Flotillin-1-enriched lipid raft domains accumulate on maturing phagosomes

Flotillin-1 was recently shown to be enriched on detergent-resistant domains of the plasma membrane called lipid rafts. These rafts, enriched in sphingolipids and cholesterol, sequester certain proteins while excluding others. Lipid rafts have been implicated in numerous cellular processes including signal transduction, membrane trafficking and molecular sorting. In this study, we demonstrate both morphologically and biochemically that lipid rafts are present on phagosomes, These structures are enriched in flotillin-1 and devoid of the main phagosomes membrane protein lysosomal-associated membrane protein (LAMP1), The flotillin-1 present on phagosomes does not originate from the plasma membrane during phagocytosis but accumulates gradually on maturing phagosomes, Treatment with bafilomycin A1, a compound that inhibits the proton pump ATPase and prevents the fusion of phagosomes with late endocytic organelles, prevents the acquisition of flotillin-1 by phagosomes, indicating that this protein might be recruited on phagosomes from endosomal organelles. A proteomic characterization of the lipid rafts of phagosomes indicates that actin, the alpha- and beta -subunits of heterotrimeric G proteins, as well as subunits of the proton pump V-ATPase are among the constituents of these domains. Remarkably, the intracellular parasite Leishmania donovani can actively inhibit the acquisition of flotillin-1-enriched lipid rafts by phagosomes and the maturation of these organelles. These results indicate that specialized functions required for phagolysosome biogenesis may occur at focal points on the phagosome membrane, and therefore represent a potential target of intracellular pathogens.

Shear stress and sediment transport calculations for swash zone modelling

It is shown that the observed difference in sediment transporting efficiency by the swash uprush, compared with the downrush, could be mainly due to greater bed shear stress for a given velocity in the more abruptly accelerated uprush. The bed shear stress generated by an arbitrary free stream velocity time series is modelled in terms of usual wave boundary layer models plus a phase lead (phi(tau) of the bed shear stress compared with the free stream velocity at the peak frequency. With this approach, the total transport amounts in uprush and downrush can be modelled satisfactorily with the same sediment transport formula, without the need for different uprush and downrush coefficients. While the adaptation of sediment transport formulae from steady flow can thus lead to the right total amounts of sediment moved by this method, the timing of the instantaneous sediment transport rates are probably not accurately modelled due to the highly unsteady nature of the swash and the presence of pre-suspended sediment in the uprush. Nevertheless, the proposed method is a useful intermediate step before we have a complete understanding of sediment transport under very rapid accelerations and of the relative contribution of pre-suspended sediment to the onshore sediment transport in swash zones. (C) 2002 Published by Elsevier Science B.V.

Copper transfer from the Cu(I) chaperone, CopZ, to the repressor, Zn(II)CopY: Metal coordination environments and protein interactions

Extracellular copper regulates the DNA binding activity of the CopY repressor of Enterococcus hirae and thereby controls expression of the copper homeostatic genes encoded by the cop operon. CopY has a CxCxxxxCxC metal binding motif. CopZ, a copper chaperone belonging to a family of metallochaperones characterized by a MxCxxC metal binding motif, transfers copper to CopY. The copper binding stoichiometries of CopZ and CopY were determined by in vitro metal reconstitutions. The stoichiometries were found to be one copper(l) per CopZ and two copper(l) per CopY monomer. X-ray absorption studies suggested a mixture of two- and three-coordinate copper in Cu(1)CopZ, but a purely three-coordinate copper coordination with a Cu-Cu interaction for Cu(1)(2)CopY. The latter coordination is consistent with the formation of a compact binuclear Cu(l)-thiolate core in the CxCxxxxCxC binding motif of CopY. Displacement of zinc, by copper. from CopY was monitored with 2,4-pyridylazoresorcinol. Two copper(l) ions were required to release the single zinc(II) ion bound per CopY monomer. The specificity of copper transfer between CopZ and CopY was dependent on electrostatic interactions. Relative copper binding affinities of the proteins were investigated using the chelator, diethyldithiocarbamic acid (DDC). These data suggest that CopY has a higher affinity for copper than CopZ. However, this affinity difference is not the sole factor in the copper exchange: a charge-based interaction between the two proteins is required for the transfer reaction to proceed. Gain-of-function mutation of a CopZ homologue demonstrated the necessity of four lysine residues on the chaperone for the interaction with CopY. Taken together, these results suggest a mechanism for copper exchange between CopZ and CopY.

