946 resultados para accumulation by dispossession
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Type III galactosemia is an inherited disease caused by mutations which affect the activity of UDP-galactose 4'-epimerase (GALE). We evaluated the impact of four disease-associated variants (p.N34S, p.G90E, p.V94M and p.K161N) on the conformational stability and dynamics of GALE. Thermal denaturation studies showed that wild-type GALE denatures at temperatures close to physiological, and disease-associated mutations often reduce GALE's thermal stability. This denaturation is under kinetic control and results partly from dimer dissociation. The natural ligands, NAD(+) and UDP-glucose, stabilize GALE. Proteolysis studies showed that the natural ligands and disease-associated variations affect local dynamics in the N-terminal region of GALE. Proteolysis kinetics followed a two-step irreversible model in which the intact protein is cleaved at Ala38 forming a long-lived intermediate in the first step. NAD(+) reduces the rate of the first step, increasing the amount of undigested protein whereas UDP-glucose reduces the rate of the second step, increasing accumulation of the intermediate. Disease-associated variants affect these rates and the amounts of protein in each state. Our results also suggest communication between domains in GALE. We hypothesize that, in vivo, concentrations of natural ligands modulate GALE stability and that it should be possible to discover compounds which mimic the stabilising effects of the natural ligands overcoming mutation-induced destabilization.
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Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae and Paecilomyces farinosus were grown on Sabouraud Dextrose Agar (SDA) modified with KCl to give a range of water activity (a(w)) from 0.938 to 0.998. Growth of all three species was optimal at 0.983 a(w) and growth occurred over the a(w) range tested. Acyclic sugar alcohol (polyol) and trehalose content of conidia was determined by HPLC and found to vary with species and a(w). Conidia of B. bassiana and P. farinosus were found to contain totals of 1.5% and 2.3% polyols respectively at 0.998 a(w), and double these amounts at <0.950 a(w). Conidia of M. anisopliae contained from 5.7% to 6.8% polyols at each a(w) tested. In conidia of all three species the predominant polyol was mannitol. The lower molecular weight polyols, arabitol and erythritol, were found to accumulate at reduced a(w). Small amounts of glycerol were present in conidia of each species; <15% total polyols. Conidia of B. bassiana and M. anisopliae contained about 0.5% trehalose from 0.970 to 0.998 a(w), but only trace amounts below 0.950 a(w). Conidia of P. farinosus contained 2.1% trehalose at 0.998 a(w) and this decreased to <0.1% below 0.950 a(w). Potential to manipulate the endogenous reserves of conidia of these biological control agents to enhance viability and desiccation tolerance is discussed.
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Purpose: Recent evidence suggests that neuroglial dysfunction and degeneration contributes to the etiology and progression of diabetic retinopathy. Advanced lipoxidation end products (ALEs) have been implicated in the pathology of various diseases, including diabetes and several neurodegenerative disorders. The purpose of the present study was to investigate the possible link between the accumulation of ALEs and neuroretinal changes in diabetic retinopathy.
Methods: Retinal sections obtained from diabetic rats and age-matched controls were processed for immunohistochemistry using antibodies against several well defined ALEs. In vitro experiments were also performed using a human Muller (Moorfields/Institute of Ophthalmology-Muller 1 [ MIO-M1]) glia cell line. Western blot analysis was used to measure the accumulation of the acrolein-derived ALE adduct N epsilon-(3-formyl-3,4-dehydropiperidino)lysine (FDP-lysine) in Muller cells preincubated with FDP-lysine-modified human serum albumin (FDP-lysine-HSA). Responses of Muller cells to FDP-lysine accumulation were investigated by analyzing changes in the protein expression of heme oxygenase-1 (HO-1), glial fibrillary acidic protein (GFAP), and the inwardly rectifying potassium channel Kir4.1. In addition, mRNA expression levels of vascular endothelial growth factor (VEGF), interleukin-6 (IL-6), and tumor necrosis factor-alpha (TNF alpha) were determined by reverse transcriptase PCR (RT-PCR). Apoptotic cell death was evaluated by fluorescence-activated cell sorting (FACS) analysis after staining with fluorescein isothiocyanate (FITC)-labeled annexin V and propidium iodide.
