Avaliação do potencial biotecnológico de microorganismos da biodiversidade brasileira: biodegradação de herbicidas benzonitrilados

Pós-graduação em Química - IQ

Síntese quimioenzimática do levetiracetam e análogos

Pós-graduação em Química - IQ

Stochastic models and dynamic measures for the characterization of bistable circuits

During the last few years, a great deal of interest has risen concerning the applications of stochastic methods to several biochemical and biological phenomena. Phenomena like gene expression, cellular memory, bet-hedging strategy in bacterial growth and many others, cannot be described by continuous stochastic models due to their intrinsic discreteness and randomness. In this thesis I have used the Chemical Master Equation (CME) technique to modelize some feedback cycles and analyzing their properties, including experimental data. In the first part of this work, the effect of stochastic stability is discussed on a toy model of the genetic switch that triggers the cellular division, which malfunctioning is known to be one of the hallmarks of cancer. The second system I have worked on is the so-called futile cycle, a closed cycle of two enzymatic reactions that adds and removes a chemical compound, called phosphate group, to a specific substrate. I have thus investigated how adding noise to the enzyme (that is usually in the order of few hundred molecules) modifies the probability of observing a specific number of phosphorylated substrate molecules, and confirmed theoretical predictions with numerical simulations. In the third part the results of the study of a chain of multiple phosphorylation-dephosphorylation cycles will be presented. We will discuss an approximation method for the exact solution in the bidimensional case and the relationship that this method has with the thermodynamic properties of the system, which is an open system far from equilibrium.In the last section the agreement between the theoretical prediction of the total protein quantity in a mouse cells population and the observed quantity will be shown, measured via fluorescence microscopy.

