Cupins: the most functionally diverse protein superfamily?

The cupin superfamily of proteins, named on the basis of a conserved β-barrel fold (‘cupa’ is the Latin term for a small barrel), was originally discovered using a conserved motif found within germin and germin-like proteins from higher plants. Previous analysis of cupins had identified some 18 different functional classes that range from single-domain bacterial enzymes such as isomerases and epimerases involved in the modification of cell wall carbohydrates, through to two-domain bicupins such as the desiccation-tolerant seed storage globulins, and multidomain transcription factors including one linked to the nodulation response in legumes. Recent advances in comparative genomics, and the resolution of many more 3-D structures have now revealed that the largest subset of the cupin superfamily is the 2-oxyglutarate-Fe2+ dependent dioxygenases. The substrates for this subclass of enzyme are many and varied and in total amount to probably 50–100 different biochemical reactions, including several involved in plant growth and development. Although the majority of enzymatic cupins contain iron as an active site metal, other members contain either copper, zinc, cobalt, nickel or manganese ions as a cofactor, with each cofactor allowing a different type of chemistry to occur within the conserved tertiary structure. This review discusses the range of structures and functions found in this most diverse of superfamilies.

Description of Enterococcus canis sp nov from dogs and reclassification of Enterococcus porcinus Teixeira et al. 2001 as a junior synonym of Enterococcus villorum Vancanneyt et al. 2001

Strains from anal swabs and chronic otitis externa in dogs were shown to be phylogenetically related to the Enterococcus faecium species group. They shared a number of phenotypic characteristics with these species, but they could be easily differentiated by biochemical reactions. In addition, the canine strains were unusual in their nearly complete failure to grow on sodium azide-containing enterococci-selective media and in their Voges-Proskauer reactions (usually negative). By using 16S rRNA sequencing and DNA-DNA hybridization of representative strains, as well as tDNA interspacer gene PCR and SDS-PAGE of whole-cell proteins, the group of canine strains was shown to constitute a novel enterococcal species. The name Enterococcus canis sp. nov. is proposed for this species, with LMG 12316(T) (= CCUG 46666(T)) as the type strain. Concurrently, the taxonomic situation and nomenclatural position of Enterococcus porcinus were investigated. As no phenotypic or genotypic differences were found between this species and Enterococcus villorum, the name E. porcinus is considered to be a junior synonym of E. villorum.

Some Possible Dynamical Constraints for Life`s Origin

Oscillating biochemical reactions are common in cell dynamics and could be closely related to the emergence of the life phenomenon itself. In this work, we study the dynamical features of some classical chemical or biochemical oscillators where the effect of cell volume changes is explicitly considered. Such analysis enables us to find some general conditions about the cell membrane to preserve such oscillatory patterns, of possible relevance to hypothetical primitive cells in which these structures first appeared.

Release of intermediate reactive hydrogen peroxide by macrophage cells activated by natural products

By determining the hydrogen peroxide (H2O2) released in cultures of peritoneal macrophage cells from Swiss mice, we evaluated the action of 27 vegetable compounds (pristimerin, tingenone, jatrophone, palustric acid, lupeol, cladrastin, ocoteine, boldine, tomatine, yohimbine, reserpine, escopoletin, esculine, plumericin, diosgenin, deoxyschizandrin, p-arbutin, mangiferin, and others) using a 2 mg/ml solution of each compound (100 mug/well). Macrophages are cells responsible for the development of the immunological response reaction, liberating more than one hundred compounds into the extracellular environment. Among these are the various cytokines and the intermediate compounds of nitrogen (NO) and oxygen (H2O2). This coordinated sequence of biochemical reactions is known as the oxidative burst. When we compared the results with those obtained with zymosan (an important stimulator of H2O2) we observed that the compounds showing the highest activity were substances 2 (tingenone), 16 (reserpine) and 20. Other substances such as compounds 1, 4, 5, 6, 8, 12, 13, 14, 15, 17, 19, 23, 24, 26, and 27 also showed a certain activity, but with less intensity than the aforementioned ones. Compounds 3, 7, 9, 10, 11, 18, 21, 22 and 25 presented no activity. These results suggest that natural products (mainly tingenone and reserpine and others) with different chemical structures are strong immunological modulators. However, further tests are needed to determine the 'oxidative burst' in future studies.

Phenotypical characterization of Candida spp. isolated from crop of parrots (Amazona spp.)

