Biochemical and Biophysical Characterization of Huntingtin

Huntington’s disease (HD) is a fatal autosomal dominant neurodegenerative disease. HD has no cure, and patients pass away 10-20 years after the onset of symptoms. The causal mutation for HD is a trinucleotide repeat expansion in exon 1 of the huntingtin gene that leads to a polyglutamine (polyQ) repeat expansion in the N-terminal region of the huntingtin protein. Interestingly, there is a threshold of 37 polyQ repeats under which little or no disease exists; and above which, patients invariably show symptoms of HD. The huntingtin protein is a 350 kDa protein with unclear function. As the polyQ stretch expands, its propensity to aggregate increases with polyQ length. Models for polyQ toxicity include formation of aggregates that recruit and sequester essential cellular proteins, or altered function producing improper interactions between mutant huntingtin and other proteins. In both models, soluble expanded polyQ may be an intermediate state that can be targeted by potential therapeutics.

In the first study described herein, the conformation of soluble, expanded polyQ was determined to be linear and extended using equilibrium gel filtration and small-angle X-ray scattering. While attempts to purify and crystallize domains of the huntingtin protein were unsuccessful, the aggregation of huntingtin exon 1 was investigated using other biochemical techniques including dynamic light scattering, turbidity analysis, Congo red staining, and thioflavin T fluorescence. Chapter 4 describes crystallization experiments sent to the International Space Station and determination of the X-ray crystal structure of the anti-polyQ Fab MW1. In the final study, multimeric fibronectin type III (FN3) domain proteins were engineered to bind with high avidity to expanded polyQ tracts in mutant huntingtin exon 1. Surface plasmon resonance was used to observe binding of monomeric and multimeric FN3 proteins with huntingtin.

Construction of the refractive index profiles for few-mode planar optical waveguides

We present a nondestructive technique to predict the refractive index profiles of isotropic planar waveguides, on which a thin gold film is deposited to as the cladding. The negative dielectric constant of the metal results in significant differences of effective indices between TE and TM modes. The two polarized modes and a surface plasmon resonance (SPR) with abundant information of the surface index can be used to construct the refractive index profiles of single-mode and two-mode waveguides at a fixed wavelength. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Spectroscopic and thermal properties of short wavelength metal (II) complexes containing alpha-isoxazolylazo-beta-diketones as co-ligands

Two new azo dyes of alpha-isoxazolylazo-beta-dilcetones and their Ni(II) and Cu(II) complexes with blue-violet light wavelength were synthesized using a coupling component, different diazo components and metal (II) ions (Ni2+ and Cu2+). Based on the elemental analysis, MS spectra and FT-IR spectral analyses, azo dyes were unequivocally shown to exist as hydrazoketo and azoenol forms which were respectively obtained from the solution forms and from the solid forms. The action of sodium methoxide (NaOMe) on azo dyes in solutions converts hydrazoketo form into azoenol form, so azo dyes are coordinated with metal (II) ions as co-ligands in the azoenol forms. The solubility of all the compounds in common organic solvents such as 2,2,3,3-tetrafluoro-1-propanol (TFP) or chloroform (CHCl3) and absorption properties of spin-coating thin films were measured. The difference of absorption maxima from the complexes to their ligands was discussed. In addition, the TG analysis of the complexes was also determined, and their thermal stability was evaluated. It is found that these new metal (II) complexes had potential application for high-density digital versatile disc-recordable (HD-DVD-R) system due to their good solubility in organic solvents, reasonable and controllable absorption spectra in blue-violet light region and high thermal stability. (c) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Synthesis, spectroscopic and thermal properties of nickel (II)-azo complexes with blue-violet light wavelength

A novel azo dye containing isoxazole ring and beta-diketone derivative (TIAD) and its two nickel (II) complexes (Ni (II)-ETIAD and Ni (II)-HTIAD) were synthesized in order to obtain a blue-violet light absorption and better thermal stability as a promising organic storage material for next generation of high density digital versatile disc-recordable (HD-DVD-R) systems that uses a high numerical aperture of 0.85 at 405 nm wavelength. Their structures were confirmed on the basis of elemental analysis, MS, FT-IR, UV-Vis and magnetic data. Their solubility in 2,2,3,3-tetrafluoro-1-propanol (TFP) and absorption properties of thin film were measured. The difference of absorption maximum from the complexes to their ligands was discussed. In addition, the TG analysis of the complexes was also determined, and their thermal stability was evaluated. (C) 2004 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Solutions for New Terrestrial Broadcasting Systems Offering Simultaneously Stationary and Mobile Services

221 p.