Results: No significant differences in the levels of malondialdehyde-, 4-hydroxy-2-nonenal-, and 4-hydroxyhexenal-derived ALEs were evident between control and diabetic retinas after 4 months of diabetes. By contrast, FDP-lysine immunoreactivity was markedly increased in the Muller glia of diabetic rats. Time-course studies revealed that FDP-lysine initially accumulated within Muller glial end feet after only a few months of diabetes and thereafter spread distally throughout their inner radial processes. Exposure of human Muller glia to FDP-lysine-HSA led to a concentration-dependent accumulation of FDP-lysine-modified proteins across a broad molecular mass range. FDP-lysine accumulation was associated with the induction of HO-1, no change in GFAP, a decrease in protein levels of the potassium channel subunit Kir4.1, and upregulation of transcripts for VEGF, IL-6, and TNF-alpha. Incubation of Muller glia with FDP-lysine-HSA also caused apoptosis at high concentrations.
Conclusions: Collectively, these data strongly suggest that FDP-lysine accumulation could be a major factor contributing to the Muller glial abnormalities occurring in the early stages of diabetic retinopathy.
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BACKGROUND: Cells deploy quality control mechanisms to remove damaged or misfolded proteins. Recently, we have reported that a mutation (R43W) in the Frank-ter Haar syndrome protein Tks4 resulted in aberrant intracellular localization.
RESULTS: Here we demonstrate that the accumulation of Tks4(R43W) depends on the intact microtubule network. Detergent-insoluble Tks4 mutant colocalizes with the centrosome and its aggregate is encaged by the intermediate filament protein vimentin. Both the microtubule inhibitor nocodazole and the histone deacetylase inhibitor Trichostatin A inhibit markedly the aggresome formation in cells expressing Tks4(R43W). Finally, pretreatment of cells with the proteasome inhibitor MG132 markedly increases the level of aggresomes formed by Tks4(R43W). Furthermore, two additional mutant Tks4 proteins (Tks4(1-48) or Tks4(1-341)) have been investigated. Whereas the shorter Tks4 mutant, Tks4(1-48), shows no expression at all, the longer Tks4 truncation mutant accumulates in the nuclei of the cells.
CONCLUSIONS: Our results suggest that misfolded Frank-ter Haar syndrome protein Tks4(R43W) is transported via the microtubule system to the aggresomes. Lack of expression of Tks4(1-48) or aberrant intracellular expressions of Tks4(R43W) and Tks4(1-341) strongly suggest that these mutations result in dysfunctional proteins which are not capable of operating properly, leading to the development of FTHS.
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A range of fern species (45) and their allies, Equisetum (5) and Selaginella (2) species and Psilotum nudum were screened for their ability to hyperaccumulate arsenic, to develop a phylogenetic understanding of this phenomenon. A number of varieties (5) of a known arsenic hyperaccumulator Pteris cretica were additionally included in this study. This study is the first to report members of the Pteris genus that do not hyperaccumulate arsenic, Pteris straminea and tremula. A phylogenetic basis for arsenic accumulation in ferns was investigated. Some orders can accumulate more arsenic than others. Although members of the Equisetales and Blechnales did not hyperaccumulate arsenic, they still accumulated relatively high levels in their fronds, approaching 100 mg kg-1 when grown on a soil dosed with 100 mg kg-1 arsenic. Arsenic hyperaccumulation was identified as a phenomenon at the extreme range of fern arsenic accumulation. Ferns that exhibit arsenic hyperaccumulation arrived relatively late in terms of fern evolution, as this character is not exhibited by primitive ferns or their allies.