Renata G. Vieira R.G. & Acqua Coutinho S.D. 2009. Phenotypical characterization of Candida spp. isolated from crop of parrots (Amazona spp.). Pesquisa Veterinaria Brasileira 29(6):452-456. Curso de Pos-Graduagdo em Imunopatologia Veterinaria, Universidade Paulista, Rua Agariba 48, São Paulo, SP 05053010, Brazil. E-mail: selene@uol.com.brThe purpose of this study was to characterize Candida isolates from crop of parrots. Forty baby parrots of genus Amazona, species aestiva and amazonica that were apprehended from wild animal traffic were used: 18 presented ingluvitis and 22 other alterations, but showing general debilitation. Samples were seeded on Sabouraud dextrose agar with chloramphenicol after be obtained by the introduction of urethral probe through the esophagus. Based on morphology and biochemical reactions (API 20C) Candida was confirmed; it was still searched the production of proteinase and phospholipase, virulence factors for Candida species. Candida spp. were isolated from 57.5% parrots, being 72.2% from birds with ingluvitis and 45.5% from without ones. Twenty-five strains of Candida were isolated, 60% and 40%, respectively from parrots with and without ingluvitis, and were speciated: 28% C. humicola, 24% C. parapsilosis, 20% C. guilliermondii, 20% C. famata, and 8% C. albicans. These results demonstrate that C. albicans is not the most frequent species isolated, and it is the first report that shows C. guilliermondii, C. famata, and C. humicola causing infection in parrots. Many isolates presented filamentation (76%), 100% produced proteinase and 68% phospholipase. The observation of Candida spp. producing virulence factors reinforce the pathogenic role of these yeasts in the cases studied.

Contribuição ao estudo de polifenoloxidase e ascorbato oxidase de polpa de Passiflora edulis (maracujá-amarelo) visando o processamento industrial de suco

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Liberação das enzimas LDH e PepX e evolução da maturação de queijo parmesão adicionado de culturas autolíticas de Lactobacilus helveticus

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Isolamento e perfil de suscetibilidade a antimicrobianos de cepas de estafilococcus resistentes à meticilina em um hosapital veterinário de ensino no Brasil

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Caracterização anatômica quantitativa e composição de óleos essenciais em três estágios foliares de clones de eucalipto e sua relação com a ferrugem

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Modelo dinâmico e estatístico aplicado a transição de fase

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Análise e simulação de modelos matemáticos para a estimativa da geração de gases em bioprocessos de decomposição anaeróbia de resíduos sólidos em aterros sanitários

Brazil faces a complex problem in respect to municipal solid waste, having been in recent years an increase of its generation without the country there be adequate for proper disposal thereof. In many states , the percentage of waste destined improperly , ie , in dumps , landfills, send- outs , among others , is greater than that disposed in landfills , which would be the most correct way to be made. It can be argued that this discrepancy is due to the high cost of implementation and operation of the landfill, and the same need large areas with physical characteristics that suit their operations . When there is a provision in properly constructed landfills , municipal solid waste grounded generate gases with high potential energy through biochemical reactions during the anaerobic decomposition of organic material stored . Such gases can be used for power generation within the landfill or other economic means . To estimate the gas generation will be sufficient for such economic compensation , there are mathematical models that make estimating the amount of gas produced . These models calculate the energy capacity and generation , using parameters obtained based on the characteristics of solid waste , climate of the region where they are grounded and grounding time . Such models have been raised and studied so that it was possible to perform simulations that demonstrate the behavior of biogas generation related to the external conditions of the landfill that interfere with biological reactions within. The results show differences between the values obtained , it shows that the preparation of the models found and used in the simulations were allocated amounts for different parameters that determine this difference in the estimate . Therefore, to rule, the models have difficulty understanding this because there is no clarity in the formulation of the equations , and the definition of variables and parameters would require a detailed study to...

Qualidade de cebola minimamente processada em diferentes tipos de cortes

The high perishability of the onion has limited its conservation period and caused great post-harvest losses. The need of consuming fresh products has led the market of minimally processed products to considerably rise. Cut operations during the minimal processing may not only cause important biochemical reactions in the onion tissues, but also affect its sensorial quality, resulting in a drastic reduction in the post-harvest life of the product. In this study the influence of different cut types was assessed on the quality of minimally processed onions. 'Baia Periforme'onions were transported to the laboratory, where they were selected, cleaned, classified, peeled, minimally processed into slices, grated and chopped, and subsequently sanitized for 10 minutes in sodium hypochlorite at 100 mg L-1. The product was kept on polystyrene trays covered with plastic film (PVC) as 80 g portions and conserved in a cold chamber at 5 +/- 1 degrees C and 85 +/- 5% RH, during 6 days. Physical, chemical and physico-chemical assays were carried out. Statistical design was completely randomized with 3 treatments and 3 replications (plot group) and 5 replicationss for the control group. For sensorial analysis (aspect and smell), 10 replications were used. To compare means, Tukey test at 5% significance was adopted. During the refrigerated conservation, sliced onions kept more stable levels of soluble solids, titratable acidity, total sugars, reducing and non-reducing sugars. The grated onion was superior considering the sensorial characteristics, indicating that the cut types interfered in these features and the grated onion was more accepted by evaluators.

