Desenvolvimento de novas ferramentas analíticas para a monitorização da actividade da Paraoxonase 1 em amostras de plasma humano

Segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS), as doenças cardiovasculares (DCV) são a principal causa de morte nos países desenvolvidos. Há uma necessidade urgente de métodos eficazes para a detecção precoce de doenças cardiovasculares, devido à falta de factores de risco convencionais. Os níveis elevados de homocisteína (Hcy) no sangue, homocisteinemia, são um factor de risco independente bem estabelecido para DCV. De acordo com alguns autores, a conversão metabólica de Hcy no metabolito tóxico Hcy-Tl e subsequente N-homocisteinilação de proteínas induz a agregação e a formação de amiloide, contribuindo assim para a alterações próaterogénicas no sistema cardiovascular. A enzima associada à lipoproteína de alta densidade (HDL), paraoxonase 1 (PON1), é capaz de hidrolisar o metabolito tóxico Hcy-Tl de volta a Hcy no soro humano, como observado em estudos recentes que indicam o papel de patogénese em DCV da hPON1. As paraoxonases de soro (PON1, PON2 e PON3) são hidrolases dependentes de cálcio, que pertencem a uma família de enzimas que exibem propriedades antioxidantes e anti-inflamatórias. Foram identificadas três actividades catalíticas principais para PON1: (i) actividade paraoxonase, que corresponde à conversão hidrolítica de paraoxon em p-nitrofenol e a dietil fosfato, (ii) a actividade arilesterase que promove a hidrólise de ésteres aromáticos, e a (iii) actividade de lactonase, que catalisa a hidrólise de Hcy a Hcy-Tl, sendo considerada a actividade principal da PON1. Vários estudos têm relacionado estas actividades enzimáticas a diversas patologias, o que sugere a sua potencial utilidade no diagnóstico clínico. Neste trabalho pretende-se desenvolver um novo método electroquímico para a detecção fácil do substrato e produto resultantes da hidrólise enzimática de paraoxon pela hPON1. Utilizando uma célula electroquímica constituída por um eléctrodo de referência Ag /AgCl., um contra-eléctrodo de Pt e um electrodo de trabalho de carbono vítreo, o paraoxon e p-nitrofenol foram detectados simultaneamente por voltametria de onda quadrada, numa janela de potencial de [-0,3;-1,2] V. Os resultados dos ensaios com a enzima testada a pH 7,6 e 37°C, na presença de paraoxon e utilizando plasma humano como uma fonte de PON1 serão discutidos. Usando a mesma composição de célula electroquímica, Hcy e Hcy-Tl foram estudados utilizando diferentes interfaces e tipos de tratamento para testar a melhor maneira possível de detecção das duas espécies na mesma experiência electroquímica.

Desenvolvimento de membranas catalíticas ácidas para a metanólise do ácido palmítico: estudo do efeito da reticulação

A produção de biodiesel tem sido afectada, ao nível dos custos de produção, pela falta de matérias-primas adequadas que não entrem em competição com a indústria alimentar. A matéria-prima original para a produção de biodiesel é o óleo de soja alimentar, porém a sua utilização origina problemas significativos a nível político e económico. Desta forma, a indústria do biodiesel encontra-se empenhada na modificação para matériasprimas alternativas e de baixo custo. Contudo, estas matérias-primas apresentam elevados níveis de ácidos gordos livres, sendo por isso necessária a eliminação dos ácidos gordos livres. Neste trabalho experimental é proposta a metanólise do ácido palmítico catalisada por membranas poliméricas catalíticas ácidas, utilizadas num reactor de membrana com pervaporação simultânea. Este processo é uma alternativa á destilação reactiva visto que permite a integração da reacção e da separação numa única operação, pelo que é possível a optimização energética, a maximização da conversão e a eliminação de solventes de extracção. Foi efectuado o estudo cinético da reacção de esterificação catalisada pelo catalisador KIT-6 sulfonado. Este catalisador foi caracterizado por titulação ácido-base. Prepararam-se membranas catalíticas compósitas por dispersão do KIT-6 sulfonado em matrizes de poli(álcool vinílico) reticulado com glutaraldeído ou hexametilenodiisocianato. As membranas foram caracterizadas por medição de ângulos de contacto, percentagem de inchamento e por FTIR. Os efeitos do tipo de reticulante e da percentagem de reticulação nas propriedades de transporte e de sorção das membranas, foram estudados em reactor bacth, com as membranas cortadas em pedaços. Os elevados períodos de indução apresentados pelas curvas cinéticas obtidas sugerem que a água formada na reacção afecta de forma pronunciada as propriedades de transporte das membranas. Esta hipótese foi suportada pelo bom ajuste dum modelo cinético-difusional aos pontos experimentais. Por fim, foi testada uma membrana em reactor de membrana com pervaporação simultânea, utilizando azoto seco como gás de varrimento.