Funktionelle HPMA-Copolymere zur möglichen Anwendung in der Tumor-Immuntherapie

Der Fokus dieser Arbeit lag in der Synthese von funktionellen HPMA-Copolymeren, sowohl für die Darstellung definierter Polymer-Antikörper Konjugate, als auch zum effizienten Transport von p-DNA in Polymer-DNA Komplexen (Polyplexe). Nach ausführlicher physikalischer und chemischer Charakterisierung wurden gezielt ihre Wechselwirkungen mit (Immun)-Zellen untersucht und so ihr Potential für die Verwendung in der Tumor-Immuntherapie aufgezeigt.rnFür das gezielte Ansprechen von bestimmten Immunzellen mit Schlüsselfunktionen besitzen monoklonale Antikörper ein großes Potential. Im Rahmen dieser Arbeit gelang die Darstellung definierter Polymer-Antikörper Konjugate über das gezielte Einführen von Thiol-Gruppen an Antikörper und die Synthese eng verteilter, Maleinimid funktionalisierter HPMA-Copolymere. Diese sehr gut definierten, funktionellen HPMA-Copolymere konnten über die Kombination der RAFT-Polymerisation und Reaktivester Polymeren gewonnen werden. Unterschiedliche Polymerstrukturen ermöglichten die Synthese verschiedener Arten von Polymer-Antikörper Konjugaten. Speziell die Untersuchung der verschiedenen Konjugate aus dem für dendritische Zellen spezifischen aDEC-205 Antikörper an Immunzellen aus dem Knochenmark von Mäusen lieferten wertvolle Erkenntnisse über Struktur-Wirkungsbeziehungen und zeigten die Möglichkeit der gezielten Adressierung von Immunzellen mit Schlüsselfunktionen bei der Aktivierung einer (Tumor)-Immunabwehr am Beispiel von dendritischen Zellen. Gleichzeitig erlaubt der Syntheseweg sowohl die gleichzeitige und kontrollierte Einführung auch komplexerer Stimuli am Polymerrückgrat als auch die Verwendung verschiedener Antikörper.rnÜber die Kombination der RAFT-Polymerisation und polymeren Reaktivestern wurde ebenso die Synthese von neuartigen kationisch-hydrophilen Polylysin-b-poly(HPMA) Blockcopolymeren als effiziente Transporter für den komplexen aber wirkungsvollen Wirkstoff p-DNA in Form von Polymer-DNA Komplexen (Polyplexe) realisiert. Da diese Polyplexe gleichzeitig eine Abschirmung der sensitiven p-DNA über eine poly(HPMA)-Korona vermitteln, stellen sie allgemein ein geeignetes Transportmittel für einen therapeutischen Transport von p-DNA dar. Diese Polyplexe sind in der Lage, humane Nierenkarzinomzellen (HEK-293T Zelllinie) zu transfizieren ohne signifikante Zytotoxizität zu zeigen. Darüber hinaus gelang eine große Steigerung der Transfektionseffizienz, ohne eine gleichzeitige Erhöhung der Zytotoxizität, durch die gezielte Einführung von Redox-stimuliresponsiven Disulfid-Gruppen zwischen den einzelnen Blöcken. Diese Polyplexe stellen einen polymeren Vektor zur transkriptionellen Regulierung von Zellen dar, zum Beispiel für die transkriptionelle Aktivierung von dendritischen Zellen, durch die Verwendung speziell dafür modifizierter p-DNA-Konstrukte. rnDurch die Verknüpfung einer ortsspezifischen enzymatischen Kopplung und kupferfreien Cyclooctin-Azid Kupplung gelang die kontrollierte und kovalente Modifizierung von polymeren Mizellen mit aDEC-205 Antikörpern an der hydrophilen poly(HPMA)-Korona. Diese Methode bietet die Möglichkeit der Anbindung der effektiven aber anspruchsvollen Erkennungsstruktur Antikörper an komplexere Polymerstrukturen und andere nano-partikulären Systeme, zum Beispiel an die zuvor genannten Polyplexe, um eine zellspezifische und verbesserte Aufnahme und Prozessierung zu erreichen.rnDiese Studien zeigen somit, sowohl die Möglichkeit der selektiven Addressierung von Immunzellen mit Schlüsselfunktionen wie dendritischer Zellen, als auch die Möglichkeit der transkriptionellen Regulation von Zellen durch Polyplexe. Sie stellen somit einen ersten Schritt zur Herstellung funktioneller, nanopartikulärer Systeme zur Verwendung in der Tumor-Immuntherapie dar. rn

Functional and physiological role of vitamin C transporters

Vitamin C (ascorbic acid) is required for the synthesis of collagen, carnitine, catecholamine and the neurotransmitter norepinephrine. Vitamin C also plays an important role in protection against oxidative stress. Transporters for vitamin C and its oxidized form dehydroascorbate (DHA) are crucial to keep vitamin concentrations optimal in the body. The human SLC23 family consists of the Na(+)-dependent vitamin C transporters SVCT1 (SLC23A1) and SVCT2 (SLC23A2) and the orphan transporter SVCT3 (SLC23A3). Phylogenetically, the SLC23 family belongs to the nucleobase-ascorbate transporter family although no specificity for nucleobases has yet been demonstrated for the human members of this family. In fact, the SVCT1 and SVCT2 transporters are rather specific for ascorbic acid. SVCT1 is expressed in epithelial tissues such as intestine, where it contributes to the maintenance of whole-body ascorbic acid levels, whereas the expression of SVCT2 is relatively widespread either to protect metabolically active cells and specialized tissues from oxidative stress or to deliver ascorbic acid to tissues that are in high demand of the vitamin for enzymatic reactions. DHA, the oxidized form of ascorbic acid is taken up and distributed in the body by facilitated transport via members of the SLC2/GLUT family (GLUT1, GLUT3, and GLUT4). Although, the main focus of this review is on the SLC23 family of ascorbic acid transporters, transporters of DHA and nucleobases are also briefly discussed for completeness.