Rare earth dibenzoylmethane complexes for potential application as high-density recordable optical recording materials

Three kinds of rare earth complexes derived from dibenzoylmethane (DBM) ligand were synthesized by reacting free ligand and different rare earth ions(La (3+), Sm3+ and Gd3+). Their contents and structures were postulated based on elemental analysis, LDI-TOF-MS, FT-IR spectra and UV-Vis spectra. Smooth films on K9 glass substrates were prepared using the spin-coating method. Their solubility in organic solvents, absorption and reflection properties of thin film and thermal stability of these complexes were evaluated. These complexes would be a promising recording material for high-density digital versatile disc-recordable (HD-DVD-R) system. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Hemisferectomia unilateral na vida adulta como modelo para o estudo das assimetrias motoras em camundongos

Em humanos, uma série de estudos vem sugerindo que o hemisfério esquerdo é particularmente importante no controle e execução de movimentos. De modo geral, lesões no hemisfério esquerdo promovem déficits motores mais pronunciados que lesões semelhantes no hemisfério direito. Neste trabalho utilizamos a hemisferectomia unilateral para avaliar a contribuição de cada hemisfério na função motora em camundongos. Camundongos Suíços adultos foram submetidos a hemisferectomia unilateral direita (HD) ou esquerda (HE) ou aos procedimentos de controle. Quinze dias após cirurgia, a coordenação motora de cada animal foi avaliada no teste da locomoção forçada em cilindro giratório (Rotarod). A latência para a queda do grupo controle foi significativamente maior que a do grupo HD e não diferiu da do grupo HE. Para auxiliar a interpretação dos resultados obtidos no ROTAROD, uma parte dos animais foi submetida a uma bateria adicional de testes comportamentais na seguinte seqüência: teste de campo aberto, avaliação qualitativa da assimetria sensório-motora, teste da grade elevada e teste de suspensão pela cauda. De modo interessante, no teste da grade elevada, enquanto o grupo HD apresentou o desempenho da pata traseira esquerda (contralateral à lesão) significativamente pior que o da direita, os grupos Controle e HE não apresentaram diferenças entre as duas patas traseiras. De modo análogo ao observado em humanos, nossos resultados sugerem uma ação assimétrica dos hemisférios cerebrais no controle da função motora em camundongos.

Sarcopenia em pacientes idosos com doença renal crônica em hemodiálise

Os pacientes idosos em hemodiálise (HD) são altamente suscetíveis ao desenvolvimento de sarcopenia, devido ao processo natural de envelhecimento e ao catabolismo induzido pelo procedimento de HD. O objetivo deste estudo foi primeiro, avaliar a prevalência de sarcopenia, dinapenia e atrofia muscular em um grupo de pacientes idosos em HD; o segundo, avaliar se os critérios aplicados para o diagnóstico de sarcopenia, propostos por sociedades internacionais, são capazes de distinguir os pacientes com pior condição clínica, estado nutricional e qualidade de vida. Este estudo multicêntrico e transversal incluiu 94 pacientes idosos em HD (> 60 anos) de cinco centros de diálise. Todos os participantes foram submetidos à avaliação antropométrica, de composição corporal, força de preensão manual (FPM), laboratorial e avaliação da condição nutricional através da avaliação subjetiva global de 7 pontos (AGS-7p). Adicionalmente, os participantes responderam um questionário de qualidade de vida. Para o diagnóstico de sarcopenia, foram adotados os critérios propostos por sociedades internacionais, que englobam os parâmetros indicativos de baixa massa muscular e baixa função muscular. Para a massa muscular adotou-se o índice de massa magra (IMM) < percentil 20 para o gênero e faixa etária de uma população de referência, avaliado a partir da massa magra obtida pelo somatório de dobras cutâneas. Para o critério de baixa função muscular, adotou-se a FPM < percentil 10 para o gênero, faixa etária e o braço utilizado de uma população de referência. Os pacientes foram classificados como Sarcopênicos (baixo IMM associado à baixa FPM); Dinapênicos (baixa FPM) e Atrofia muscular (baixo IMM). A sarcopenia estava presente em 13.8% dos pacientes, enquanto a dinapenia foi observada em 37.2% e a atrofia muscular em 35.1%. A sarcopenia foi capaz de distinguir os pacientes que possuíam maior comprometimento do estado nutricional e da composição corporal. O critério de função muscular (isoladamente ou em combinação com a massa muscular) também identificou os pacientes com pior qualidade de vida. Em conclusão, a prevalência de sarcopenia foi observada em 13,8% do grupo. Entretanto, ao usar apenas critérios que indicam redução da força ou massa muscular, esta prevalência aumentou para 30%. A condição de sarcopenia distinguiu pacientes com pior estado nutricional e qualidade de vida.