Compuestos volátiles libres y enlazados glicosídicamente en la pulpa de la uva Caimarona (Pourouma cecropiifolia Mart.)

Los componentes volátiles presentes en la pulpa de la uva Caimarona se estudiaron mediante GC-MS. Éstos se extrajeron por tres técnicas: evaporación del aroma asistida con solvente (Solvent Assisted Flavour Evaporation SAFE), extracción continua líquido-líquido (LL) y destilación por arrastre con vapor-extracción simultanea con solvente orgánico (DES). En general los componentes volátiles predominantes en la pulpa fueron alcoholes alifáticos y terpénicos. Las notas olfativas del extracto SAFE fueron descritas como floral tenue y verde herbal similares a las exhibidas por la pulpa fresca. Este extracto presentó como componentes mayoritarios linalol 1,2-propanodiol y salicilato de metilo. En contraste, el extracto LL presentó notas que recuerdan la uva pasa y el vino moscatel y sus componentes mayoritarios fueron el ácido acético, el salicilato de metilo y el 2,6-dimetil-2(Z),7-octadien-1,6-diol. El extracto DES fue descrito con notas fresca, floral, cereal y amargo y está constituido por un reducido número de componentes mostrando el efecto negativo de la temperatura en la extracción; sus componentes mayoritarios fueron 1,2-propanodiol, linalol y salicilato de metilo. Adicionalmente, los componentes volátiles mayoritarios liberados por hidrólisis enzimática (Rohapect D5L) de los glicósidos de la pulpa fueron ácido acético, ácido benzoico y vainillina. Cabe destacar que aunque el linalol no se encontró entre las agliconas volátiles, se detectaron los dioles biogenéticamente relacionados: 3,7-dimetil-1,5-octadien-3,7-diol y los isómeros E y Z del 2,6-dimetil-2,7-octadien-1,6-diol.

Produção de bioplásticos a partir de agro-resíduos

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia de Materiais

Aplicação de celulases e xilanases na reciclagem de fibras de papel

Tese de Doutoramento em Engenharia Química e Biológica (área de conhecimento em Engenharia Enzimática e das Fermentações)

Produção de protease colagenolítica por Bacillus stearothermophillus de solo amazônico

As proteases colagenolíticas são enzimas capazes de hidrolisar as ligações peptídicas de vários tipos de colágeno e têm grande importância na medicina e em aplicações terapêuticas. O objetivo desta pesquisa foi avaliar a produção de proteases colagenolíticas por Bacillus stearothermophilus. Os tratamentos foram realizados por meio de um planejamento fatorial completo 2³, a fim de avaliar a significância dos efeitos e interações das variáveis - pH inicial, concentração de substrato e temperatura - sobre a produção de protease colagenolítica. O ponto central foi executado em quadruplicata para fornecer uma estimativa dos erros experimentais. Ensaios enzimáticos com colágeno e azocaseína como substratos foram realizados para determinação das atividades colagenolítica e proteolítica respectivamente. A maior atividade enzimática colagenolítica foi 79,38 U mL-1, correspondendo a atividade específica de 136,86 U mg-1, em condições iniciais de fermentação, na concentração de substrato a 1% (p/v), pH 7,2 e 25 °C. A atividade proteolítica da enzima foi mais ativa em pH 9,0 e 50 °C e foi estável nas faixas de pH (6,0 - 9,0) e temperatura (45 °C - 50 °C). Bacillus stearothermophilus apresenta viabilidade para a produção de proteases colagenolíticas e a obtenção dessas enzimas tem grande importância para aplicações biotecnológicas.