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The toxicity and accumulation of arsenate was determined in the earthworm Lumbricus terrestris in soil from different layers of a forest profile. Toxicity increased fourfold between 2 and 10 d. Edaphic factors (pH, soil organic matter, and depth in soil profile) also affected toxicity with a three fold decrease in the concentration that causes 50% mortality with increasing depth in soil (from 0-70 mm to 500-700 mm). In a 4-d exposure study, there was no evidence of arsenic bioconcentration in earthworm tissue, although bioaccumulation was occurring. There was a considerable difference in tissue residues between living and dead earthworms, with dead worms having higher concentrations. This difference was dependent on both soil arsenate concentration and on soil type. Over a wide range of soil arsenate concentrations, earthworm arsenic residues are homeostatically maintained in living worms, but this homeostasis breaks down during death. Alternatively, equilibration with soil residues may occur via accumulation after death. In long-term accumulation studies in soils dosed with a sublethal arsenate concentration (40 μg/g dry weight), bioconcentration of arsenate did not occur until day 12, after which earthworm concentrations rose steadily above the soil concentration, with residues in worms three fold higher than soil concentrations by the termination of the study (23 d). This bioconcentration only occurred in depurated worms over the time period of the study. Initially, depurated worms had lower arsenic concentrations than undepurated until tissue concentrations were equivalent to the soil concentration. Once tissue concentration was greater than soil concentration, depurated worms had higher arsenic residues than undepurated.
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Stone surfaces are sensitive to their environment. This means that they will often respond to exposure conditions by manifesting a change in surface characteristics. Such changes can be more than simply aesthetic, creating surface/subsurface heterogeneity in stone at the block scale, promoting stress gradients to be set up as surface response to, for example, temperature fluctuations, can diverge from subsurface response. This paper reports preliminary experiments investigating the potential of biofilms and iron precipitation as surface-modifiers on stone, exploring the idea of block-scale surface-to-depth heterogeneity, and investigating how physical alteration in the surface and near-surface zone can have implications for subsurface response and potentially for long-term decay patterns. Salt weathering simulations on fresh and surface-modified stone suggest that even subtle surface modification can have significant implications for moisture uptake and retention, salt concentration and distribution from surface to depth, over the period of the experimental run. The accumulation of salt may increase the retention of moisture, by modifying vapour pressure differentials and the rate of evaporation.
Temperature fluctuation experiments suggest that the presence of a biofilm can have an impact on energy transfer processes that occur at the stone surface (for example, buffering against temperature fluctuation), affecting surface-to-depth stress gradients. Ultimately, fresh and surface-modified blocks mask different kinds of system, which respond to inputs differently because of different storage mechanisms, encouraging divergent behaviour between fresh and surface modified stone over time.
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NAD is essential for cellular metabolism and has a key role in various signaling pathways in human cells. To ensure proper control of vital reactions, NAD must be permanently resynthesized. Nicotinamide and nicotinic acid as well as nicotinamide riboside (NR) and nicotinic acid riboside (NAR) are the major precursors for NAD biosynthesis in humans. In this study, we explored whether the ribosides NR and NAR can be generated in human cells. We demonstrate that purified, recombinant human cytosolic 5'-nucleotidases (5'-NTs) CN-II and CN-III, but not CN-IA, can dephosphorylate the mononucleotides nicotinamide mononucleotide and nicotinic acid mononucleotide (NAMN) and thus catalyze NR and NAR formation in vitro. Similar to their counterpart from yeast, Sdt1, the human 5'-NTs require high (millimolar) concentrations of nicotinamide mononucleotide or NAMN for efficient catalysis. Overexpression of FLAG-tagged CN-II and CN-III in HEK293 and HepG2 cells resulted in the formation and release of NAR. However, NAR accumulation in the culture medium of these cells was only detectable under conditions that led to increased NAMN production from nicotinic acid. The amount of NAR released from cells engineered for increased NAMN production was sufficient to maintain viability of surrounding cells unable to use any other NAD precursor. Moreover, we found that untransfected HeLa cells produce and release sufficient amounts of NAR and NR under normal culture conditions. Collectively, our results indicate that cytosolic 5'-NTs participate in the conversion of NAD precursors and establish NR and NAR as integral constituents of human NAD metabolism. In addition, they point to the possibility that different cell types might facilitate each other's NAD supply by providing alternative precursors.
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PURPOSE: It is widely held that neurons of the central nervous system do not store glycogen and that accumulation of the polysaccharide may cause neurodegeneration. Since primary neural injury occurs in diabetic retinopathy, we examined neuronal glycogen status in the retina of streptozotocin-induced diabetic and control rats.