Activation of ion secretion via proteinase-activated receptor-2 in human colon

Proteinase-activated receptor (PAR) type 2 (PAR-2) has been shown to mediate ion secretion in cultured epithelial cells and rat jejunum. With the use of a microUssing chamber, we demonstrate the role of PAR-2 for ion transport in native human colonic mucosa obtained from 30 normal individuals and 11 cystic fibrosis (CF) patients. Trypsin induced Cl- secretion when added to the basolateral but not luminal side of normal epithelia. Activation of Cl- secretion by trypsin was inhibited by indomethacin and was further increased by cAMP in normal tissues but was not present in CF colon, indicating the requirement of luminal CF transmembrane conductance regulator. Effects of trypsin were largely reduced by low Cl-,by basolateral bumetanide, and in the presence of barium or clotrimazole, but not by tetrodotoxin. Furthermore, trypsin-induced secretion was inhibited by the Ca2+-ATPase inhibitor cyclopiazonic acid and in low-Ca2+ buffer. The effects of trypsin were almost abolished by trypsin inhibitor. Thrombin, an activator of PAR types 1, 3, and 4, had no effects on equivalent short-circuit currents. The presence of PAR-2 in human colon epithelium was confirmed by RT-PCR and additional experiments with PAR-2-activating peptide. PAR-2-mediated intestinal electrolyte secretion by release of mast cell tryptase and potentiation of PAR-2 expression by tumor necrosis factor-alpha may contribute to the hypersecretion observed in inflammatory processes such as chronic inflammatory bowel disease.

Inhibition of rat platelet aggregation by the diazeniumdiolate nitric oxide donor MAHMA NONOate

1 Inhibition of rat platelet aggregation by the nitric oxide (NO) donor MAHMA NONOate (Z-1-{N-methyl-N-[6-(N-methylammoniohexyl)amino]}diazen-l-ium-1,2-diolate) was investigated. The aims were to compare its anti-aggregatory effect with vasorelaxation, to determine the effects of the soluble guanylate cyclase inhibitor, ODQ (1H-[1,2,4]oxadiazolo[4,3-ajquinoxalin-1-one), and to investigate the possible role of activation of sarco-encloplasmic reticulum calcium-ATPase (SERCA), independent of soluble guanylate cyclase, using thapsigargin. 2 MAHMA NONOate concentration-dependently inhibited sub-maximal aggregation responses to collagen (2 - 10 mug ml(-1)) and adenosine diphosphate (ADP; 2 mum) in platelet rich plasma. It was (i) more effective at inhibiting aggregation induced by collagen than by ADP, and (ii) less potent at inhibiting platelet aggregation than relaxing rat pulmonary artery. 3 ODQ (10 mum) caused only a small shift (approximately half a log unit) in the concentration-response curve to MAHMA NONOate irrespective of the aggregating agent. 4 The NO-independent activator of soluble guanylate cyclase, YC-1 (3-(5'-hydroxymethyl-2'-furyl)-1-benzy] indazole; 1 - 100 mum), did not inhibit aggregation. The cGMP analogue, 8-pCPT-cGMP (8-(4-chlorophenylthio)guanosine 3'5' cyclic monophosphate; 0.1 - 1 mm), caused minimal inhibition. 5 On collagen-aggregated platelets responses to MAHMA NONOate (ODQ 10 PM present) were abolished by thapsigargin (200 nm). On ADP-aggregated platelets thapsigargin caused partial inhibition. 6 Results with S-nitrosoglutathione (GSNO) resembled those with MAHMA NONOate. Glyceryl trinitrate and sodium nitroprusside were poor inhibitors of aggregation. 7 Thus inhibition of rat platelet aggregation by MAHMA NONOate (like GSNO) is largely ODQ-resistant and, by implication, independent of soluble guanylate cyclase. A likely mechanism of inhibition is activation of SERCA.

