrane faces contribute to the TRNOEs. Binding curves obtained are consistent with a homogeneous class of sugar sites, with an apparent K_D which varies (from ~30 mM to ~70 mM for both anomers) depending on the membrane preparation examined. Preparations with a higher proportion of the cytoplasmic membrane face exposed to bulk solution yield higher apparent KK_Ds. The glucose transport inhibitor cytochalasin B essentially eliminates the TRNOE. Nonlinearity was found in the dependence on sugar concentration of the apparent inhibition constant for cytochalasin B reversal of the TRNOE observed in the α anomer (and probably the β anomer); such nonlinearity implies the existence of ternary complexes of sugar, inhibitor and transporter. The inhibition results furthermore imply the presence of a class of relatively high-affinity (K_D < 2mM) sugar sites specific for the α anomer which do not contribute to NMR-observable binding. The presence of two classes of sugar-sensitive cytochalasin B sites is also indicated. These results are compared with predictions of the alternating conformer model of glucose transport. Variation of apparent K_D in the NMR-observable sites, the formation of ternary complexes and the presence of an anomer-specific site are shown to be inconsistent with this model. An alternate model is developed which reconciles these results with the known transport behavior of GLUT1. In this model, the transporter possesses (at minimum) three classes of sugar sites: (i) transport sites, which are alternately exposed to the cytoplasmic or the extracellular compartment, but never to both simultaneously, (ii) a class of sites (probably relatively low-affinity) which are confined to one compartment, and (iii) the high-affinity α anomer-specific sites, which are confined to the cytoplasmic compartment.

Reaction of glucose catalyzed by framework and extraframework tin sites in zeolite beta

The isomerization of glucose into fructose is a large-scale reaction for the production of high-fructose corn syrup, and is now being considered as an intermediate step in the possible route of biomass conversion into fuels and chemicals. Recently, it has been shown that a hydrophobic, large pore, silica molecular sieve having the zeolite beta structure and containing framework Sn⁴⁺ (Sn-Beta) is able to isomerize glucose into fructose in aqueous media. Here, I have investigated how this catalyst converts glucose to fructose and show that it is analogous to that achieved with metalloenzymes. Specifically, glucose partitions into the molecular sieve in the pyranose form, ring opens to the acyclic form in the presence of the Lewis acid center (framework Sn⁴⁺), isomerizes into the acyclic form of fructose and finally ring closes to yield the furanose product. Akin to the metalloenzyme, the isomerization step proceeds by intramolecular hydride transfer from C2 to C1. Extraframework tin oxides located within hydrophobic channels of the molecular sieve that exclude liquid water can also isomerize glucose to fructose in aqueous media, but do so through a base-catalyzed proton abstraction mechanism. Extraframework tin oxide particles located at the external surface of the molecular sieve crystals or on amorphous silica supports are not active in aqueous media but are able to perform the isomerization in methanol by a base-catalyzed proton abstraction mechanism. Post-synthetic exchange of Na⁺ with Sn-Beta alters the glucose reaction pathway from the 1,2 intramolecular hydrogen shift (isomerization) to produce fructose towards the 1,2 intramolecular carbon shift (epimerization) that forms mannose. Na⁺ remains exchanged onto silanol groups during reaction in methanol solvent, leading to a near complete shift in selectivity towards glucose epimerization to mannose. In contrast, decationation occurs during reaction in aqueous solutions and gradually increases the reaction selectivity to isomerization at the expense of epimerization. Decationation and concomitant changes in selectivity can be eliminated by addition of NaCl to the aqueous reaction solution. Thus, framework tin sites with a proximal silanol group are the active sites for the 1, 2 intramolecular hydride shift in the isomerization of glucose to fructose, while these sites with Na-exchanged silanol group are the active sites for the 1, 2 intramolecular carbon shift in epimerization of glucose to mannose.

Infusão contínua de insulina e controle glicêmico em pacientes sépticos: implicações para a enfermagem em terapia intensiva

