Estudos estruturais e enzimáticos de proteínas envolvidas no metabolismo do enxofre: caracterização de enzimas isoladas de desulfovibrio sp. e Thiobacillus sp.

Dissertação apresentada para obtenção do Grau de Doutor em Química, especialidade Química Inorgânica, pela Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia.

Estudos espectroscopicos de hidrogenases bacterianas: papel do níquel no metabolismo de hidrogenio

Tese apresentada para obtenção do grau de Doutor em Química

Regulação integrada do metabolismo da glucose no estado pós-prandial : fisiologia e reversão de processos patológicos

Resumo: Os mecanismos que regulam a homeostase da glucose no pós-prandial são distintos dos mecanismos desencadeados em situações de jejum. Desta forma o fígado parece desempenhar um papel fundamental na acção periférica da insulina após a refeição através de um mecanismo que envolve os nervos parassimpáticos hepáticos e o óxido nítrico (NO). Esta dissertação procura evidenciar a importância de ambos na fi siologia de manutenção da glicémia pós-prandial e na fi siopatologia da resistência à insulina. Dos resultados obtidos observou-se que após a administração de uma refeição mista o perfi l glicémico foi distinto em animais com ou sem ablação dos nervos parassimpáticos hepáticos. A desnervação parassimpática hepática aumentou as excursões de glucose imediatamente após a refeição. Estas diferenças nas excursões de glucose dependentes do parassimpático ocorreram devido a uma diminuição da clearance de glucose, sem que fosse afectada a taxa de aparecimento de glucose no sangue, a produção endógena de glucose e secreção de insulina ou péptido-C. Este aumento das excursões de glucose revelou-se ser devida à diminuição da clearance de glucose pós-prandial exclusivamente no músculo-esquelético, coração e o rim. Concluiu-se que o fígado teria uma função endócrina nestes três órgãos. Surgiu assim a hipótese dos S-nitrosotiois (RSNOs) poderem mimetizar essa resposta endócrina. Testou-se o seu efeito in vivo na sensibilidade à insulina. Para níveis baixos de sensibilidade à insulina, como jejum, desnervação no estado pós-prandial e resistência à insulina os RSNOs potenciaram a sensibilidade à insulina para valores semelhantes ao pós-prandial indicando-os como potenciais fármacos no tratamento da resistência à insulina. O NO e seus derivados ganharam assim uma evidência cada vez maior na acção periférica da insulina e portanto fez-se uma caracterização dos seus níveis desde a fi siologia à fi siopatologia. Os resultados obtidos nesta dissertação permitiram correlacionar a sintetase de óxido nítrico (NOS), enzima responsável pela síntese de NO como um possível marcador da resistência à insulina. Os resultados obtidos contribuíram substancialmente para compreender os mecanismos fi siológicos e fi siopatológicos de manutenção da glicémia após a refeição, colocando o fígado como órgão primordial na regulação periférica (extra-hepática) da captação de glucose.-------- ABSTRACT: The mechanisms responsible for the postprandial response are different from the ones in the fasted state. Therefore the liver seems to play a fundamental role in postprandial insulin action through a mechanism that evolves the hepatic parasympathetic nerves (HPN) and nitric oxide (NO). This work focused on the importance of both, HPN and NO, on postprandial glycemic control and on the pathophysiology of insulin resistance. We observed that after administration of a mixed meal the glycemic profi les with or without the parasympathetic nerves were distinct, increasing glucose excursions after ablation of HPN.This increase in glucose excursions was due to a decrease on the rate of glucose disappearance in extra-hepatic tissues. Glucose appearance rate, endogenous glucose production and insulin secretion were not related to this mechanism. The increase on glucose excursions after the ablation of hepatic parasympathetic system was due to a decrease on glucose clearance on extra-hepatic tissues, namely skeletal-muscle, heart and kidney. We concluded that the liver has an endocrine function on those tissues increasing their glucose uptake.This mechanism led to propose the hypothesis that S-nitrosothiols (RSNOs) could mimic this mechanism. Therefore RSNOs effects on insulin sensitivity were tested. For low insulin sensitivity levels, i.e. fasted state, ablation of the HPN or insulin resistance state induced by a high sucrose diet RSNOs increased insulin sensitivity to levels normally observed in the postprandial state. These results indicated these drugs as potential pharmacological tools in the treatment of insulin resistance. NO and their derivates emerged as fundamental parts of insulin action. A characterization of nitric oxide and nitric oxide synthase (NOS), the enzyme responsible for NO synthesis was part of the work performed. We concluded that NO could be used as a biomarker for insulin resistance states. This work contributed for understanding the mechanism underlying postprandial glycemic control indicating the liver as a key organ in the regulation of peripheral (extra-hepatic) insulin action.