Comparação do Gasto energético de repouso obtido pela calorimetria indireta com as equações de predição em pacientes idosos em tratamento crônico de hemodiálise

Assim como na população geral, as necessidades energéticas diárias dos pacientes em tratamento crônico de hemodiálise (HD) podem ser calculadas multiplicando-se o gasto energético de repouso (GER) pelo nível de atividade física. Até o momento, não há estudos que avaliaram se as equações de predição são precisas para se estimar o GER de idosos em HD. O objetivo do presente estudo foi avaliar a concordância entre o GER obtido pela calorimetria indireta e as equações de predição de Harris&Benedict, Schofield e a proposta pelo documento da Organização Mundial de Saúde de 1985 (FAO 1985) nos pacientes idosos em HD. Tratou-se de um estudo transversal, onde foi avaliado o GER de 57 pacientes idosos não institucionalizados (> 60anos) em tratamento crônico de HD mensurado pela calorimetria indireta e comparado com as equações de predição de Harris&Benedict, Schofield e FAO 1985.A concordância entre o GER medido e as equações foi realizada pelo coeficiente de correlação intraclasse e pela análise de Bland-Altman. Neste estudo pode-se observar que o GER estimado pelas 3 equações foi significantemente maior do que o obtido pela calorimetria indireta. Um grau de reprodutibilidade moderado foi observado entre a calorimetria indireta e as equações. A superestimação foi o principal erro observado, sendo presente na metade dos pacientes. A subestimação foi vista em aproximadamente em 10 % dos pacientes. Com base nesses achados podemos concluir que as 3 equações tiveram uma performance similar ao estimar o GER. E estas podem ser utilizadas para calcular o GER de idosos em HD, na medida em que os nutricionistas reconheçam seus possíveis erros, principalmente quando as equações de predição subestimam o GER medido.

Efeitos da associação entre dieta hiperlipídica e ovariectomia sobre aspectos comportamentais, lipídeos séricos e o desenvolvimento corporal de ratas adultas

O aumento da longevidade evidenciou nas mulheres os efeitos deletérios da deficiência ovariana como, a obesidade central e as doenças neurodegenerativas. Os hábitos alimentares modernos favorecem o consumo excessivo de gorduras, que contribuem para efeitos adversos sobre a saúde, incluindo alteração da composição corporal e da função nervosa. Assim, objetivamos estudar como a dieta hiperlipídica (DH), contendo óleo de soja, associada à perda da função gonadal influenciam o comportamento e o desenvolvimento corporal de ratas adultas. Ratas Wistar adultas foram ovariectomizadas (OVX) ou pseudo-operadas (C) e após 7d passaram a receber dieta contendo 4%(normo) ou 19%(hiperlípidica) de óleo de soja: C4 (n=29), OVX4 (n=30), C19 (n=30), OVX19 (n=30). Foram avaliados a massa e o comprimento corporais e a ingestão alimentar, e aspectos comportamentais de ansiedade, através de teste no Labirinto em Cruz Elevado (LCE); de busca pela novidade, por testes no Campo Vazado (CV); e aprendizagem/memória avaliada no labirinto aquático radial de 8 braços (LAROB). Ao final dos testes, os animais foram anestesiados, exsanguinados e o tecido adiposo intra-abdominal foi coletado e pesado. O soro foi utilizado para dosagens de triglicerídeo (TG), VLDL-c, colesterol (COL), HDL-c e estradiol. A ingestão alimentar média e o comprimento corporal não diferiram entre os grupos, mas o grupo OVX19 mostrou ganho significativo (13,6%) de massa corporal mais precocemente que os demais. O mesmo padrão foi observado quanto à massa de tecido adiposo, que foi 86% maior no OVX19. Os TG, VLDL e COL aumentaram cerca de 28% no OVX19, porém sem alteração de HDL-c (33,762,2 mg/dl). A DH e a ovariectomia se mostraram ansiogênicos e quando associados, a DH parece reverter o efeito ansiogênico da castração. Padrão similar de resposta foi observado na resposta ao teste de busca por novidade. No teste de aprendizagem/memória o OVX4 apresentou maior tempo de latência no primeiro dia, e todos responderam de forma semelhante nos demais dias. Conclui-se que a deficiência de estradiol acompanhada da ingestão de dieta hiperlipídica mantém o desempenho cognitivo, o comportamento emocional e a motivação, embora prejudique a adiposidade e o metabolismo lipídico.