O objeto de estudo é o resultado do controle glicêmico proveniente da infusão contínua de insulina (ICI) em pacientes sépticos da terapia intensiva. Os objetivos foram determinar a incidência de hipoglicemia encontrada entre pacientes de duas Unidades de Terapia Intensiva (UTI), que receberam ICI e sua relação com os valores da faixa-alvo de cada protocolo e discutir as implicações para a prática de enfermagem relacionadas à incidência de hipoglicemia. Trata-se de estudo transversal, bicêntrico, retrospectivo, com técnica de coleta de dados por análise do prontuário e avaliação quantitativa dos mesmos. Desenvolvida em duas UTIs, uma de um hospital de oncologia da rede federal e outra de um hospital geral da rede estadual do estado do Rio de Janeiro. As medidas glicêmicas de pacientes sépticos que utilizaram ICI no ano de 2010 nas duas UTIs foram transcritas para o instrumento de coleta de dados, gerando 2213 medidas em 29 pacientes (11,88%) na UTI 1 e 923 medidas em 20 pacientes (9,85%) na UTI 2. Os registros de hipoglicemia foram divididos em duas categorias: as medidas com valores definidos pelo protocolo adotado e aquelas com valores inferiores a 50mg/dL, caracterizados como hipoglicemia grave pelo Institute for Healthcare Improvement; nas duas categorias houve a necessidade de intervenção com a administração de glicose hipertônica a 50%. Dezesseis pacientes da UTI 1 apresentaram hipoglicemia, sendo quatro (25,00%) com medidas entre 50 e 60mg/dL e doze (75,00%) com medidas inferiores a 50mg/dL; treze pacientes da UTI 2 apresentaram hipoglicemia, sendo dez (76,92%) com medidas entre 50 e 80mg/dL e três (23,08%) com medidas inferiores a 50mg/dL. O cálculo da incidência considerou o total dos episódios de hipoglicemia independente da categoria. Comparando as duas UTIs, foi encontrada na UTI 1 uma incidência global de hipoglicemia quase cinco vezes maior (22,60:4,54). Na UTI 1, dos 50 episódios de hipoglicemia, 20 registros foram menores que 50mg/dL; na UTI 2, dos 42 episódios de hipoglicemia, 03 registros foram menores que 50mg/dL. A hipoglicemia grave na UTI 1 é 1,5 vezes menor que a hipoglicemia pelo protocolo; na UTI 2, a hipoglicemia grave é treze vezes menor que a hipoglicemia pelo protocolo. Na UTI 1, das 2213 medidas realizadas, 375 medidas glicêmicas ficaram abaixo da faixa alvo. Destas medidas, 50 se caracterizaram como hipoglicemia (375:50) A cada sete ou oito medidas abaixo da faixa-alvo, uma era de hipoglicemia. Na UTI 2, das 923 mensurações, 223 medidas ficaram abaixo do alvo. Destas, 42 medidas foram de hipoglicemia (223:42). Portanto, para cada cinco medidas abaixo da faixa, uma era de hipoglicemia. Considerando-se que a ICI em pacientes sépticos pode contribuir para melhores resultados, a equipe de enfermagem deve estar apta a realizar um controle glicêmico eficaz e com menor risco de hipoglicemia. Subsidiar a equipe com conhecimentos acerca dos fatores predisponentes à hipoglicemia, além de incrementar o nível da assistência de enfermagem prestada, possibilita que haja redução real na incidência deste evento adverso grave.

Construção de barreiras para diminuir as falhas nas mensurações glicêmicas realizadas pela enfermagem em pacientes críticos com insulina intravenosa

Esta pesquisa tem como objeto os fatores que influenciam a mensuração glicêmica realizada pela enfermagem em pacientes que recebem insulina contínua intravenosa utilizando glicosímetros portáteis à beira leito. Vários fatores podem influenciar a mensuração glicêmica, tais como a amostra sanguínea, a calibração do aparelho, a estocagem das fitas-teste, o hematócrito dos pacientes, o uso de vasoaminas e falhas do operador. A partir da Tese de que: A identificação dos fatores que influenciam a mensuração glicêmica realizada pela enfermagem através de glicosímetros é determinante para a eficiência das barreiras de salvaguarda voltadas para a minimização de falhas na sua execução, a fim de garantir resultados glicêmicos confiáveis e, consequentemente, realizar a titulação da insulina com segurança, teve-se como objetivo geral propor ações de enfermagem que funcionem como barreiras para diminuir as falhas nas mensurações glicêmicas realizadas pela enfermagem em pacientes que recebem infusão contínua de insulina. Espera-se contribuir com ações para garantir a adequação e o controle rigoroso da insulina administrada. Estudo observacional, transversal, prospectivo com abordagem quantitativa na análise dos dados, em uma unidade intensiva cirúrgica cardiológica de um hospital público do Rio de Janeiro. As variáveis do estudo foram submetidas a tratamentos estatísticos não paramétricos e às medidas de associação. Foram investigados 42 pacientes com observação de 417 glicemias. Predominaram pacientes do sexo feminino (57,14%), média de idade de 48 (15,85) anos, sem insuficiência renal e sem tratamento dialítico (90,48%). Observou-se PAM com média de 77(10,29) mmHg, uso de vasoaminas (80,95%), PaO2 ≥ 90mmHg em 85,71% e hematócrito <35% em 71,42%. Encontrou-se uma incidência de hipoglicemia de 35,7%, sendo a população dividida em dois grupos, o primeiro (G1) com pacientes que apresentaram hipoglicemia ≤ 60mg/dl (n=15), e o segundo (G2), com pacientes sem hipoglicemia (n=27). O hematócrito baixo foi a característica clínica que apresentou maior associação com a hipoglicemia. Pacientes com esta condição apresentaram 5,60 vezes mais risco de apresentarem hipoglicemia. O uso de vasoaminas elevou 3,3 vezes o risco de hipoglicemia em pacientes com estas medicações. A realização de cirurgias de emergência, a presença de insuficiência renal com tratamento dialítico, e a elevação da PaO2 acima de 90mmHg também apresentaram associação positiva com a hipoglicemia. Das 417 mensurações observadas, predominou o uso de amostra sanguínea de origem arterial. Observou-se que em todas as etapas da técnica de mensuração houve desvio de execução, com exceção de compressão da polpa digital. Os desvios observados que mostraram associação positiva (RR>1) para pacientes com hipoglicemia foram: a falta de calibração do glicosímetro, a falta de verificação da validade/integridade da fita teste, a falta da higienização das mãos e a falta da coleta de até 1 ml de sangue. Construiu-se uma revisão da técnica de mensuração glicêmica com enfoque nos fatores que podem comprometer o resultado glicêmico levando em conta o risco de hipoglicemia. Tornou-se evidente que a compreensão apropriada dos fatores que influenciam a glicemia e a mensuração glicêmica é indispensável para o enfermeiro na obtenção de resultados glicêmicos confiáveis, e assim, evitar erros na titulação das doses de insulina administrada.