ATP-dependent K+ channels in renal ischemia reperfusion injury

ATP-dependent K+ channels (K-ATP) account for most of the recycling of K+ which enters the proximal tubules cell via Na, K-ATPase. In the mitochondrial membrane, opening of these channels preserves mitochondrial viability and matrix volume during ischemia. We examined KATP channel modulation in renal ischemia-reperfusion injury (IRI), using an isolated perfused rat kidney (IPRK) model, in control, IRI, IRI + 200 muM diazoxide (a K-ATP opener), IRI + 10 muM glibenclamide (a K-ATP blocker) and IRI + 200 muM diazoxide + 10 muM glibenclamide groups. IRI was induced by 2 periods of warm ischemia, followed by 45 min of reperfusion. IRI significantly decreased glomerular filtration rate (GFR) and increased fractional excretion of sodium (FENa) (p < 0.01). Neither diazoxide nor glibenclamide had an effect on control kidney function other than an increase in renal vascular resistance produced by glibenclamide. Pretreatment with 200 muM diazoxide reduced the postischemic increase in FENa (p < 0.05). Adding 10 muM glibenclamide inhibited the diazoxide effect on postischemic FENa (p < 0.01). Histology showed that kidneys pretreated with glibenclamide demonstrated an increase in injure in the thick ascending limb of outer medulla (p < 0.05). Glibenclamide significantly decreased post ischemic renal vascular resistance (p < 0.05). but had no significant effect on other renal function parameters. Our results suggest that sodium reabsorption is improved by K-ATP activation and blockade of K-ATP channels during IRI has an injury enhancing effect on renal epithelial function and histology. This may be mediated through K-ATP modulation in cell and or mitochondrial inner membrane.

Vps20p and Vta1p interact with Vps4p and function in multivesicular body sorting and endosomal transport in Saccharomyces cerevisiae

Vps4p (End13p) is an AAA-family ATPase that functions in membrane transport through endosomes, sorting of soluble vacuolar proteins to the vacuole, and multivesicular body (MVB) sorting of membrane proteins to the vacuole lumen. In a yeast two-hybrid screen with Vps4p as bait we isolated VPS20 (YMR077c) and the novel open reading frame YLA181c, for which the name VTA1 has recently been assigned (Saccharomyces Genome Database). Vps4p directly binds Vps20p and Vta1p in vitro and binding is not dependent on ATP-conversely, Vps4p binding to Vps20p is partially sensitive to ATP hydrolysis. Both ATP binding [Vps4p-(K179A)] and ATP hydrolysis [Vps4p-(E233Q)] mutant proteins exhibit enhanced binding to Vps20p and Vta1p in vitro. The Vps4p-Vps20p interaction involves the coiled-coil domain of each protein, whereas the Vps4p-Vta1p interaction involves the (non-coiled-coil) C-terminus of each protein. Deletion of either VPS20 (vps20Delta) or VTA1 (vta1Delta) leads to similar class E Vps(-) phenotypes resembling those of vps4Delta, including carboxypeptidase Y (CPY) secretion, a block in ubiquitin-dependent MVB sorting, and a delay in both post-internalisation endocytic transport and biosynthetic transport to the vacuole. The vacuole resident membrane protein Sna3p (whose MVB sorting is ubiquitin-independent) does not appear to exit the class E compartment or reach the vacuole in cells lacking Vps20p, Vta1p or Vps4p, in contrast to other proteins whose delivery to the vacuole is only delayed. We propose that Vps20p and Vta1p regulate Vps4p function in vivo.

Eucalyptol, an essential oil, reduces contractile activity in rat cardiac muscle

Eucalyptol is an essential oil that relaxes bronchial and vascular smooth muscle although its direct actions on isolated myocardium have not been reported. We investigated a putative negative inotropic effect of the oil on left ventricular papillary muscles from male Wistar rats weighing 250 to 300 g, as well as its effects on isometric force, rate of force development, time parameters, post-rest potentiation, positive inotropic interventions produced by Ca2+ and isoproterenol, and on tetanic tension. The effects of 0.3 mM eucalyptol on myosin ATPase activity were also investigated. Eucalyptol (0.003 to 0.3 mM) reduced isometric tension, the rate of force development and time parameters. The oil reduced the force developed by steady-state contractions (50% at 0.3 mM) but did not alter sarcoplasmic reticulum function or post-rest contractions and produced a progressive increase in relative potentiation. Increased extracellular Ca2+ concentration (0.62 to 5 mM) and isoproterenol (20 nM) administration counteracted the negative inotropic effects of the oil. The activity of the contractile machinery evaluated by tetanic force development was reduced by 30 to 50% but myosin ATPase activity was not affected by eucalyptol (0.3 mM), supporting the idea of a reduction of sarcolemmal Ca2+ influx. The present results suggest that eucalyptol depresses force development, probably acting as a calcium channel blocker.