Synthesis of new peptide derivatives that self-assemble into nanostructured hydrogels for biomedical applications

Tese de Doutoramento em Ciências (área de especialização em Química)

Cardiomiopatia hipertrófica tratada por técnica intervencionista de redução septal

Mulher de 75 anos com cardiomiopatia hipertrófica obstrutiva, com dispnéia classe IV, refratária ao tratamento clínico, apresentava contra-indicações relativas para abordagens cirúrgica e de implante de marcapasso. Realizou-se procedimento intervencionista para injeção seletiva de álcool absoluto no 1º ramo septal da artéria interventricular anterior. O infarto septal provocado acompanhou-se de liberação enzimática, elevação de ST e bloqueio de ramo direito do feixe de His. Não houve complicações inesperadas, e o gradiente da via ejetiva de ventrículo esquerdo, de 66mmHg, foi imediatamente abolido. Controle ecocardiográfico evidencia manutenção desse resultado, até o momento, dois meses após o procedimento, em correspondência a marcante alívio sintomático.

Role of sirtuin 3 on mitochondrial dynamics in Huntington's disease striatal cells

Dissertação de mestrado em Genética Molecular

Terapia celular na cardiomiopatia dilatada

Homem de 41 anos em insuficiência cardíaca sistólica, CF III NYHA, estágio clínico C, por cardiomiopatia dilatada, foi submetido ao transplante autólogo da fração mononuclear da medula óssea, via sistema arterial coronariano, através de cateterismo cardíaco. Dois meses após o procedimento, houve diminuição do BNP plasmático, diminuição da área cardíaca ao estudo radiológico do tórax e à ressonância nuclear magnética. O ecocardiograma demonstrou diminuição do fluxo regurgitante secundário a dilatação do anel mitral. Na ergoespirometria houve melhor desempenho, com aumento do consumo máximo de oxigênio, sendo possível redução da terapêutica medicamentosa. A ausência de eventos adversos caracterizados por: instabilidade clínica/hemodinâmica, alteração enzimática ou eletrocardiográfica apontam para segurança e exeqüibilidade deste procedimento realizado e descrito com pioneirismo na cardiomiopatia dilatada.

Glicoconjugados en el Sistema Nervioso Central en desarrollo

Se continúa con el estudio de la biosíntesis y expresión de glicoconjugados en el desarrollo del Sistema Nervioso Central de aves y mamíferos. La diferenciación de las células neurales va acompañada por variaciones en las actividades de gangliósido glicosiltransferasas claves. Dichas variaciones contribuyen a generar cambios importantes en la calidad de los gangliósidos de la superficie celular. En este proyecto se trata de: I) Examinar los diferentes niveles potenciales de control de la actividad de estas enzimas, como así también del complejo mecanismo de transporte intracelular que culmina con la síntesis y localización celular del producto terminado. II) Indagar el proceso que vincula los diferentes compartimentos metabólicos que operan durante la biosíntesis y/o reciclado. III) Estimar los niveles de transcriptos para la N-acetilgalactosaminiltransferasa de cerebro de pollo, usando sondas de cDNA apropiadas. IV) Estimar la cantidad de proteína enzimática y determinar su ubicación celular y subcelular utilizando anticuerpos obtenidos contra la enzima expresada como proteína de fusión en células pro- o eucariotas. V) Examinar el efecto de la transformación de células COS-7 y/o NIH3T3 con oncogenes o protooncogenes constitutivamente activados sobre el metabolismo de sus gangliósidos. VI) Determinar condiciones para optimizar la obtención de gangliósidos de potencial aplicación en la terapia de melanomas y también de derivados de ácido siálico inhibidores de neuraminidasa, de potencial aplicación para limitar las patologías generadas por el virus de la influenza o gripe.