Enhancement of GABAA Receptor-Mediated Inhibitory Postsynaptic Currents Induced by "Partial Oxygen-Glucose Deprivation

下载PDF阅读器"氧糖剥夺"模型作为研究脑缺血的离体模型被广泛使用,该模型模拟了局灶性脑缺血的主要病理变化.然而在缺血病灶核心区与正常脑组织之间称为缺血半暗带的区域,脑血流也有程度不一的降低.为了模拟这种病理变化,发展了一种"不完全氧糖剥夺"的离体脑片模型,该模型满足两个条件,灌流液里氧气部分剥夺而葡萄糖含量降低;"氧糖剥夺"可以导致谷氨酸介导的兴奋性毒性,从而引起神经细胞的坏死.而A型γ-氨基丁酸受体(GABAAR)介导的神经元抑制性活动可以对抗谷氨酸引起的兴奋性毒性,因此近年来引起广泛的研究兴趣.而谷氨酸受体和γ-氨基丁酸受体功能在缺血半暗带是否有改变尚不得而知.因此本文采用海马脑片全细胞膜片钳的记录方法,研究"不完全氧糖剥夺"对海马CA1区神经元的A型γ-氨基丁酸受体介导的抑制性突触后膜电流(IPSCs)的影响.研究发现"不完全氧糖剥夺"使GABAAR介导的IPSCs的峰值增加而衰减时程延长.进一步研究发现该电流的峰值增加是由于GABAAR-氯离子通道的电导增加所致,而与氯离子的反转电位变化无关.这些发现提示在脑缺血的缺血半暗带区域GABAAR介导的神经元抑制性活动可能是增强的,这可能是神经元面对缺血状态产生自我保护的一种内稳态机制.

Design of carbon nanotube fiber microelectrode for glucose biosensing

BACKGROUND: Carbon nanotube (CNT) fiber directly spun from an aerogel has a unique, well-aligned nanostructure (nano-pore and nano-brush), and thus provides high electro-catalytic activity and strong interaction with glucose oxidase enzyme. It shows great potential as a microelectrode for electrochemical biosensors. RESULTS: Cyclic voltammogram results indicate that post-synthesis treatments have great influence on the electrocatalytic activity of CNT fibers. Raman spectroscopy and electrical conductivity tests suggest that fibers annealed at 250 °C remove most of the impurities without damaging the graphite-like structure. This leads to a nano-porous morphology on the surface and the highest conductivity value (1.1 × 10 5 S m -1). Two CNT fiber microelectrode designs were applied to enhance their electron transfer behaviour, and it was found that a design using a 30 nm gold coating is able to linearly cover human physiological glucose level between 2 and 30 mmol L -1. The design also leads to a low detection limit of 25 μmol L -1. CONCLUSIONS: The high performance of CNT fibers not only offers exceptional mechanical and electrical properties, but also provides a large surface area and electron transfer pathway. They consequently make excellent bioactive microelectrodes for glucose biosensing, especially for potential use in implantable devices. © 2011 Society of Chemical Industry.