Influência da temperatura nas respostas aos biocidas diazinon e carbaril em Dilocarcinus pagei Stimpson, 1861

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Ein neues Lumineszenzverfahren zur quantitativen und räumlichen Darstellung von Produkten des Glukosestoffwechsels in Tumoren

Eine neue auf einer Pyruvat abhängigen Biolumineszenzreaktion basierende Methode zur quantitativen Bestimmung und räumlichen Darstellung von Pyruvat in Gefrierschnitten von Gewebeproben wurde entwickelt. Dabei wurden biochemische Reaktionen so verknüpft, dass sichtbares Licht proportional zum eingesetzten Pyruvatgehalt entstand. Eine hoch signifikante positive Korrelation beider Parameter ermöglichte eine Kalibrierung mit definierten Pyruvatgehalten und damit die Quantifizierung in unbekannten Proben. Die Nachweisgrenze lag bei 0,04 pmol Pyruvat mit einer Auflösung von 0,02 µmol/g. Das Biolumineszenzverfahren wurde mit Hilfe anderer Methoden validiert, wobei eine Wiederfindung mit einer konzentrationsabhängigen Abweichung von ≤ 15 % erzielt wurde. Ein wesentlicher Vorteil der neuen Methode gegenüber bisherigen Verfahren zum Pyruvatnachweis liegt in der Messwerterfassung definierter histologischer Gewebsareale. Dies wird durch computergesteuerte Überlagerung von Metabolitverteilungen mit Schnittbildern aus Strukturfärbungen und interaktiver, „optischer Mikrodissektion“ der Gewebeschnitte möglich. Ein weiterer Nutzen der Methode ist deren optionale Kombination mit der Biolumineszenztechnik für andere Stoffwechselprodukte. So ermöglicht eine exakte Superposition zweier Metabolitbilder von unmittelbar aufeinander folgenden Gewebeschnitten eine korrelative Kolokalisationsanalyse beider Metabolite. Das Ergebnis lässt sich zum einen in Form von „Pixel-zu-Pixel“-Korrelationen dokumentieren, zum anderen kann für jeden Bildpunkt ein Laktat/Pyruvat-Verhältnis als Maß für den Redoxzustand des Gewebes berechnet und dargestellt werden. Hieraus ergeben sich z.B. räumliche L/P-Verteilungen (L/P-Karten). Ein solches „Redoximaging“ durch Kartierung des L/P-Quotienten ist bislang mit keinem anderen Verfahren möglich. Während die Entwicklung des Pyruvatnachweises eine Kernaufgabe der vorliegenden Arbeit darstellte, bestand ein weiterer wesentlicher Teil in der praktischen Anwendung der neuen Methode im Bereich der experimentellen Tumorforschung. So ergaben Messungen an acht verschiedenen Linien von humanen HNSCC-Xenotransplantaten (n = 70 Tumoren) einen mittleren Pyruvatgehalt von 1,24 ± 0,20 µmol/g. In sechs Humanbiopsien derselben Tumorentität wurde ein durchschnittlicher Pyruvatgehalt von 0,41 ± 0,09 µmol/g gemessen. Bei den Xenotransplantaten konnte eine signifikante positive Korrelation zwischen der Summe aus Laktat und Pyruvat bzw. dem L/P Verhältnis und der Strahlensensibilität gefunden werden, wobei das L/P-Verhältnis ebenso wie die Summe aus Laktat und Pyruvat maßgeblich von Laktat bestimmt wurden. Der Zusammenhang der Metabolite mit der Strahlensensibilität lässt sich durch deren antioxidative Eigenschaften erklären. Da der Redoxzustand der Zelle kritisch bezüglich der Effizienz von ROS induzierenden Therapieansätzen, wie z.B. Bestrahlung oder bestimmter Chemotherapeutika sein kann, könnte die Bestimmung des L/P Verhältnisses als prognostischer Faktor prädiktive Aussagen über die Sensibilität gegenüber solchen Behandlungen erlauben.

Identifizierung chemischer Transportinhibitoren zur Modulation (patho)biologischer Genprodukte