METHODS: Glycogen was localized in eyes of streptozotocin-induced diabetic and control rats using light microscopic histochemistry and electron microscopy, and correlated with immunohistochemical staining for glycogen phosphorylase and phosphorylated glycogen synthase (pGS).
RESULTS: Electron microscopy of 2-month-old diabetic rats (n = 6) showed massive accumulations of glycogen in the perinuclear cytoplasm of many amacrine neurons. In 4-month-old diabetic rats (n = 11), quantification of glycogen-engorged amacrine cells showed a mean of 26 cells/mm of central retina (SD ± 5), compared to 0.5 (SD ± 0.2) in controls (n = 8). Immunohistochemical staining for glycogen phosphorylase revealed strong expression in amacrine and ganglion cells of control retina, and increased staining in cell processes of the inner plexiform layer in diabetic retina. In control retina, the inactive pGS was consistently sequestered within the cell nuclei of all retinal neurons and the retinal pigment epithelium (RPE), but in diabetics nuclear pGS was reduced or lost in all classes of retinal cell except the ganglion cells and cone photoreceptors.
CONCLUSIONS: The present study identifies a large population of retinal neurons that normally utilize glycogen metabolism but show pathologic storage of the polysaccharide during uncontrolled diabetes.
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BACKGROUND: Research on wild animal ecology is increasingly employing GPS telemetry in order to determine animal movement. However, GPS systems record position intermittently, providing no information on latent position or track tortuosity. High frequency GPS have high power requirements, which necessitates large batteries (often effectively precluding their use on small animals) or reduced deployment duration. Dead-reckoning is an alternative approach which has the potential to 'fill in the gaps' between less resolute forms of telemetry without incurring the power costs. However, although this method has been used in aquatic environments, no explicit demonstration of terrestrial dead-reckoning has been presented.
RESULTS: We perform a simple validation experiment to assess the rate of error accumulation in terrestrial dead-reckoning. In addition, examples of successful implementation of dead-reckoning are given using data from the domestic dog Canus lupus, horse Equus ferus, cow Bos taurus and wild badger Meles meles.
CONCLUSIONS: This study documents how terrestrial dead-reckoning can be undertaken, describing derivation of heading from tri-axial accelerometer and tri-axial magnetometer data, correction for hard and soft iron distortions on the magnetometer output, and presenting a novel correction procedure to marry dead-reckoned paths to ground-truthed positions. This study is the first explicit demonstration of terrestrial dead-reckoning, which provides a workable method of deriving the paths of animals on a step-by-step scale. The wider implications of this method for the understanding of animal movement ecology are discussed.
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The primary enzyme involved in polyphosphate (polyP) synthesis, polyP kinase (ppk), has been deleted in Pseudomonas putida KT2440. This has resulted in a threefold to sixfold reduction in polyhydroxyalkanoate (PHA) accumulation compared with the wild type under conditions of nitrogen limitation, with either temperature or oxidative (H2O2) stress, when grown on glucose. The accumulation of PHA by Δppk mutant was the same as the wild type under nitrogen-limiting growth conditions. There was no difference in polyP levels between wild-type and Δppk strains under all growth conditions tested. In the Δppk mutant proteome, polyP kinase (PPK) was undetectable, but up-regulation of the polyp-associated proteins polyP adenosine triphosphate (ATP)/nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) kinase (PpnK), a putative polyP adenosine monophosphate (AMP) phosphotransferase (PP_1752), and exopolyphosphatase was observed. Δppk strain exhibited significantly retarded growth with glycerol as carbon and energy source (42 h of lag period compared with 24 h in wild-type strain) but similar growth to the wild-type strain with glucose. Analysis of gene transcription revealed downregulation of glycerol kinase and the glycerol facilitator respectively. Glycerol kinase protein expression was also downregulated in the Δppk mutant. The deletion of ppk did not affect motility but reduced biofilm formation. Thus, the knockout of the ppk gene has resulted in a number of phenotypic changes to the mutant without affecting polyP accumulation.
