Mechanism of extracellular silver nanoparticles synthesis by Stereum hirsutum and Fusarium oxysporum

The increasing interest for greener and biological methods of synthesis has led to the development of non-toxic and comparatively more bioactive nanoparticles. Unlike physical and chemical methods of nanoparticle synthesis, microbial synthesis in general and mycosynthesis in particular is cost-effective and environment-friendly. However, different aspects, such as the rate of synthesis, monodispersity and downstream processing, need to be improved. Many fungal-based mechanisms have been proposed for the formation of silver nanoparticles (AgNPs), mainly those involving the presence of nitrate reductase, which has been detected in filtered fungus cell used for AgNPs production. There is a general acceptance that nitrate reductase is the main responsible for the reduction of Ag ions for the formation of AgNPs. However, this generally accepted mechanism for fungal AgNPs production is not totally understood. In order to elucidate the molecules participating in the mechanistic formation of metal nanoparticles, the current study is focused on the enzymes and other organic compounds involved in the biosynthesis of AgNPs. The use of each free fungal mycelium of both Stereum hirsutum and Fusarium oxysporum will be assessed. In order to identify defective mutants on the nitrate reductase structural gene niaD, fungal cultures of S.hirsutum and F.oxysporum will be selected by chlorate resistance. In addition, in order to verify if each compound identified as key-molecule influenced on the production of nanoparticles, an in vitro assay using different nitrogen sources will be developed. Lately, fungal extracellular enzymes will be measured and an in vitro assay will be done. Finally, The nanoparticle formation and its characterization will be evaluated by UV-visible spectroscopy, electron microscopy (TEM), X-ray diffraction analysis (XRD), Fourier transforms infrared spectroscopy (FTIR), and LC-MS/MS.

MMP-9/RECK imbalance: a mechanism associated with high-grade cervical lesions and genital infection by Human Papillomavirus (HPV) and Chlamydia trachomatis

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Cathepsin D protects colorectal cancer cells from acetate-induced apoptosis through autophagy-independent degradation of damaged mitochondria

Acetate is a short-chain fatty acid secreted by Propionibacteria from the human intestine, known to induce mitochondrial apoptotic death in colorectal cancer (CRC) cells. We previously established that acetate also induces lysosome membrane permeabilization in CRC cells, associated with release of the lysosomal protease cathepsin D (CatD), which has a well-established role in the mitochondrial apoptotic cascade. Unexpectedly, we showed that CatD has an antiapoptotic role in this process, as pepstatin A (a CatD inhibitor) increased acetate-induced apoptosis. These results mimicked our previous data in the yeast system showing that acetic acid activates a mitochondria-dependent apoptosis process associated with vacuolar membrane permeabilization and release of the vacuolar protease Pep4p, ortholog of mammalian CatD. Indeed, this protease was required for cell survival in a manner dependent on its catalytic activity and for efficient mitochondrial degradation independently of autophagy. In this study, we therefore assessed the role of CatD in acetate-induced mitochondrial alterations. We found that, similar to acetic acid in yeast, acetate-induced apoptosis is not associated with autophagy induction in CRC cells. Moreover, inhibition of CatD with small interfering RNA or pepstatin A enhanced apoptosis associated with higher mitochondrial dysfunction and increased mitochondrial mass. This effect seems to be specific, as inhibition of CatB and CatL with E-64d had no effect, nor were these proteases significantly released to the cytosol during acetate-induced apoptosis. Using yeast cells, we further show that the role of Pep4p in mitochondrial degradation depends on its protease activity and is complemented by CatD, indicating that this mechanism is conserved. In summary, the clues provided by the yeast model unveiled a novel CatD function in the degradation of damaged mitochondria when autophagy is impaired, which protects CRC cells from acetate-induced apoptosis. CatD inhibitors could therefore enhance acetate-mediated cancer cell death, presenting a novel strategy for prevention or therapy of CRC.

Reduction of QTc interval dispersion. Potential mechanism of cardiac protection of pyridostigmine bromide

OBJECTIVE: Parasympathetic dysfunction is an independent risk factor in individuals with coronary artery disease, and cholinergic stimulation is a potential therapeutical option. We determined the effects of pyridostigmine bromide, a reversible anticholinesterase agent, on electrocardiographic variables of healthy individuals. METHODS: We carried out a cross-sectional, double blind, randomized, placebo-controlled study. We obtained electrocardiographic tracings in 12 simultaneous leads of 10 healthy young individuals at rest before and after oral administration of 45 mg of pyridostigmine or placebo. RESULTS: Pyridostigmine increased RR intervals (before: 886±27 ms vs after: 1054±37 ms) and decreased QTc dispersion (before: 72±9ms vs after: 45±3ms), without changing other electrocardiographic variables (PR segment, QT interval, QTc, and QT dispersion). CONCLUSION: Bradycardia and the reduction in QTc dispersion induced by pyridostigmine may effectively represent a protective mechanism if these results can be reproduced in individuals with cardiovascular diseases.