The sodium-dependent ascorbic acid transporter family SLC23

Transporters for vitamin C and its oxidized form dehydroascorbic acid (DHA) are crucial to maintain physiological concentrations of this important vitamin that is used in a variety of biochemical processes. The human SLC23 family consists of the Na(+)-dependent vitamin C transporters SVCT1 (encoded by the SLC23A1 gene) and SVCT2 (SLC23A2) as well as an orphan transporter SVCT3 (SLC23A3). Phylogenetically, the SLC23 family belongs to the nucleobase-ascorbate transporter (NAT) family, although no nucleobase transport has yet been demonstrated for the human members of this family. The SVCT1 and SVCT2 transporters are rather specific for ascorbic acid, which is an important antioxidant and plays a crucial role in a many metal-containing enzymes. SVCT1 is expressed predominantly in epithelial tissues such as intestine where it contributes to the supply and maintenance of whole-body ascorbic acid levels. In contrast to various other mammals, humans are not capable of synthesizing ascorbic acid from glucose and therefore the uptake of ascorbic acid from the diet via SVCT1 is essential for maintaining appropriate concentrations of vitamin C in the human body. The expression of SVCT2 is relatively widespread, where it serves to either deliver ascorbic acid to tissues with high demand of the vitamin for enzymatic reactions or to protect metabolically highly active cells or specialized tissues from oxidative stress. The murine Slc23a3 gene encoding the orphan transporter SVCT3 was originally cloned from mouse yolk sac, and subsequent studies showed that it is expressed in the kidney. However, the function of SVCT3 has not been reported and it remains speculative as to whether SVCT3 is a nucleobase transporter.

Transport model of the human Na+-coupled L-ascorbic acid (vitamin C) transporter SVCT1

Vitamin C (L-ascorbic acid) is an essential micronutrient that serves as an antioxidant and as a cofactor in many enzymatic reactions. Intestinal absorption and renal reabsorption of the vitamin is mediated by the epithelial apical L-ascorbic acid cotransporter SVCT1 (SLC23A1). We explored the molecular mechanisms of SVCT1-mediated L-ascorbic acid transport using radiotracer and voltage-clamp techniques in RNA-injected Xenopus oocytes. L-ascorbic acid transport was saturable (K(0.5) approximately 70 microM), temperature dependent (Q(10) approximately 5), and energized by the Na(+) electrochemical potential gradient. We obtained a Na(+)-L-ascorbic acid coupling ratio of 2:1 from simultaneous measurement of currents and fluxes. L-ascorbic acid and Na(+) saturation kinetics as a function of cosubstrate concentrations revealed a simultaneous transport mechanism in which binding is ordered Na(+), L-ascorbic acid, Na(+). In the absence of L-ascorbic acid, SVCT1 mediated pre-steady-state currents that decayed with time constants 3-15 ms. Transients were described by single Boltzmann distributions. At 100 mM Na(+), maximal charge translocation (Q(max)) was approximately 25 nC, around a midpoint (V(0.5)) at -9 mV, and with apparent valence approximately -1. Q(max) was conserved upon progressive removal of Na(+), whereas V(0.5) shifted to more hyperpolarized potentials. Model simulation predicted that the pre-steady-state current predominantly results from an ion-well effect on binding of the first Na(+) partway within the membrane electric field. We present a transport model for SVCT1 that will provide a framework for investigating the impact of specific mutations and polymorphisms in SLC23A1 and help us better understand the contribution of SVCT1 to vitamin C metabolism in health and disease.

THE EQUILIBRIUM CONSTANT FOR THE GLYCINE SYNTHASE REACTION (ONE-CARBON, METABOLISM, FOLATE)