Atividade da enzima acetil-hidrolase do fator ativador de plaquetas (PAF-AH) em pacientes com diabete melito tipo 1

OBJETIVO: Avaliar a atividade da acetil-hidrolase do fator ativador de plaquetas (PAF-AH) e sua relação com variáveis clinicodemográficas, com o controle metabólico, os níveis de apolipoproteínas A e B e a suscetibilidade da lipoproteína de baixa densidade (LDL) à oxidação in vitro em pacientes com DM tipo 1 (DM 1). MÉTODOS: Foram avaliados 42 pacientes com DM1 (27 mulheres) e 48 não-diabéticos (16 mulheres), pareados por sexo, idade e índice de massa corporal (IMC). Os exames realizados foram: glicemia de jejum (GJ) e pós-prandial (GPP), lipidograma, ácido úrico (AU), hemoglobina glicosilada (HbA1c) e coeficiente de oxidação da lipoproteína de baixa densidade (LDL) por espectrofotometria. A análise da atividade da PAF-AH foi realizada por espectrofotometria (Cayman Chemical). RESULTADOS: A análise da atividade da PAF-AH mostrou haver maior atividade enzimática nos pacientes com DM 1 do que nos não-diabéticos (0,0150 ± 0,0051 versus 0,0116 ± 0,0041; p < 0,001). Nos pacientes com DM 1, encontramos correlação direta entre a atividade da PAF-AH e a idade e a LDL, e inversa entre a PAF-AH e a HbA1c e a lipoproteína de alta densidade (HDL). CONCLUSÃO: A PAF-AH, na amostra estudada, apresentou maior atividade nos pacientes com DM 1, fator que pode estar relacionado ao maior risco de desenvolver doenças cardiovasculares apresentados por portadores dessa doença. Ainda são necessários novos estudos para avaliar a real participação dessa enzima no risco de desenvolvimento das doenças ateroscleróticas nos pacientes com DM 1.

Regulación supramolecular de la dinámica de biomembranas por Esfingolípidos y Fosfolípidos

Los cambios que ocurren durante el funcionamiento (normal o patológico) de biomembranas resultan de alteraciones de interacciones moleculares dinámicas. Éstas involucran a fenómenos supramoleculares críticos (cambios de fase, electrostáticos y topológicos) que regulan la organización, estabilidad, expresión y metabolismo de lípidos y proteínas de membrana. Para conocer los factores físico-químicos que controlan el comportamiento de biomembranas se deben utilizar técnicas que permitan un control preciso de la organización molecular. (...) Objetivos generales y específicos: El propósito a largo plazo de las investigaciones es establecer las bases moleculares y supramoleculares por las cuales interacciones entre esfingolípidos, fosfolípidos y sus derivados regulan la organización, reconocimiento y reactividad de biomembranas. Al presente se estudia: I) Control supramolecular de la catálisis enzimática interfacial por enzimas fosfohidrolíticas que median la transducción de señales a nivel de membrana. II) Modulación de la estabilidad de biomembranas por cambios críticos de composición de la interfase, interacciones y transiciones topológicas. III) Caracterización y transferencia a soportes sólidos y líquidos de capas monomoleculares de organización intermolecular controlada, formadas con membranas neuronales y gliales.