Arterial distensibility as a possible compensatory mechanism in chronic aortic regurgitation

OBJECTIVE: To evaluate elastic properties of conduit arteries in asymptomatic patients who have severe chronic aortic regurgitation. METHODS: Twelve healthy volunteers aged 30±1 years (control group) and 14 asymptomatic patients with severe aortic regurgitation aged 29±2 years and left ventricular ejection fraction of 0.61±0.02 (radioisotope ventriculography) were studied. High-resolution ultrasonography was performed to measure the systolic and diastolic diameters of the common carotid artery. Simultaneous measurement of blood pressure enabled the calculation of arterial compliance and distensibility. RESULTS: No differences were observed between patients with aortic regurgitation and the control group concerning age, sex, body surface, and mean blood pressure. Pulse pressure was significantly higher in the aortic regurgitation group compared with that in the control group (78±3 versus 48±1mmHg, P<0.01). Arterial compliance and distensibility were significantly greater in the aortic regurgitation group compared with that in the control group (11.0±0.8 versus 8.1±0.7 10-10 N-1 m4, P=0.01 e and 39.3±2.6 versus 31.1±2.0 10-6 N-1 m², P=0.02, respectively). CONCLUSION: Patients with chronic aortic regurgitation have increased arterial distensibility. Greater vascular compliance, to lessen the impact of systolic volume ejected into conduit arteries, represents a compensatory mechanism in left ventricular and arterial system coupling.

Endothelium-dependent relaxation in response to poly-L-arginine in canine coronary arteries: implications about hyperpolarization as a mechanism of vasodilatation

OBJECTIVE: To study the mechanism by which poly-L-arginine mediates endothelium-dependent relaxation. METHODS: Vascular segments with and without endothelium were suspended in organ chambers filled with control solution maintained at 37ºC and bubbled with 95% O2 / 5% CO2. Used drugs: indomethacin, acetycholine, EGTA, glybenclamide, ouabain, poly-L-arginine, methylene blue, N G-nitro-L-arginine, and verapamil and N G-monomethyl-L-arginine. Prostaglandin F2á and potassium chloride were used to contract the vascular rings. RESULTS: Poly-L-arginine (10-11 to 10-7 M) induced concentration-dependent relaxation in coronary artery segments with endothelium. The relaxation to poly-L-arginine was attenuated by ouabain, but was unaffected by glybenclamide. L-NOARG and oxyhemoglobin caused attenuation, but did not abolish this relaxation. Also, the relaxations was unaffected by methylene blue, verapamil, or the presence of a calcium-free bathing medium. The endothelium-dependent to poly-L-arginine relaxation was abolished only in vessels contracted with potassium chloride (40 mM) in the presence of L-NOARG and indomethacin. CONCLUSION: These experiments indicate that poly-L-arginine induces relaxation independent of nitric oxide.

Transformacion de Productos Regionales mediante procesos catalíticos. Transformation of Regional products by catalytic processes.

En este proyecto se plantea la posibilidad de aumentar el valor agregado de compuestos abundantes en nuestro país (terpenos y glicerol) mediante reacciones de oxidación y transesterificación, reemplazando los procesos homogéneos existentes por procesos heterogéneos eco-compatibles. Para ello se desarrollarán catalizadores heterogéneos del tipo MCM-41 e hidroxidos de doble capa (HDC) que posean la función activa específica para estas reacciones bajo estudio.El limoneno, principal componente del aceite esencial de limón y los alfa- y beta- pinenos, presentes en el aceite de trementina, son materiales base ampliamente disponibles. Su oxifuncionalización catalítica, mediante reacciones de epoxidación u oxidación alilica, permite producir una gran variedad de productos como fragancias, agroquímicos, medicinas, etc. En tanto, se espera un marcado incremento en la disponibilidad de glicerol, subproducto de la producción de biodiesel. Mediante su transesterificación catalítica heterogénea es posible obtener selectivamente monoésteres, los cuales tienen importantes aplicaciones como emulsionantes o agentes de estabilización en la producción de fármacos, cosméticos y alimentos. El diseño y síntesis de los materiales catalíticos mencionados permitirá la obtención de productos químicos finos por métodos limpios con bajo impacto ambiental, atendiendo a los altos niveles de contaminación ambiental generados por los procesos homogéneos tradicionales.