The equilibrium constant (K(,c)) under physiological conditions (38(DEGREES)C, 0.25 M ionic strength (I), pH 7.0) for the glycine synthase (GS) reaction (E C 2.1.2.1.0) (Equation 1) has been determined. (UNFORMATTED TABLE FOLLOWS)^ 5,10-CH(,2)-H(,4)Folate NADH NH (,4)+ CO(,2) ^ K(,c) = Eq. 1^ H(,4)Folate NAD('+) GLY ^(TABLE ENDS)^ The enzymatic instability of the GS enzyme complex itself has made it necessary to determine the overall K(,c) from the product of constants for the partial reactions of GS determined separately under the same conditions. The partial reactions are the H(,4)Folate-formaldehyde (CH(,2)(OH)(,2)) condensation reaction (Reaction 1) the K(,c) for which has been reported by this laboratory (3.0 x 10('4)), the lipoate (LipS(,2)) dehydrogenase reaction (LipDH) (Reaction 2) and the Gly-Lip^ decarboxylase reaction (Reaction 3) forming reduced lipoate (Lip(SH)(,2)), NH(,4)('+), CO(,2) and CH(,2)(OH)(,2.) (UNFORMATTED TABLE FOLLOWS)(,)^ H(,4)Fote + CH(,2)(OH)(,2) 5,10-CH(,2)-H(,4)Folate (1)^ Lip(SH)(,2) + NAD('+) LipS(,2) + NADH + H('+) (2)^ H('+) + Gly + LipS(,2) Lip(SH)(,2) + NH(,4)('+) CO(,2) + CH(,2)(OH)(,2) (3)^(TABLE ENDS)^ In this work the K(,c) for Reactions 2 and 3 are reported.^ The K(,c)' for the LipDH reaction described by other authors was reported with unexplainable conclusions regarding the pH depend- ence for the reaction. These conclusions would imply otherwise unexpected acid dissociation constants for reduced and oxidized lipoate. The pK(,a)',s for these compounds have been determined to resolve discrepancy. The conclusions are as follows: (1) The K(,c) for the LipDH reaction is 2.08 x 10('-8); (2) The pK(,a)',s for Lip(SH)(,2) are 4.77(-COOH), 9.91(-SH), 11.59(-SH); for LipS(,2) the carboxyl pK(,a)' is 4.77; (3) Contrary to previous literature, the log K(,c)' for the LipDH reaction is a linear function of the pH, a conclusion supported by the values for the dissociation constants.^ The K(,c) for Reaction 3 is the product of constants for Reactions 4-7. (UNFORMATTED TABLE FOLLOWS)^ LipSHSCH(,2)OH + H(,2)O Lip(SH)(,2) + CH(,2)(OH)(,2) (4)^ H(,2)O + LipSHSCH(,2)NH(,3)('+) LipSHSCH(,2)OH + NH(,4)('+) (5)^ LipSHSCH(,2)NH(,2) + H('+) LipSHSCH(,2)NH(,3)('+) (6)^ Gly + LipS(,2) LipSHSCH(,2)NH(,2) + CO(,2) (7)^(TABLE ENDS)^ Reactions 4-6 are non-enzymatic reactions whose constants were determined spectrophotometrically. Reaction 7 was catalyzed by the partially purified P-protein of GS with equilibrium approached from both directions. The value for K(,c) for this reaction is 8.15 x 10('-3). The combined K(,c) for Reactions 4-7 or Reaction 3 is 2.4 M.^ The overall K(,c) for the GS reaction determined by combination of values for Reactions 1-3 is 1.56 x 10('-3). ^