Die intrazelluläre Lokalisation von Proteinen und Makromolekülen unterliegt in Eukaryoten einer strengen Regulation. Insbesondere erlaubt die Kompartimentierung eukaryotischer Zellen in Zellkern und Zytoplasma den simultanen Ablauf räumlich getrennter biochemischer Reaktionen, und damit die unabhängige Regulation zellulärer Programme. Da trotz intensiver Forschungsbemühungen bis dato die molekularen Details sowie die (patho)biologische Bedeutung von Kern-Zytoplasma-Transportprozessen noch immer nicht vollkommen verstanden sind, wurde im Rahmen der vorliegenden Arbeit ein Fokus auf die Identifizierung von chemischen Transportinhibitoren gelegt. Das zu diesem Zweck entwickelte Translokations-Biosensor-System basiert auf der Kombination von autofluoreszierenden Proteinen, sowie spezifisch ausgewählten Kernexport- und Kernimportsignalen. Nach Etablierung geeigneter Zellmodelle, die effizient und stabil die Translokations-Biosensoren exprimieren, wurde die 17 000 Substanzen umfassende Bibliothek der ChemBioNet-Initiative nach Kernexportinhibitoren mittels einer Fluoreszenzmikroskopie-basierten Hochdurchsatzanalyse-Plattform durchmustert. Zunächst wurden Translokations-Algorithmen, welche eine zuverlässige automatisierte Erkennung von Zellkern und Zytoplasma erlauben, optimiert. Im Folgenden konnten acht neue niedermolekulare Kernexport-Inhibitoren identifiziert werden, die sich in der Stärke, der Geschwindigkeit, sowie in der Beständigkeit der vermittelten Inhibition unterscheiden. Die Aktivität der Inhibitoren konnte auf den isolierten nukleären Exportsignalen (NES) von HIV-1 Rev und Survivin als auch auf den entsprechenden Volllängeproteinen mittels Mikroinjektionsexperimenten sowie durch umfassende in vitro und biochemische Methoden bestätigt werden. Zur Untersuchung der funktionellen Einheiten der Inhibitoren wurden homologe Substanzen auf Ihre Aktivität hin getestet. Dabei konnten für die Aktivität wichtige chemische Gruppen definiert werden. Alle Substanzen stellen neue Inhibitoren des Crm1-abhängigen Exports dar und zeigen keine nachweisbare NES-Selektivität. Interessanterweise konnte jedoch eine zytotoxische und Apoptose-induzierende Wirkung auf verschiedene Krebszellarten festgestellt werden. Da diese Wirkung unabhängig vom p53-Status der Tumorzellen ist und die Inhibitoren C3 und C5 die Vitalität nicht-maligner humaner Zellen signifikant weniger beeinträchtigen, wurden diese Substanzen zum internationalen Patent angemeldet. Da der nukleäre Export besonders für Tumorzellen einen wichtigen Überlebenssignalweg darstellt, könnte dessen reversible Hemmung ausgenutzt werden, um besonders in Kombination mit gängigen Krebstherapien eine therapeutisch relevante Tumorinhibition zu erzeugen. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit der neuen Exportinhibitoren ist auf dem Gebiet der Infektionskrankheiten zu sehen, da auch die Aktivität des essentiellen HIV-1 Rev-Proteins inhibiert wird. Zusätzlich konnte in der Arbeit gezeigt werden, dass der zelluläre Kofaktor des Crm1-abhängigen Exports des HIV-1 Rev-Proteins, die RNA-Helikase DDX3, ein eigenes NES enthält. Der Nachweis einer direkten Interaktion des HIV-1 Rev- mit dem DDX3-Protein impliziert, dass multiple Angriffstellen für chemische Modulatoren hinsichtlich einer antiviralen Therapie gegeben sind. Da die Vielfalt des chemischen Strukturraums es unmöglich macht diesen experimentell vollständig zu durchmustern, wurden im Rahmen dieser Arbeit auch Naturstoffe als vielversprechende Wirkstoffquelle untersucht. Um zukünftig umfassend bioaktive Substanzen aus diesen hochkomplexen Stoffgemischen experimentell identifizieren zu können, wurde eine Fluoreszenzmikroskopie-basierte Hochdurchsatzanalyse-Plattform am Mainz Screening Center (MSC) etabliert. Damit konnte bereits ein weiterer, bisher unbekannter Exportinhibitor aus Cyphellopsis anomala identifiziert werden. Neben einer Anwendung dieser Substanz als chemisches Werkzeug zur Aufklärung der Regulation von Transportvorgängen, stellt sich auch die evolutionsbiologisch relevante Frage, wie es dem Pilzproduzenten gelingt die Blockierung des eigenen Kernexports zu umgehen. Weiterführende Projekte müssen sich neben der Aufklärung der molekularen Wirkmechanismen der gefundenen Substanzen mit der Identifizierung spezifischer chemischer „Funktionseinheiten“ beschäftigen. Neben einem verbesserten mechanistischen Verständnis von Transportvorgängen stellen die erarbeiteten Transportinhibitoren Vorstufen zur Weiterentwicklung möglicher Wirkstoffe dar. Die im Rahmen dieser Arbeit etablierte Technologie-Plattform und molekularen Werkzeuge stellen darüber hinaus eine wichtige Voraussetzung dar, um eine systematische Suche nach möglichen Wirkstoffen im Forschungsfeld der „Chemischen Biomedizin“ voranzutreiben.