Metabolismo Lipídico e Diagnóstico das Dislipidemias Primárias

O tratamento das dislipidemias é um imperativo ético na abordagem do doente em risco cardiovascular. O conhecimento do metabolismo das lipoproteínas, a expressão fenotípica de uma dislipidemia e a compreensão dos processos e elementos fisiopatológicos relacionados constituem a base de uma estratégia fundamentada e racional no doente em risco. A abordagem de um indivíduo com dislipidemia passa por um diagnóstico criterioso, de base laboratorial. Com uma clínica e uma semiologia escassa, mas interessante, o diagnóstico assenta na compreensão do metabolismo lipoproteico, na confirmação laboratorial da dislipidemia e na determinação de uma possível causa genética (as dislipidemias primárias, que são motivo deste artigo), na exclusão de uma causa secundária (que pode coexistir, influenciar ou modular a dislipidemia principal) e na decisão de tratar, adequando abordagens à melhor evidência científica.

Metabolismo do ácido fólico na malária

O estudo de 27 pacientes infectados pelo Plasmodium falciparum comparado com pessoas aparentemente sadias mostra: a) diminuição do folato no soro dos pacientes infectados; b) diminuição do folato sêrico nos primeiros 8 dias que seguiram ao tratamento, interpretados como sendo devido à mobilização pela eritropoiese compensadora; c) folato eritrocítico normal.

Resposta de fase aguda, subnutrição e estado nutricional do ferro em adultos com AIDS

Foram comparados o estado nutricional e parâmetros do metabolismo do ferro de adultos HIV-positivos, com ou sem resposta de fase aguda (RFA). Adultos HIV-positivos (n = 29) submeteram-se a antropometria, recordatório alimentar e determinação sérica de albumina, proteína C reativa (PCR), ferritina e capacidade total de ligação do ferro (CTLF), além de creatinina urinária. Infecção mais PCR > 7mg/dl foram critérios de positividade da RFA. Índice de massa corporal (IMC < 18,5kg/m2) e índice creatinina-altura (ICA < 70%) definiram subnutrição. Subnutrição (77,8 vs 40%) e tuberculose pulmonar (44,4 vs 9,5%) foram mais freqüentes nos pacientes RFA-positivos, que também apresentaram menores níveis de albumina (3,7 ± 0,9 vs 4,3 ± 0,9g/dl), CTLF (165,8 ± 110,7 vs 265,9 ± 74,6mg/dl) e hemoglobina (10,5± 1,8 vs 12,6 ± 2,3g/dl). A ingestão de ferro foi adequada e similar entre RFA-positivos e RFA-negativos, o mesmo ocorrendo, respectivamente, quanto à ferritina sérica (mediana; variação, 568; 45,3-1814 vs 246; 18,4-1577ng/ml). Pacientes HIV-positivos com resposta de fase aguda são nutricionalmente mais comprometidos e têm anemia que parece não depender da ingestão recente de ferro.

Perfil protéico e reconhecimento antigênico de extratos de larvas infectantes (L3) de Wuchereria bancrofti

A caracterização protéica dos extratos de larvas infectantes (L3) de Wuchereria bancrofti foi realizada por eletroforese em gel de poliacrilamida, em presença de dodecil sulfato de sódio (SDS-PAGE) e o reconhecimento antigênico das proteínas por Western-blot. O maior número de bandas protéicas reconhecidas foi evidenciado nos extratos AgSE (105, 100, 76, 55, 49, 39 e 32 kDa) e AgS (100, 76, 55, e 49 kDa) na presença de soros de indivíduos endêmicos normais. As bandas de 49 e 55 kDa foram reconhecidas pelos soros dos microfilarêmicos, endêmicos normais (residentes de área endêmica livres de infecção filarial) e portadores da forma crônica da doença. As larvas infectantes foram obtidas pela dissecção de mosquitos Culex quinquefasciatus infectados com sangue microfilarêmico de voluntários portadores de microfilaremia, residentes do Município de Olinda-PE. Nos 792 indivíduos investigados pela técnica da gota espessa mensurada (60µl de sangue) 87 foram positivos (11%). A diferenca da positividade entre homens e mulheres não foi significativa e a faixa etária de 11 a 19 anos foi a de maior prevalência.