The cellular and molecular responses to a novel nucleotide analogue, GS-9219

GS-9219 is a cell-permeable double-prodrug of the acyclic nucleotide analogue 9-(2-phosphonylmethoxyethyl)guanine (PMEG). The conversion of GS-9219 to its active metabolite, PMEG diphosphate (PMEGpp), involves several intracellular enzymatic reactions which reduces the concentration of nephrotoxic PMEG in plasma. PMEGpp competes with the natural substrate, dGTP, for incorporation by DNA polymerases. The lack of a 3'-hydroxyl moiety makes PMEGpp a de facto DNA chain-terminator. The incorporation of PMEGpp into DNA during DNA replication causes DNA chain-termination and stalled replication forks. Thus, the primary mechanism of action of GS-9219 in replicating cells is via DNA synthesis inhibition. GS-9219 has substantial antiproliferative activity against activated lymphocytes and tumor cell lines of hematological malignancies. Tumor cell proliferation was significantly reduced as measured by PET/CT scans in dogs with advanced-stage, spontaneously occurring non-Hodgkin's lymphoma (NHL).^ The hypothesis of this dissertation is that the incorporation of PMEGpp into DNA during repair re-synthesis would result in the inhibition of DNA repair and accumulation of DNA damage in chronic lymphocytic leukemia (CLL) cells and activate signaling pathways to cell death.^ To test this hypothesis, CLL cells were treated with DNA-damaging agents to stimulate nucleotide excision repair (NER) pathways, enabling the incorporation of PMEGpp into DNA. When NER was activated by UV, PMEGpp was incorporated into DNA in CLL cells. Following PMEGpp incorporation, DNA repair was inhibited and led to the accumulation of DNA strand breaks. The combination of GS-9219 and DNA-damaging agents resulted in more cell death than the sum of the single agents alone. The presence of DNA strand breaks activated the phosphatidylinositol 3-kinase-like protein kinase (PIKK) family members ataxia-telangiectasia mutated (ATM) and DNA-dependent protein kinase (DNA-PK). The activated ATM initiated signaling to the downstream target, p53, which was subsequently phosphorylated and accumulated to exert its apoptotic functions. P53-targeted pro-apoptotic genes, Puma and Bax, were upregulated and activated when DNA repair was inhibited, likely contributing to cell death. ^

The origin and development of hyperammonemia following exposure to hydrazine in rabbits

Hydrazine $\rm (N\sb2H\sb4),$ an important liquid propellant and derivative chemical for pharmaceuticals and pesticides, produces coma and convulsions sometimes resulting in death. Hyperammonia was found in rabbits exposed to 18 mg/Kg of hydrazine. Results of Part One of this study of rabbits emphasize the importance of acute ammonia toxicity during the first three hours following exposure to hydrazine. At no time during this post exposure period did a significant reduction of hydrazine to ammonia occur. Therefore, the elevated blood ammonia was apparently secondary to the effects of hydrazine on metabolic pathways. Further, the results support the theory of competitive inhibition of ammonia by hydrazine and emphasize the need to monitor plasma ammonia following toxic exposure to hydrazine.^ In Part Two, urea, ammonia, CO$\sb2,$ pH, glucose, sodium, potassium, chloride and creatinine were measured for up to 4 hours following injection of 18 mg/Kg of hydrazine in each of two groups of five rabbits. One group received normal saline and the other group received 5% dextrose and water/normal saline. Hyperammonemia, minimal metabolic acidosis and hyperglycemia without increased urea were found in the rabbits receiving normal saline intravenous infusion and hydrazine injection. Hence, hypoglycemia does not appear to play a role in the development of hyperammonemia. A significant difference in the elevated ammonia levels between the two groups receiving dextrose and water/normal saline and normal saline at 1 hour occurred. There was no significant difference in the elevated ammonia levels seen between the two groups receiving dextrose and water/normal saline and normal saline at 2.5 and 4 hours. Thus at 1 hour the group receiving dextrose was able to utilize excess glucose to detoxify ammonia, while at 2.5 and 4 hours there was no significant difference in the two groups' ability to detoxify ammonia.^ Findings support the theory that hydrazine inhibits the formation of urea resulting in hyperammonemia. Results suggest that hydrazine at 18 mg/Kg, a known hypoglycemic agent, causes serious hyperammonemia without increasing urea production during hyperglycemia. These experiments support a unified theory for the toxic mechanism of action of hydrazine, i.e., the intermediary metabolic effects of hydrazine are brought about by the formation of hydrazones which encumber ATP synthesis and vitamin B$\sb6$ enzymatic reactions. ^