Effects of ouabain on vascular reactivity

Ouabain is an endogenous substance occurring in the plasma in the nanomolar range, that has been proposed to increase vascular resistance and induce hypertension. This substance acts on the a-subunit of Na+,K+-ATPase inhibiting the Na+-pump activity. In the vascular smooth muscle this effect leads to intracellular Na+ accumulation that reduces the activity of the Na+/Ca2+ exchanger and to an increased vascular tone. It was also suggested that circulating ouabain, even in the nanomolar range, sensitizes the vascular smooth muscle to vasopressor substances. We tested the latter hypothesis by studying the effects of ouabain in the micromolar and nanomolar range on phenylephrine (PE)-evoked pressor responses. The experiments were performed in normotensive and hypertensive rats in vivo, under anesthesia, and in perfused rat tail vascular beds. The results showed that ouabain pretreatment increased the vasopressor responses to PE in vitro and in vivo. This sensitization after ouabain treatment was also observed in hypertensive animals which presented an enhanced vasopressor response to PE in comparison to normotensive animals. It is suggested that ouabain at nanomolar concentrations can sensitize vascular smooth muscle to vasopressor stimuli possibly contributing to increased tone in hypertension.

Ácidos húmicos extraídos do lodo de esgoto sanitário e seus efeitos em plantas

O lodo de esgoto possui alto teor de matéria orgânica porém, também estão presentes diferentes poluentes e patógenos. Desta forma, neste trabalho foi extraído ácido húmico (AH) o qual é um composto resultante do fracionamento de substâncias húmicas que compreendem um grupo de compostos de carbono gerados na decomposição de resíduos orgânicos que sofrem ressíntese formando o húmus. O ácido húmico promove diversos benefícios nos vegetais, como crescimento, elongação celular, tolerância a estresses e aumento da permeabilidade da membrana plasmática. Com base nestas características, o presente trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos citogenéticos (ensaio Allium cepa), fisiológicos, anatômicos e bioquímicos do ácido húmico do lodo de esgoto sanitário. Foi realizada caracterização elementar do material para a definição das doses. Após 20 dias de tratamento, foram realizadas coletas do material e, posteriormente, analisadas. A caracterização química do AH indicou-o como bom condicionador para culturas apresentando elevadas taxas de C, H e N. Não foi observado efeito de toxicidade, citotoxicidade, genotoxicidade e mutagenicidade do AH. Foi verificado aumento expressivo de todos os pigmentos fotossintéticos vegetais nas concentrações mais altas (2 mM C L-1 e 4 mM C L-1). Houve aumento da expressão da ATPAse em todos os tratamentos e das enzimas do estresse oxidativo (CAT, SOD, APX, GST) em diferentes concentrações. A integração destas análises permitiu concluir que o ácido húmico do lodo de esgoto pode ser utilizado como adubo orgânico, pois foi observado benefícios no vegetal tais como maior crescimento vegetal e aumento da atividade nas enzimas do estresse oxidativo.

Projeto e construção de subestações

Relatório de Estágio para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil

Competitive dynamics for behavior coordination in a joint transportation task

We address the problem of coordinating two non-holonomic mobile robots that move in formation while transporting a long payload. A competitive dynamics is introduced that gradually controls the activation and deactivation of individual behaviors. This process introduces (asymmetrical) hysteresis during behavioral switching. As a result behavioral oscillations, due to noisy information, are eliminated. Results in indoor environments show that if parameter values are chosen within reasonable ranges then, in spite of noise in the robots communi- cation and sensors, the overall robotic system works quite well even in cluttered environments. The robots overt behavior is stable and smooth.