ESTUDOS ECOFISIOLÓGICOS DE Orchidaceae DA AMAZÔNIA. II - ANATOMIA ECOLÓGICA FOLIAR DE ESPÉCIES COM METABOLISMO CAM DE UMA CAMPINA DA AMAZÔNIA CENTRAL

Este trabalho é o segundo de uma série que objetiva correlacionar a anatomia foliar e via de fixação de C02 com a distribuição geográfica de Orchidaceae e especificamente, detectar a existência de suculência nas espécies estudadas e também qualificá-las na classificação anatômica de WITHNER et al.(1974). Enfoca-se características anatômicas que possivelmente se relacionariam com o xeromorfismo habitacional e/ou escleromorfismo nutricional e via fotossintética CAM, e estas estabeleceriam uma sindrome adaptativa para o efetivo controle do fluxo hídrico no limbo foliar, dando para as espécies condições para a colonização de ambientes mais xéricos como os da Campina aberta. Detectou-se a presença de suculência anatômica propícia para a ocorrência do metabolismo CAM, sendo que as folhas foram classificadas como sendo do tipo Coriáceas.

Estudo morfométrico do miocárdio em adultos com subnutrição protéico-energética

OBJETIVO:Comparar o tamanho das células musculares e a presença de lipofuscina no coração de adultos necropsiados, subnutridos e controles. MÉTODOS:De uma casuística inicial de 315 necropsias de adultos, foram excluídos casos com sinais de retenção hídrica, cardiopatias, hepatopatias, hipertensão e nefropatias. Subnutrição foi caracterizada pelo índice de massa corporal (IMC) <17kg/m². Fragmentos de miocárdio foram processados para morfometria computadorizada, determinando-se a espessura dos miocardiócitos e a presença de lipofuscina. RESULTADOS:Subnutridos (n=8) e controles (n=4) foram estatisticamente diferentes, respectivamente, quanto ao IMC (14,86±1,13 vs 22,02±0,9kg/m²), relação peso cardíaco/peso corporal (0,68±0,09 vs 0,54±0,07%), espessura de miocardiócitos (10,91±0,77 vs 12,90±1,82µm) e presença de lipofuscina no miocárdio (39,1 vs 54,4%). CONCLUSÃO: Comparados aos controles, adultos subnutridos têm menores espessuras de miocardiócitos e presença de lipofuscina, fenômenos que refletiriam um distúrbio metabólico com repercussões clínicas danosas em pacientes terminais.

Ausência de efeito do captopril no metabolismo de uma emulsão lipídica artificial semelhante aos quilomícrons em pacientes hipertensos e hipercolesterolêmicos

OBJETIVO: Avaliar o efeito do captopril, sobre o metabolismo dos quilomícrons e de seus remanescentes e as possíveis alterações nas concentrações dos lípides plasmáticos em hipertensos e hipercolesterolêmicos. MÉTODOS: O metabolismo dos quilomícrons foi testado pelo método da emulsão lipídica artificial de quilomícrons marcada com 3H-oleato de colesterol, foi injetada intravenosamente em 10 pacientes com hipertensão arterial leve-moderada antes e após 45 dias de tratamento com captopril (50 mg/dia). Após injeção, foram coletadas amostras de sangue durante 60min em intervalos de tempo pré-estabelecidos para determinar a curva de decaimento e a taxa fracional de remoção (TFR em min-1), bem como o tempo de residência no plasma, da emulsão lipídica artificial, por análise compartimental. As concentrações dos lípides do plasma também foram avaliadas antes e após o tratamento. RESULTADOS: A taxa fracional de remoção (em min-1) da emulsão lipídica antes e após o tratamento com captopril (0,012±0,003 e 0,011±0,003, respectivamente; p=0,85, n.s.) ou o tempo de permanência da emulsão no plasma (83,3±20,8 e 90,9± 22,5 min, n.s.) não se alteraram, mas os níveis de colesterol total e de LDL-c reduziram-se em 7% e 10% respectivamente (p=0,02). As concentrações de HDL-c, triglicérides, Lp(a) e apolipoproteínas AI e B não se modificaram. CONCLUSÃO: O tratamento com captopril, avaliado pelo método da emulsão lipídica artificial, não provoca alterações deletérias no metabolismo dos quilomícrons e seus remanescentes.

Compromiso del metabolismo del hierro en pacientes con enfermedad renal asociada a la infección por VIH

En la infección por VIH, se ha descripto un espectro de enfermedades renales, tales como: falla renal aguda y falla renal crónica debida a glomeruloesclerosis, enfermedad por complejos inmunes y microangiopatía trombótica. La enfermedad renal pueden ser consecuencia de la infección directa de los riñones por el VIH, de coinfecciones o neoplasias o de toxicidad de medicamentos utilizados en el tratamiento de la infección y sus complicaciones. La enfermedad renal asociada a la infección por VIH potencialmente puede exacerbar alteraciones en el metabolismo del hierro que son detectados en individuos con infección pero sin enfermedad renal. El presente proyecto de investigación tiene por objeto principal evaluar parámetros del metabolismo del hierro en pacientes con enfermedad renal asociada a la infección por VIH e identificar marcadores de predicción de enfermedad renal en individuos con infección por VIH. Para ello, se estudiarán individuos en distintos estadíos clínicos e inmunológicos de la infección por VIH en quienes se evaluarán parámetros virológicos, inmunológicos, hematológicos, de función renal y proteínas de fase aguda. Si bien, la incidencia de enfermedad renal ha disminuido debido al uso de la terapia antiretroviral, la prevalencia de enfermedad renal crónica se mantiene elevada. Debido a la mayor expectativa de vida que ha supuesto el tratamiento antiretrovial, transformando a la infección por VIH en una enfermedad crónica, se estima un incremento de enfermedad renal en esta población en las próximas décadas.