La resistencia especial en el fútbol

La finalidad de esta tesis es establecer un análisis de la metodología de entrenamiento de la resistencia especial en el futbolista. Su objetivo no está vinculado a realizar propuestas prácticas de entrenamiento, sino más bien, se tratará de abordar una posible justificación fisiológico - metabólica, a partir de la relevancia bioenergética de la creatina, en función de la creciente especialización que debe ir adquiriendo el proceso del entrenamiento deportivo a largo plazo, enfocado al logro de altos rendimientos deportivos. A partir del análisis de conceptos terminológicos de referencia, se asienta la idea general de este trabajo, es decir, la estructuración y desarrollo de la resistencia en los deportes de conjunto, como el fútbol. Los pilares de una adecuada planificación son el conocimiento y la aplicación de distintas leyes y principios del entrenamiento deportivo y su relación con los distintos medios y métodos de entrenamiento, como así también, los efectos de adaptación que provocan. Por lo tanto, a partir del análisis de los requerimientos morfológicos - funcionales de las competiciones de elite en fútbol, se pueden elaborar modelos que servirán de base y como objetivo final al cual debe ser orientado el proceso de entrenamiento. Es decir, que un entrenamiento multianual con miras a la formación de futbolistas de elite, debe respetar la especialización creciente de las cargas de entrenamiento, estableciendo una sucesión metodológica adecuada en función de los objetivos de cada etapa. En función de lo expuesto, se realiza un análisis que va desde la resistencia como capacidad física y su metodología de entrenamiento, recorriendo distintos conceptos y manifestaciones, pasando por el análisis de distintas zonas de intensidad o áreas funcionales, y desembocando en la metodología de entrenamiento intermitente de la resistencia o resistencia especial -en los deportes de conjunto-. Y es a partir de todo el análisis precedente que estamos en condiciones de abordar el entrenamiento específico en el fútbol, y más detalladamente la resistencia específica o intermitente que requiere este deporte. El entrenamiento intermitente puede ser considerado como una metodología cuyo énfasis es puesto en modificaciones que se producen a nivel muscular, por sobre factores centrales de rendimiento, presentándose como una variante óptima para el entrenamiento de la resistencia muscular local y específica del futbolista. Básicamente, el entrenamiento intermitente actuaría sobre dos puntos centrales: la mejora del sistema shuttle de la CrP, y sobre la rapidez de entrega de oxígeno al inicio del ejercicio. Aquí aparece la importancia de la suplementación con Cr: que al aumentar las concentraciones del sustrato, y junto con el entrenamiento, que mejora las reacciones enzimáticas implicadas, potenciaría las mejoras buscadas con este tipo de metodología. Queda por determinar cual es el preciso mecanismo de acción por el cual la recuperación de los fosfatos altamente energéticos se produce: si por biogénesis mitocondrial en las fibras reclutadas - generalmente FT -; o mediante el sistema de proteínas transportadoras de Cr - destacando la importancia de las ST - o por algún otro mecanismo no conocido. Su descubrimiento permitiría direccionar más precisamente el entrenamiento deportivo.