Sistema de gestão de transporte de envios parcelares

No ambiente empresarial actual, cada vez mais competitivo e exigente, é um factor fundamental para o sucesso das empresas a sua capacidade de atingir e melhorar os níveis de satisfação exigidos pelos clientes. Para identificar as melhorias a implementar, as empresas devem ser capazes de monitorizar e controlar todas as suas actividades e processos. O acompanhamento realizado às actividades delegadas a empresas externas, como por exemplo o transporte de mercadorias, é dificultado quando os prestadores destes serviços não possuem ferramentas de apoio que disponibilizem informação necessária para o efeito. A necessidade de colmatar esta dificuldade na recolha da informação durante a distribuição de uma encomenda na empresa Caetano Parts, uma empresa de revenda de peças de substituição automóvel, levou ao desenvolvimento de uma ferramenta que permite fazer o seguimento de uma encomenda em todas as suas fases, permitindo ao responsável pelas operações acompanhar o estado da encomenda desde o instante em que a encomenda é colocada, passando pelo seu processamento dentro das instalações, até à sua entrega ao cliente. O sistema desenvolvido é composto por dois componentes, o front-end e o back-end. O front-end é composto por uma aplicação web, e por uma aplicação Android para dispositivos móveis. A aplicação web disponibiliza a gestão da base de dados, o acompanhamento do estado da encomenda e a análise das operações. A aplicação Android é disponibilizada às empresas responsáveis pelo transporte das encomendas e possibilita a actualização online da informação acerca do processo de entrega. O back-end é composto pela unidade de armazenamento e processamento da informação e encontra-se alojado num servidor com ligação à internet, disponibilizando uma interface com o serviço móvel do tipo serviço web. A concepção, desenvolvimento e descrição das funcionalidades desta ferramenta são abordadas ao longo do trabalho. Os testes realizados ao longo do desenvolvimento validaram o correcto funcionamento da ferramenta, estando pronta para a realização de um teste piloto.

Auditoria à gestão de resíduos industriais

A presente dissertação foi realizada em colaboração com o grupo empresarial Monteiro, Ribas, tendo como principal objectivo a realização de uma auditoria à gestão dos resíduos industriais produzidos pelas suas fábricas localizadas na Estrada da Circunvalação, no Porto. Para cumprir este objectivo, inicialmente foi efectuado um levantamento das obrigações legais relativas aos resíduos e foram procuradas práticas aconselhadas para a gestão interna. Para cada uma das fábricas, verificaram-se, quais os resíduos produzidos e analisaram-se os seus percursos, considerando as suas origens, os locais e modos de acondicionamento na origem, os modos de transporte interno, os locais e modos de armazenagem preliminar, e ainda, as quantidades produzidas, os transportadores, os operadores finais e as operações finais de gestão, sendo que estas quatro últimas informações são relativas ao ano 2013. De seguida procedeu-se à realização da auditoria nas diferentes unidades, verificando o cumprimento dos requisitos legais e das boas práticas em matéria de gestão de resíduos. As principais não conformidades detectadas, comuns às várias unidades fabris foram a inexistência de local/recipiente definido para acondicionamento de alguns resíduos, a falta ou insuficiente identificação de recipientes/zonas de acondicionamento, a inexistência de bacias de retenção para resíduos líquidos perigosos, o facto de no transporte interno apenas os resíduos perigosos serem cobertos e, os resíduos líquidos perigosos não serem transportados sobre bacias de retenção móveis nem com o material necessário para absorver derrames. Para cada resíduo e para cada unidade industrial foram propostas medidas correctivas e/ou de melhoria, quando aplicável. Relativamente à armazenagem preliminar, a principal inconformidade detectada foi o facto de todos os parques (quatro) possuírem resíduos perigosos no momento das auditorias, o que não é adequado. Foram propostas medidas correctivas e/ou de melhoria para cada parque. Como proposta global, tendo em conta factores económicos e de segurança, sugeriu-se que apenas o parque de resíduos perigosos possa armazenar este tipo de resíduos, pelo que os procedimentos de transporte interno devem ser melhorados, fazendo com que estes resíduos sejam transportados directamente para o parque de resíduos perigosos. Desta forma dois dos parques devem sofrer algumas remodelações, nomeadamente serem cobertos e fechados, ainda que não totalmente, e o parque de resíduos perigosos deve ser fechado, mantendo aberturas para ventilação, deve ser equipado com kit´s de contenção de derrames, fichas de segurança, procedimentos a realizar em caso de emergência, e ainda, devido ao facto do sistema de contenção de derrames ser pequeno face ao total de armazenamento, aconselha-se o uso de bacias de retenção para alguns dos recipientes de resíduos líquidos perigosos. Ao longo deste processo e em consequência da realização da auditoria, algumas situações consideradas não conformes foram sendo corrigidas. Também foram preparadas instruções de trabalho adequadas que serão posteriormente disponibilizadas. Foi ainda elaborada uma metodologia de avaliação de processos como base de trabalho para redução dos resíduos gerados. A etapa escolhida para a aplicação da mesma foi uma etapa auxiliar do processo produtivo da Monteiro, Ribas - Revestimentos, S.A - a limpeza de cubas com solventes, por forma a tentar minimizar os resíduos de solventes produzidos nesta operação. Uma vez que a fábrica já realiza a operação tendo em consideração medidas de prevenção e reutilização, a reciclagem é neste momento a única forma de tentar minimizar os resíduos de solventes. Foram então estudadas duas opções, nomeadamente a aquisição de um equipamento de regeneração de solventes e a contratação de uma operadora que proceda à regeneração dos resíduos de solventes e faça o retorno do solvente regenerado. A primeira opção poderá permitir uma redução de cerca de 95% na produção de resíduos de solventes e na aquisição de solvente puro, estimando-se uma poupança anual de cerca de **** €, com um período de recuperação do capital de cerca de 16 meses e a segunda pode conduzir a uma redução significativa na aquisição de solvente puro, cerca de 65%, e a uma poupança anual de cerca de **** €.