Senescencia de celulas T humanas inducida por tumores: un nuevo mecanismo de evasión de la respuesta inmune. Senescence of human T cells iduced by tumors. A new mechanism of evasion of immune response.

La respuesta antitumoral en individuos con cáncer depende, en gran medida, de células del sistema inmune capaces de reconocer y eliminar las células tumorales. Sin embargo, los tumores tienen la capacidad de evadir la respuesta inmune a través de diversos mecanismos como por ejemplo inducir la muerte de células claves del sistema inmune [1-3]. Previamente nosotros demostramos mediante un modelo in vitro que dependiendo de las condiciones de interacción entre tumor y linfocitos (tiempo y relación numérica), los tumores pueden inducir apoptosis o senescencia de linfocitos T provenientes de donantes sanos. Nuestros resultados son los primeros en demostrar que células tumorales de diversos orígenes pueden inducir senescencia de células T a través de factor/s solubles. También demostramos que a diferencia con los que ocurre in vivo, tanto las células CD4 como las CD8 son susceptibles a adquirir fenotipo de senescencia. Estudiando las implicancias que puede tener la senescencia sobre la funcionalidad de la célula T, observamos que las células T CD4+ y CD8+ senescentes pueden suprimir una respuesta linfoproliferativa. Si bien las células CD8+CD28- han sido identificadas in vivo, nosotros demostramos que células CD4+ CD28- tiene capacidad supresora [4]. En base a estos resultados, nuestra hipótesis es que las células T senescentes inducida por tumores pueden regular nuestro sistema de defensa actuando sobre la respuesta inmune adaptativa y posiblemente sobre la innata y, por consiguiente, postulamos que la senescencia de células T puede ser considerada como otro de los mecanismos de evasión de la respuesta inmunePlanteamos así los siguientes objetivos específicos: -Evaluar como las células T senescentes inducidas por tumores pueden regular la respuesta inmune.-Evaluar la participación de mediadores solubles capaces de regular la senescencia de células T inducida por tumores. En la actualidad existen estrategias inmuno-terapéuticas que avizoran resultados promisorios. Sin embargo, el control de células T inmunosupresoras permanece como unos de los grandes desafíos. Nuestro proyecto proveerá conocimientos sobre un fenómeno muy poco estudiado y por consiguiente muy poco valorado a la hora de diseñar estrategias terapéuticas para la cura del cáncer.

Mecanismo de interacción, calcio dependiente, entre Calcineurina y PERK, involucrado en el Estrés de Retículo Endoplásmico. Ca2+ -dependent mechanism of interaction between Calcineurin and PERK involved in Endoplasmic Reticulum Stress.