La resistencia especial en el fútbol

La finalidad de esta tesis es establecer un análisis de la metodología de entrenamiento de la resistencia especial en el futbolista. Su objetivo no está vinculado a realizar propuestas prácticas de entrenamiento, sino más bien, se tratará de abordar una posible justificación fisiológico - metabólica, a partir de la relevancia bioenergética de la creatina, en función de la creciente especialización que debe ir adquiriendo el proceso del entrenamiento deportivo a largo plazo, enfocado al logro de altos rendimientos deportivos. A partir del análisis de conceptos terminológicos de referencia, se asienta la idea general de este trabajo, es decir, la estructuración y desarrollo de la resistencia en los deportes de conjunto, como el fútbol. Los pilares de una adecuada planificación son el conocimiento y la aplicación de distintas leyes y principios del entrenamiento deportivo y su relación con los distintos medios y métodos de entrenamiento, como así también, los efectos de adaptación que provocan. Por lo tanto, a partir del análisis de los requerimientos morfológicos - funcionales de las competiciones de elite en fútbol, se pueden elaborar modelos que servirán de base y como objetivo final al cual debe ser orientado el proceso de entrenamiento. Es decir, que un entrenamiento multianual con miras a la formación de futbolistas de elite, debe respetar la especialización creciente de las cargas de entrenamiento, estableciendo una sucesión metodológica adecuada en función de los objetivos de cada etapa. En función de lo expuesto, se realiza un análisis que va desde la resistencia como capacidad física y su metodología de entrenamiento, recorriendo distintos conceptos y manifestaciones, pasando por el análisis de distintas zonas de intensidad o áreas funcionales, y desembocando en la metodología de entrenamiento intermitente de la resistencia o resistencia especial -en los deportes de conjunto-. Y es a partir de todo el análisis precedente que estamos en condiciones de abordar el entrenamiento específico en el fútbol, y más detalladamente la resistencia específica o intermitente que requiere este deporte. El entrenamiento intermitente puede ser considerado como una metodología cuyo énfasis es puesto en modificaciones que se producen a nivel muscular, por sobre factores centrales de rendimiento, presentándose como una variante óptima para el entrenamiento de la resistencia muscular local y específica del futbolista. Básicamente, el entrenamiento intermitente actuaría sobre dos puntos centrales: la mejora del sistema shuttle de la CrP, y sobre la rapidez de entrega de oxígeno al inicio del ejercicio. Aquí aparece la importancia de la suplementación con Cr: que al aumentar las concentraciones del sustrato, y junto con el entrenamiento, que mejora las reacciones enzimáticas implicadas, potenciaría las mejoras buscadas con este tipo de metodología. Queda por determinar cual es el preciso mecanismo de acción por el cual la recuperación de los fosfatos altamente energéticos se produce: si por biogénesis mitocondrial en las fibras reclutadas - generalmente FT -; o mediante el sistema de proteínas transportadoras de Cr - destacando la importancia de las ST - o por algún otro mecanismo no conocido. Su descubrimiento permitiría direccionar más precisamente el entrenamiento deportivo.

La resistencia especial en el fútbol

La finalidad de esta tesis es establecer un análisis de la metodología de entrenamiento de la resistencia especial en el futbolista. Su objetivo no está vinculado a realizar propuestas prácticas de entrenamiento, sino más bien, se tratará de abordar una posible justificación fisiológico - metabólica, a partir de la relevancia bioenergética de la creatina, en función de la creciente especialización que debe ir adquiriendo el proceso del entrenamiento deportivo a largo plazo, enfocado al logro de altos rendimientos deportivos. A partir del análisis de conceptos terminológicos de referencia, se asienta la idea general de este trabajo, es decir, la estructuración y desarrollo de la resistencia en los deportes de conjunto, como el fútbol. Los pilares de una adecuada planificación son el conocimiento y la aplicación de distintas leyes y principios del entrenamiento deportivo y su relación con los distintos medios y métodos de entrenamiento, como así también, los efectos de adaptación que provocan. Por lo tanto, a partir del análisis de los requerimientos morfológicos - funcionales de las competiciones de elite en fútbol, se pueden elaborar modelos que servirán de base y como objetivo final al cual debe ser orientado el proceso de entrenamiento. Es decir, que un entrenamiento multianual con miras a la formación de futbolistas de elite, debe respetar la especialización creciente de las cargas de entrenamiento, estableciendo una sucesión metodológica adecuada en función de los objetivos de cada etapa. En función de lo expuesto, se realiza un análisis que va desde la resistencia como capacidad física y su metodología de entrenamiento, recorriendo distintos conceptos y manifestaciones, pasando por el análisis de distintas zonas de intensidad o áreas funcionales, y desembocando en la metodología de entrenamiento intermitente de la resistencia o resistencia especial -en los deportes de conjunto-. Y es a partir de todo el análisis precedente que estamos en condiciones de abordar el entrenamiento específico en el fútbol, y más detalladamente la resistencia específica o intermitente que requiere este deporte. El entrenamiento intermitente puede ser considerado como una metodología cuyo énfasis es puesto en modificaciones que se producen a nivel muscular, por sobre factores centrales de rendimiento, presentándose como una variante óptima para el entrenamiento de la resistencia muscular local y específica del futbolista. Básicamente, el entrenamiento intermitente actuaría sobre dos puntos centrales: la mejora del sistema shuttle de la CrP, y sobre la rapidez de entrega de oxígeno al inicio del ejercicio. Aquí aparece la importancia de la suplementación con Cr: que al aumentar las concentraciones del sustrato, y junto con el entrenamiento, que mejora las reacciones enzimáticas implicadas, potenciaría las mejoras buscadas con este tipo de metodología. Queda por determinar cual es el preciso mecanismo de acción por el cual la recuperación de los fosfatos altamente energéticos se produce: si por biogénesis mitocondrial en las fibras reclutadas - generalmente FT -; o mediante el sistema de proteínas transportadoras de Cr - destacando la importancia de las ST - o por algún otro mecanismo no conocido. Su descubrimiento permitiría direccionar más precisamente el entrenamiento deportivo.