Consecuencias del metabolismo de colina en Pseudomonas aeruginosa : Respuestas adaptativas en microorganismos

Objetivos Generales: Mediante el abordaje experimental desde el punto de vista fisiológico, bioquímico y molecular se pretende conocer la respuesta adaptativa de P. aeruginosa frente a diferentes estímulos ambientales tales como osmolaridad, pH y distintos tipos de ayuno nutricional. Objetivos Específicos: Aspectos Bioquímicos a) Se continuarán los estudios de las propiedades cinéticas y fisicoquímicas de la fosforilcolina fosfatasa de P. aeruginosa. b) Se caracterizarán los sistemas de transporte en P. aeruginosa para: compuestos de amonio cuaternario (colina, betaína, carnitina, N-trimetillisina); aminoácidos básicos (lisina, arginina) y ácidos (glutámico); poliaminas y Pi. Se tratará de establecer la presencia o ausencia de proteínas unidoras periplásmicas para estos compuestos. c) Se tratará de establecer la relación entre el metabolismo de colina y otros compuestos de amonio cuaternario con el metabolismo del ácido glutámico y trealosa en P. aeruginosa crecidas en medios iso e hiperosmolares obtenidos con soluciones salinas y solutos no ionizables. d) Se tratará de establecer en P. aeruginosa el recambio o destino metabólico del Pi y colina que se produce cuando la bacteria se enfrenta a diferentes situaciones nutricionales y otros tipos de estímulos tales como pHs extremos y distinta osmolaridad, tanto a nivel de proteínas periplásmicas, citosólicas, de membranas interna y citosólica, fosfolípidos, glucofosfolípidos, glucolípidos y lipopolisacáridos (LPS) y compuestos fosforilados de bajo peso molecular, ej. acetilfosfato, alarmonas, etc. Aspectos Genéticos y Moleculares a) Se obtendrán mutantes de P. aeruginosa con fenotipos característicos relacionados con los puntos anteriores. (...) b) Se construirá la librería genómica de P. aeruginosa en cósmido, plásmido y cDNA. Posteriormente se pretende la identificación, clonado y secuenciación de los genes relacionados con: 1) La síntesis de la fosfatasa ácida, colinesterasa y PLC. 2) El transporte de compuestos de amonio cuaternario, teniendo en cuanta que, al menos para colina, existen dos componententes, uno de alta y otro de baja afinidad. 3) La síntesis de las enzimas responsables de la oxidación de colina hasta betaína, vía la formación de aldehído de betaína. (...) 4) La síntesis de las enzimas responsables de la degradación de betaína hasta glicina. (...) 5) La síntesis de las enzimas responsables del metabolismo de carnitina en condiciones de alta y baja osmolaridad. (...) 6) La adaptabilidad de la bacteria al pH en condiciones de baja osmolaridad. (...)

Aspectos moleculares del metabolismo de colina en Pseudomona aeruginosa

Con la realización de este proyecto se pretende contribuir al conocimiento del metabolismo de colina y de otros compuestos de amonio cuaternario en Pseudomonas aeruginosa . Se enfocará el estudio mediante el abordaje microbiológico y molecular. Se buscarán, mediante mutagénesis química y transposicional, cepas bacterianas alteradas en el metabolismo de colina. Se tendrán en cuenta las que presenten fenotipos negativos en su capacidad de producir fosfatasa ácida, de transportar colina y de osmoprotegerse con betaína. Se caracterizarán las mutantes obtenidas anteriormente a este proyecto (cepa Pa10 y Pa5, afectadas en actividad betaína homocisteína metiltransferasa y colinesterasa, respectivamente) y las próximas por obtener en el laboratorio. Se procederá al análisis molecular mediante el rescate del gen interrumpido por Tn5-751 o Tn5-phoA. Se construirán sondas específicas para tal fin. Se realizarán estudios de complementación en E. coli DH5, utilizando vectores adecuados, mediante técnicas ampliamentes citadas en la bibliografía. Nuestra principal intención es demostrar si existe una relación entre los operones involucrados en la degradación de colina (genes chu), la síntesis de ChE, Ac.Pasa y PLC con los regulones involucrados en la disponibilidad de fosfato (Pho) y de nitrógeno (Ntr).