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As proteínas existentes nas células são produzidas pelo mecanismo de tradução do mRNA, no qual a informação genética contida nos genes é descodificada em cadeias polipeptídicas. O código genético, que define as regras de descodificação do genoma, minimiza os erros de tradução do mRNA, garantindo a síntese de proteínas com elevada fidelidade. Esta é essencial para a estabilidade do proteoma e para a manutenção e funcionamento dos processos celulares. Em condições fisiológicas normais, os erros da tradução do mRNA ocorrem com frequências que variam de 10-3 a 10-5 erros por codão descodificado. Situações que aumentam este erro basal geralmente estão associadas ao envelhecimento, stresse e a doenças; no entanto, em certos organismos o código genético é traduzido naturalmente com elevado erro, indicando que a síntese de proteínas aberrantes pode de algum modo ser vantajosa. A fim de estudar a resposta celular aos erros de tradução do mRNA, construímos leveduras que incorporam serina no proteoma em resposta a um codão de leucina, usando a expressão constitutiva de um tRNASer mutante. Este fenómeno genético artificial provocou uma forte diminuição da esporulação, da viabilidade e da eficiência de mating, afectando imensamente a reprodução sexual da levedura. Observou-se também uma grande heterogeneidade no tamanho e na forma das células e elevada instabilidade genómica, com o aparecimento de populações poliplóides e aneuplóides. No sentido de clarificar as bases celulares e moleculares daqueles fenótipos e compreender melhor a biologia do erro de tradução do mRNA, construímos também células de levedura que inserem serina em resposta a um codão de leucina de modo indutível e controlado. Utilizaram-se perfis de mRNA total e de mRNA associado a polissomas para elucidar a resposta celular ao erro de tradução do mRNA. Observou-se a indução de genes envolvidos na resposta ao stresse geral, stresse oxidativo e na unfolded protein response (UPR). Um aumento significativo de espécies reactivas de oxigénio (ROS) e um forte impacto negativo na capacidade das células pós-mitóticas re-iniciarem o crescimento foram também observados. Este fenótipo de perda de viabilidade celular foi resgatado por scavangers de ROS, indicando que o stresse oxidativo é a principal causa de morte celular causada pelos erros de tradução. Este estudo levanta a hipótese de que o stresse oxidativo e a acumulação de ROS, ao invés do colapso súbito do proteoma, são as principais causas da degeneração celular e das doenças humanas associadas aos erros de tradução do genoma. ABSTRACT: Proteins are synthesized through the mechanism of translation, which uses the genetic code to transform the nucleic acids based information of the genome into the amino acids based information of the proteome. The genetic code evolved in such a manner that translational errors are kept to a minimum and even when they occur their impact is minimized by similar chemical properties of the amino acids. Protein synthesis fidelity is essential for proteome stability and for functional maintenance of cellular processes. Indeed, under normal physiological conditions, mistranslation occurs at frequencies that range from 10-3 to 10-5 errors per codon decoded. Situations where this basal error frequency increases are usually associated to aging and disease. However, there are some organisms where genetic code errors occur naturally at high level, suggesting that mRNA mistranslation can somehow be beneficial. In order to study the cellular response to mRNA mistranslation, we have engineered single codon mistranslation in yeast cells, using constitutive expression of mutant tRNASer genes. These mistranslating strains inserted serines at leucine-CUG sites on a proteome wide scale due to competition between the wild type tRNALeu with the mutant tRNASer. Such mistranslation event decreased yeast sporulation, viability and mating efficiencies sharply and affected sexual reproduction strongly. High heterogeneity in cell size and shape and high instability in the genome were also observed, with the appearance of some polyploid or aneuploid cell populations. To further study the cellular and molecular basis of those phenotypes and the biology of mRNA mistranslation, we have also engineered inducible mRNA misreading in yeast and used total mRNA and polysome associated mRNA profiling to determine whether codon misreading affects gene expression. Induced mistranslation up-regulated genes involved in the general stress response, oxidative stress and in the unfolded protein response (UPR). A significant increase in reactive oxygen species (ROS) and a strong negative impact on the capacity of post-mitotic cells to re-initiate growth in fresh media were also observed. This cell viability phenotype was rescued by scavengers of ROS, indicating that oxidative stress is the main cause of cell death caused by mRNA mistranslation. This study provides strong support for the hypothesis that oxidative stress and ROS accumulation, rather than sudden proteome collapse or major proteome disruption, are the main cause of the cellular degeneration observed in human diseases associated mRNA mistranslation.