Photosynthetically active radiation during the experiment, and lipid content of sub- and intertidal specimens of the endemic Antarctic red alga, Palmaria decipiens

In coastal waters, Antarctic rhodophytes are exposed to harsh environmental conditions throughout the year, like low water temperatures ranging from -1.8°C to 2°C and high light during the summer season. Photosynthetic performance under these conditions may be affected by slowed down enzymatic reactions and the increased generation of reactive oxygen species. The consequence might be a chronic photoinhibition of photosynthetic primary reactions related to increased fragmentation of the D1 reaction centre protein in photosystem II. It is hypothesized that changes in lipid composition of biomembranes may represent an adaptive trait to maintain D1 turnover in response to temperature variation. The interactive effects of high light and low temperature were studied on an endemic Antarctic red alga, Palmaria decipiens, sampled from two shore levels, intertidal and subtidal, and exposed to mesocosm experiments using two levels of natural solar radiation and two different temperature regimes (2-5°C and 5-10°C). During the experimental period of 23 days, maximum quantum yield of photosynthesis decreased in all treatments, with the intertidal specimens exposed at 5-10°C being most affected. On the pigment level, a decreasing ratio of phycobiliproteins to chlorophyll a was found in all treatments. A pronounced decrease in D1 protein concentration occurred in subtidal specimens exposed at 2-5°C. Marked changes in lipid composition, i.e. the ratio of saturated to unsaturated fatty acids, indicated an effective response of specimens to temperature change. Results provide new insights into mechanisms of stress adaptation in this key species of shallow Antarctic benthic communities.

Structure and function of the Bacillus hybrid enzyme GluXyn-1: Native-like jellyroll fold preserved after insertion of autonomous globular domain

The 1,3–1,4-β-glucanase from Bacillus macerans (wtGLU) and the 1,4-β-xylanase from Bacillus subtilis (wtXYN) are both single-domain jellyroll proteins catalyzing similar enzymatic reactions. In the fusion protein GluXyn-1, the two proteins are joined by insertion of the entire XYN domain into a surface loop of cpMAC-57, a circularly permuted variant of wtGLU. GluXyn-1 was generated by protein engineering methods, produced in Escherichia coli and shown to fold spontaneously and have both enzymatic activities at wild-type level. The crystal structure of GluXyn-1 was determined at 2.1 Å resolution and refined to R = 17.7% and R(free) = 22.4%. It shows nearly ideal, native-like folding of both protein domains and a small, but significant hinge bending between the domains. The active sites are independent and accessible explaining the observed enzymatic activity. Because in GluXyn-1 the complete XYN domain is inserted into the compact folding unit of GLU, the wild-type-like activity and tertiary structure of the latter proves that the folding process of GLU does not depend on intramolecular interactions that are short-ranged in the sequence. Insertion fusions of the GluXyn-1 type may prove to be an easy route toward more stable bifunctional proteins in which the two parts are more closely associated than in linear end-to-end protein fusions.