El Estrés de Retículo Endoplásmico (RE) es inducido por la acumulación de proteínas sin plegar en el lumen de la organela. Esto se puede observar en diversas situaciones fisio-patológicas como durante una infección viral o en proceso isquémico. Además, contribuye a la base molecular de numerosas enfermedades ya sea índole metabólico (Fibrosis quística o Diabetes Miellitus) o neurodegenerativas como mal de Alzheimer o Parkinson (Mutat Res, 2005, 569). Para restablecer la homeostasis en la organela se activa una señal de transducción (UPR), cuya respuesta inmediata es la atenuación de la síntesis de proteína debido a la fosforilación de subunidad alpha del factor eucariótico de iniciación de translación (eIF2α) vía PERK. Esta es una proteína de membrana de RE que detecta estrés. Bajo condiciones normales, PERK está inactiva debido a la asociación de su dominio luminar con la chaperona BIP (Nat Cell Biol, 2000, 2: 326). Frente a una situación de estrés, la chaperona se disocia causando desinhibición. Recientemente, (Plos One 5: e11925) se observó, bajo condiciones de estrés, un aumento de Ca2+ citosólico y un rápido incremento de la expresión de calcineurina (CN), una fosfatasa citosólica dependiente de calcio, heterodimérica formada por una subunidad catalítica (CN-A) y una regulatoria (CN-B). Además, CN interacciona, sin intermediarios, con el dominio citosólico de PERK favoreciendo su trans-autofosforilación. Resultados preliminares indican que, astrocitos CNAβ-/- exhibieron, en condiciones basales, un mayor número de células muertas y de niveles de eIF2α fosforilado que los astrocitos CNAα-/-. Hipótesis: CNAβ/B interacciona con PERK cuando el Ca2+ citosólico esta incrementado luego de haberse inducido Estrés de RE, lo cual promueve dimerización y auto-fosforilación de la quinasa, acentuándose así la fosforilación de eIF2α e inhibición de la síntesis de proteínas. Esta activación citosólica de PERK colaboraría con la ya descrita, desinhibición luminal llevada cabo por BIP. Cuando el Ca2+ citosólico retorna a los niveles basales, PERK fosforila a CN, reduciendo su afinidad de unión y disociándose el complejo CN/PERK. Objetivo general: Definir las condiciones por las cuales CN interacciona con PERK y regula la fosforilación de eIF2α e inhibición de la síntesis de proteína. Objetivos específicos: I-Estudiar la diferencia de afinidades y dependencia de Ca2+, de las dos isoformas de CN (α y β) en su asociación con PERK. Además verificar la posible participación de la subunidad B de CN en esta interacción. II-Determinar si la auto-fosforilación de PERK es diferencialmente regulada por las dos isoformas de CN. III-Discernir la relación del estado de fosforilación de CN con su unión a PERK. IV-Determinar efectos fisiológicos de la interacción de CN-PERK durante la respuesta de Estrés de RE. Para llevar a cabo este proyecto se realizarán experimentos de biología molecular, interacción proteína-proteína, ensayos de fosforilación in vitro y un perfil de polisoma con astrocitos CNAβ-/- , CNA-/- y astrocitos controles. Se espera encontrar una mayor afinidad de unión a PERK de la isoforma β de CN y en condiciones donde la concentración de Ca2+ sea del orden micromolar e imite niveles del ión durante un estrés. Con respecto al estado de fosforilación de CN, debido a los resultados preliminares, donde solo se la encontró fosforilada en condiciones basales, se piensa que CN podría interactuar con mayor afinidad con PERK cuando CN se encuentre desfosforilada. Por último, se espera encontrar un aumento de eIF2α fosforilado y una acentuación de la atenuación de la síntesis de proteína como consecuencia de la mayor activación de PERK por su asociación con la isoforma β de CN en astrocitos donde el Estrés de RE se indujo por privación de oxigeno y glucosa. Estos experimentos permitirán avanzar en el estudio de una nueva función citoprotectora de CN recientemente descrita por nuestro grupo de trabajo y sus implicancias en un modelo de isquemia. The accumulation of unfolded proteins into the Endoplasmic Reticulum (ER) activates a signal transduction cascade called Unfolding Protein Response (UPR), which attempts to restore homeostasis in the organelle. (PKR)-like-ER kinase (PERK) is an early stress response transmembrane protein that is generally inactive due to its association with the chaperone BIP. During ER stress, BIP is tritrated by the unfolded protein, leading PERK activation and phosphorylation of eukaryotic initiation factor-2 alpha (eIF2alpha), which attenuates protein síntesis. If ER damage is too great and homeostasis is not restored within a certain period of time, an apoptotic response is elicited. We recently demonstrated a cytosolic Ca2+ increase in Xenopus oocytes after induce ER stress. Moreover, calcineurin A/B, a an heterotrimeric Ca2+ dependent phosphatases (CN-A/B), associates with PERK increasing its auto-phosphorylation and significantly enhancing cell viability. Preliminary results suggest that, CN-Aβ-/- knockout astrocytes exhibit a significant higher eIF2α phosphorylated level compared to CN-Aα-/- astrocytes. Our working hypothesis establishes that: CN binds to PERK when cytosolic Ca2+ is initially increased by ER stress, promoting dimerization and autophosphorylation, which leads to phosphorylation of elF2α and subsequently attenuation of protein translation. When cytosolic Ca2+ returns to resting levels, PERK phosphorylates CN, reducing its binding affinity so that the CN/PERK complex dissociates. The goal of this project is to determine the conditions by which CN binding to PERK attenuates protein translation during the ER stress response and subsequently, to determine how the interaction of CN with PERK is terminated when stress is removed. To perform this project is planed to do molecular biology experiments, pull down assays, in vitro phosphorylations and assess overall mRNA translation efficiency doing a polisome profile.

Control of spiral wave dynamics by feedback mechanism via a triangular sensory domain

Spiral wave,feedback mechanism, photosensitive BZ reaction, excitable media, drift vetor field plot, planewave approximation, BZ, nonlinear

Direct conversion of ethene to propene on Ni-alumino-mesostructured catalysts : synthesis, characterization and catalytic testing

Magdeburg, Univ., Fak. für Verfahrens- und Systemtechnik, Diss., 2014

Identification technique of mechanism-based constitutive model for cast iron under thermo-mechanical loads

Magdeburg, Univ., Fak. für Maschinenbau, Diss., 2015

Synthesis, structure and catalytic activity of new lanthanide alkynylamidinates

Magdeburg, Univ., Fak. für Verfahrens- und Systemtechnik, Diss., 2015