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O metano é um gás de estufa potente e uma importante fonte de energia. A importância global e impacto em zonas costeiras de acumulações e escape de gás metano são ainda pouco conhecidas. Esta tese investiga acumulações e escape de gás em canais de maré da Ria de Aveiro com dados de cinco campanhas de reflexão sísmica de alta resolução realizadas em 1986, 1999, 2002 e 2003. Estas incluem três campanhas de Chirp (RIAV99, RIAV02 e RIAV02A) e duas campanhas de Boomer (VOUGA86 e RIAV03). O processamento dos dados de navegação incluíram filtros de erros, correcções de sincronização de relógios de sistemas de aquisição de dados, ajuste de “layback” e estimativa da posição de “midpoint”. O processamento do sinal sísmico consistiu na correcção das amplitudes, remoção de ruído do tipo “burst”, correcções estáticas, correcção do “normal move-out”, filtragem passabanda, desconvolução da assinatura e migração Stolt F-K. A análise da regularidade do trajecto de navegação, dos desfasamentos entre horizontes e dos modelos de superfícies foi utilizada para controlo de qualidade, e permitiu a revisão e melhoria dos parâmetros de processamento. A heterogeneidade da cobertura sísmica, da qualidade do sinal, da penetração e da resolução, no seu conjunto constrangeram o uso dos dados a interpretações detalhadas, mas locais, de objectos geológicos da Ria. É apresentado um procedimento para determinar a escolha de escalas adequadas para modelar os objectos geológicos, baseado na resolução sísmica, erros de posicionamento conhecidos e desfasamentos médios entre horizontes. As evidências de acumulação e escape de gás na Ria de Aveiro incluem turbidez acústica, reflexões reforçadas, cortinas acústicas, domas, “pockmarks” e alinhamentos de “pockmarks” enterradas, horizontes perturbados e plumas acústicas na coluna de água (flares). A estratigrafia e a estrutura geológica controlam a distribuição e extensão das acumulações e escape de gás. Ainda assim, nestes sistemas de baixa profundidade de água, as variações da altura de maré têm um impacto significativo na detecção de gás com métodos acústicos, através de alterações nas amplitudes originais de reflexões reforçadas, turbidez acústica e branqueamento acústico em zonas com gás. Os padrões encontrados confirmam que o escape de bolhas de gás é desencadeado pela descida da maré. Há acumulações de gás em sedimentos Holocénicos e no substrato de argilas e calcários do Mesozóico. Evidências directas de escape de gás em sondagens em zonas vizinhas, mostraram gás essencialmente biogénico. A maioria do gás na área deve ter sido gerado em sedimentos lagunares Holocénicos. No entanto, a localização e geometria de estruturas de escape de fluidos em alguns canais de maré, seguem o padrão de fracturas do substrato Mesozóico, indicando uma possível fonte mais profunda de gás e que estas fracturas funcionam como condutas preferenciais de migração dos fluidos e exercem um controlo estrutural na ocorrência de gás na Ria.