Estudo comparativo entre o sistema convencional de arrefecimento e o arrefecedor evaporativo para os edifícios industriais portugueses

Em Portugal existem muitos espaços comerciais e industriais em que as necessidades térmicas de arrefecimento são muito superiores às necessidades de aquecimento devido aos ganhos internos que advêm da existência de equipamentos e da iluminação dos edifícios, assim como, da presença das pessoas. A instalação de sistemas convencionais de ar condicionado para espaços comerciais e industriais de grande dimensão está geralmente associada ao transporte de grandes caudais de ar, e consequentemente, a elevados consumos de energia primária, e também, elevados custos de investimento, de manutenção e de operação. O arrefecedor evaporativo é uma solução de climatização com elevada eficiência energética, cujo princípio de funcionamento promove a redução do consumo de energia primária nos edifícios. A metodologia utilizada baseou-se na criação de uma ferramenta informática de simulação do funcionamento de um protótipo de um arrefecedor evaporativo. Foi efetuada a modelação matemática das variáveis dinâmicas envolvidas, dos processos de transferência de calor e de massa, assim como dos balanços de energia que ocorrem no arrefecedor evaporativo. A ferramenta informática desenvolvida permite o dimensionamento do protótipo do arrefecedor evaporativo, sendo determinadas as caraterísticas técnicas (potência térmica, caudal, eficiência energética, consumo energético e consumo e água) de acordo com o tipo de edifício e com as condições climatéricas do ar exterior. Foram selecionados três dimensionamentos de arrefecedores evaporativos, representativos de condições reais de uma gama baixa, média e elevada de caudais de ar. Os resultados obtidos nas simulações mostram que a potência de arrefecimento (5,6 kW, 16,0 kW e 32,8 kW) e o consumo de água (8 l/h, 23,9 l/h e 48,96 l/h) aumentam com o caudal de ar do arrefecedor, 5.000 m3/h, 15.000 m3/h e 30.000 m3/h, respetivamente. A eficácia de permuta destes arrefecedores evaporativos, foi de 69%, 66% e 67%, respetivamente. Verificou-se que a alteração de zona climática de V1 para V2 implicou um aumento de 39% na potência de arrefecimento e de 20% no consumo de água, e que, a alteração de zona climática de V2 para V3 implicou um aumento de 39% na potência de arrefecimento e de 39% no consumo de água. O arrefecedor evaporativo apresenta valores de consumo de energia elétrica entre 40% a 80% inferiores aos dos sistemas de arrefecimento convencionais, sendo este efeito mais intenso quando a zona climática de verão se torna mais severa.