Comportamiento de preferencia a estímulos feromonales relacionados con la reproducción en la rata

Estudios previos en nuestro laboratorio han demostrado cambios en la actividad de la enzima GAD que sintetiza a GABA, en el bulbo olfatorio (BO) e hipotálamo de ratas durante la tarde del proestro (liberación de gonadotrofinas) cuando son expuestas a distintas feromonas relacionadas con la reproducción. El objetivo de este trabajo es investigar las modificaciones en la actividad de GAD en el BO e hipotálamo y en la conducta preferencial de la rata en la noche del proestro (momento de máxima receptividad hacia el macho) para olores de congéneres en distintos estados hormonales los cuales influyen en la calidad de las feromonas producidas. La participación del sistema GABAérgico y la influencia del serotoninérgico en dicha conducta será también estudiada. (...) En conjunto los estudios conductuales y de la actividad enzimática darán información de la participación GABAérgica y probable modulación por serotonina, en los eventos mencionados. Objetivos generales Investigar la participación GABAérgica y la influencia serotoninérgica en la conducta preferencial de una rata en la noche del proestro, a la presentación de distintas feromonas, estudiando además la respuesta de la enzima que sintetiza GABA en el bulbo olfatorio. Se compararán los resultados obtenidos con estudios de la actividad de GAD ya realizados en el BO en la tarde del proestro.

Metabolismo de las Purinas y Pirimidinas: Errores hereditarios primarios y alteraciones secundarias en otros defectos genéticos

En este trabajo se propuso el estudio de los desórdenes genéticos en el metabolismo de las purinas (Pu) y pirimidinas (Pi), debido a que dentro del amplio espectro de enfermedades metabólicas hereditarias (EMH) que fueron identificándose en nuestro medio no se incluían estas entidades, probablemente por el desconocimiento de su existencia y también por la carencia de la metodología necesaria para su pesquisa. Hasta el presente fueron identificados veintitrés defectos hereditarios que involucran las enzimas esenciales del metabolismo de las Pu y Pi, diecisiete de ellos asociados con serias consecuencias clínicas; los sistemas frecuentemente afectados son: inmunológico, hematológico, neurológico y renal. Defectos enzimáticos en este metabolismo, como por ejemplo el de la enzima Tiopurina S-metiltransferasa (TPMT), pueden provocar también intolerancia al tratamiento de diversas enfermedades con drogas análogas a las Pu y Pi. Los principios de identificación de los desórdenes de las Pu y Pi comprenden la investigación del producto del gen anormal, es decir esencialmente la aplicación de la genética bioquímica que estudia: a) el defecto genético evaluando la consecuencia del bloqueo de la vía metabólica normal por deficiencia de los productos o por acumulación de los precursores de estos metabolitos; b) la actividad enzimática específica, la cual puede presentar una deficiencia total, parcial o sobreactividad. Además se puede aplicar la genética molecular, es decir la investigación de las mutaciones responsables del defecto metabólico de utilidad para la confirmación diagnóstica y para establecer correlaciones genotipo-fenotipo. El estudio abarcó tres áreas estrictamente relacionadas con el tópico central, el metabolismo de las Pu y Pi, y concatenadas en sus objetivos específicos: I. Investigación de las enfermedades genéticas de las Pu y Pi. Objetivo: - Reconocer las EMH-PuPi a través de un protocolo selectivo que permita definir las alteraciones bioquímicas, enzimáticas y moleculares en pacientes presuntos de padecer estos defectos. II. Investigación del polimorfismo genético de la TPMT en la población argentina. Objetivo: - Investigar el polimorfismo genético de la TPMT, fenotipo bioquímico (actividad enzimática) - genotipo (mutaciones), en la población argentina debido a que esta enzima es un excelente ejemplo del potencial impacto de la farmacogenética en medicina. II. Investigación de posibles mecanismos de excitotoxicidad y deficiencia energética en pacientes con diferentes EMH mediante el análisis de bases y nucleósidos en el LCR. Objetivo: - Establecer posibles interacciones entre otras vías comprometidas con la del metabolismo de las Pu y Pi en EMH de exacta nosología.