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O principal objectivo desta dissertação foi estudar a acumulação de mercúrio em vários tecidos de peixes marinhos, a sua relação com factores biológicos e as respectivas respostas bioquímicas. O trabalho realizado permitiu obter novos conhecimentos sobre a acumulação de mercúrio em peixes, possibilitando avaliar a influência da biodisponibilidade do elemento e as suas possíveis implicações no ambiente. O trabalho foi desenvolvido na Ria de Aveiro (Portugal), uma zona costeira onde existe um gradiente ambiental de mercúrio, o que oferece a oportunidade de estudar a sua acumulação e os seus efeitos tóxicos em condições realísticas. As amostragens foram efectuadas em dois locais considerados críticos em termos de contaminação por mercúrio – Largo do Laranjo (L1 e L2) e num local afastado da principal fonte de poluição, usado como termo de comparação (Referência; R); L1 e L2 corresponderam a locais moderadamente e altamente contaminados, respectivamente. Foram escolhidos juvenis de duas espécies ecologicamente diferentes e representativas da comunidade piscícola local, a tainha garrento (Liza aurata) e o robalo (Dicentrarchus labrax). Em cada local foram recolhidas amostras de água e de sedimento para determinação de mercúrio. Foram quantificadas as concentrações de mercúrio total (T-Hg) e orgânico (O-Hg) em vários tecidos dos peixes, escolhidos tendo em conta a sua função relativamente à toxicocinética e toxicodinâmica de metais. As respostas antioxidantes (Catalase- CAT, glutationa peroxidase- GPx, glutationa reductase- GR, glutationa –S-transferase- GST e conteúdo em glutationa total- GSHt), o dano peroxidativo (LPO) e o conteúdo em metalotioninas (MTs) foram também avaliados. A acumulação de T-Hg foi semelhante para as duas espécies de peixes estudadas, embora D. labrax tenha apresentado concentrações tendencialmente maiores. Ambas as espécies demonstraram capacidade de reflectir o grau de contaminação ambiental existente, indicando claramente que a acumulação depende da concentração ambiental. A acumulação revelou-se específica de cada tecido. O padrão da acumulação em L. aurata foi rim > fígado > músculo > cérebro > guelras > sangue e em D. labrax foi fígado > rim > músculo > cérebro ≈ guelras > sangue. Relativamente à acumulação de OHg, verificou-se que D. labrax exibiu concentrações mais elevadas que L. aurata. Todos os tecidos foram capazes de reflectir diferenças entre R e L2. Os níveis de O-Hg no fígado, músculo e nos conteúdos intestinais foram diferentes entre espécies, sendo mais elevados para D. labrax. As guelras e o intestino foram os tecidos onde se obtiveram os valores mais baixos de O-Hg e observaram-se valores idênticos para as duas espécies. Com excepção das guelras, as concentrações de O-Hg variaram em função do valor observado nos conteúdos intestinais, indicando que a alimentação é a via dominante da acumulação. As concentrações de O-Hg nos conteúdos intestinais revelaram ser uma informação relevante para prever a acumulação de O-Hg nos tecidos, pois verificou-se uma razão praticamente constante entre o teor de mercúrio no fígado, no músculo e nos conteúdos intestinais. A percentagem de O-Hg no músculo e no fígado variou de acordo com o grau de contaminação ambiental e com o tipo de assimilação preferencial do elemento (alimentação vs. água), sugerindo que o fígado exerce um papel protector em relação à acumulação de mercúrio nos outros órgãos. Ambas as espécies de peixes demonstraram ser boas sentinelas da contaminação ambiental com mercúrio (T-Hg e O-Hg), sendo o cérebro e o músculo os tecidos que melhor reflectiram o grau de acumulação com o elemento. A análise conjunta dos dados de bioacumulação e de respostas ao stress oxidativo permitiram estabelecer uma relação entre as concentrações de mercúrio nas guelras, fígado, rim e cérebro e a sua toxicidade. As respostas do cérebro aos efeitos tóxicos do mercúrio revelaram ser específicas de cada espécie. Enquanto que para o cérebro de L. aurata se verificou um decréscimo de todos os parâmetros antioxidantes estudados nos locais contaminados, sem haver evidência de qualquer mecanismo compensatório, no D. labrax observaram-se respostas ambivalentes, que indicam por um lado a activação de mecanismos adaptativos e, por outro, o decréscimo das respostas antioxidantes, ou seja, sinais de toxicidade. Embora em ambas as espécies de peixe fosse evidente uma condição pró-oxidante, o cérebro parece possuir mecanismos compensatórios eficientes, uma vez que não se verificou peroxidação lipídica. As respostas antioxidantes do cérebro de D. labrax foram comparadas em diferentes períodos do ano - quente vs. frio. O período quente mostrou ser mais crítico, uma vez que no período frio não se verificaram diferenças nas respostas entre locais, ou seja, a capacidade antioxidante do cérebro parece ser influenciada pelos factores ambientais. As guelras revelaram susceptibilidade à contaminação por mercúrio, uma vez que se verificou uma tendência para o decréscimo da actividade de CAT em L2 e ausência de indução em L1. O fígado e o rim demonstraram mecanismos adaptativos face ao grau de contaminação moderada (L1), evidenciados pelo aumento de CAT. O rim também demonstrou adaptabilidade face ao grau elevado de contaminação (L2), uma vez que se verificou um aumento GST. Embora o grau de susceptibilidade tenha sido diferente entre os órgãos, não se verificou peroxidação lipídica em nenhum. A determinação do conteúdo em MTs em D. labrax e em L. aurata revelou que este parâmetro depende não só da espécie, mas também do tecido em causa. Assim, em D. labrax foi observado um decréscimo de MTs no cérebro, bem como a incapacidade de síntese de MTs no sangue, guelras, fígado, rim e músculo. Em L. aurata observou-se um aumento do conteúdo em MTs no fígado e no músculo. Estes resultados indicam que a aplicabilidade das MTs como biomarcador de exposição ao mercúrio parece ser incerta, revelando limitações na capacidade de reflectir os níveis de exposição ao metal e por consequência o grau de acumulação. Este trabalho comprova a necessidade de se integrarem estudos de bioacumulação com biomarcadores de efeitos, de modo a reduzir os riscos de interpretações erróneas, uma vez que as respostas nem sempre ocorrem para os níveis mais altos de contaminação ambiental com mercúrio.
Resumo:
A associação simbiótica de plantas leguminosas com bactérias do género Rhizobium é o maior e mais eficiente contribuinte de azoto fixado biologicamente (Somasegaran e Hoben, 1994; Zahran, 1999). No entanto, o constante aumento da poluição em solos agrícolas, nomeadamente a contaminação por metais devido à aplicação de fertilizantes e de lamas, está a tornar-se um problema ambiental cada vez mais preocupante (Alloway, 1995a; Giller et al., 1998; Permina et al., 2006; Thorsen et al., 2009; Wani et al., 2008), influenciando de forma negativa a persistência destas bactérias nos solos agrícolas, assim como a sua eficácia de nodulação (Broos et al., 2005; Wani et al., 2008;. Zhengwei et al., 2005). Desta forma, o estudo dos mecanismos de tolerância de Rhizobium a metais tornou-se uma área de investigação de elevada importância. Com o trabalho apresentado nesta tese pretendeu-se perceber melhor a tolerância Rhizobium leguminosarum ao cádmio (Cd), dando particular atenção a um mecanismo de tolerância previamente descrito em R. leguminosarum (Lima et al., 2006): a complexação intracelular de Cd pelo tripéptido glutationa (GSH). Assim, o principal objectivo deste trabalho foi perceber melhor qual a importância deste mecanismo nos níveis de tolerância de rizóbio ao Cd. Como já tinha sido descrito em trabalhos anteriores (Figueira et al., 2005; Lima et al., 2006), foi possível verificar que a estirpe mais tolerante ao metal apresenta níveis mais elevados de Cd e GSH intracelulares. Demonstrou-se ainda que a tolerância ao Cd está dependente da maior eficiência no mecanismo de complexação observada na estirpe tolerante, logo durante as primeiras 12 h de crescimento. Gomes et al. (2002) verificou que a acumulação de complexos GSH-Cd no citoplasma inibe a entrada de metal na célula. Como neste trabalho se observou um aumento nos níveis de Cd intracelular na estirpe tolerante ao longo do tempo, surgiu a hipótese dos complexos serem excretados para o espaço periplasmático. Os elevados níveis de GSH e de Cd determinados no espaço periplasmático corroboraram esta hipótese. Neste trabalho demonstrou-se ainda que a eficácia do mecanismo de complexação, depende da actividade enzimática de uma isoforma específica de GST, que apresentou um elevado acréscimo de actividade na presença do metal. Desta forma, os resultados desta tese indicam que, a maior tolerância de R. leguminosarum ao Cd, depende da capacidade das estirpes para induzir a síntese de GSH na presença de Cd e, simultaneamente aumentar a actividade enzimática da GST específica, optimizando assim o mecanismo de complexação de Cd intracelular.