Structure effects of self-assembled Prussian blue confined in highly organized mesoporous TiO(2) on the electrocatalytic properties towards H(2)O(2) detection

Here we report the derivatization of mesoporous TiO(2) thin films for the preparation of H(2)O(2) amperometric sensors. The coordination of the bifunctional ligand 1,10 phenantroline, 5,6 dione on the surface Ti(IV) ions provides open coordination sites for Fe(II) cations which are the starting point for the growth of a layer of Prussian blue polymer. The porous structure of the mesoporous TiO(2) allows the growth, ion by ion of the coordination polymer. Up to four layer of Prussian blue can be deposit without losing the porous structure of the film, which results in an enhanced response of these materials as H(2)O(2) sensors. These porous confined PB modified electrodes are robust sensors that exhibit good reproducibility, environmental stability and high sensitivity towards H(2)O(2) detection. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Antioxidant effect of functionalized alkyl-organotellurides: a study in vitro

We evaluated the in vitro antioxidant effect of alkyl-organotellurides A-D on lipid peroxidation and protein carbonylation in rat liver homogenates. The thiol oxidase and thiol peroxidase-like activities of compounds were investigated. delta-Aminolevulinic acid dehydratase (delta-ALA-D) activity was determined in rat liver homogenates. Compounds A-D protected against lipid peroxidation induced by Fe(2+)/EDTA and sodium nitroprusside (SNP). According to the confidence limits of the IC(50) values of compounds A-D, the IC(50) values for organotellurides followed the order: C (0.30 mu M) <= B (0.40 mu M) < D (0.68 mu M) < A (2.90 mu M), for Fe(2+)/EDTA, and B (0.21 mu M) <= C (0.33 mu M) < D (0.43 mu M) < A (1.21 mu M) for SNP-induced lipid peroxidation. Compounds A-D reduced protein carbonyl content to control levels. The results demonstrated an inverse correlation between thiol oxidase and delta-ALA-D activities. This study supports an antioxidant effect of organotellurides A-D on rat liver.

Chemical modification of a nanocrystalline TiO(2) film for efficient electric connection of glucose oxidase

A novel biosensor for glucose was prepared by adsorption of 1,1`-bis(4-carboxybenzyl)-4,4`-bipyridinium di-bromide compound (H(2)BpybcBr(2)) onto the surface of a nanocrystalline TiO(2) film deposited onto FTO glasses, which was used as a platform to assemble the enzyme glucose oxidase to the electrode surface. The H(2)BpybcBr(2)/TiO(2)/FTO modified electrode was characterized by scanning electron microscopy, X-ray fluorescence image, cyclic voltammograms and spectroelectrochemical measurements. The immobilization of GOD on functionalized TiO(2) film led to stable amperometric biosensing for glucose with a linear range from 153 mu mol L(-1) to 1.30 mmol L(-1) and a detection limit of 51 mu mol L(-1). The apparent Michaelis-Menten constant (K(m)) was estimated to be 3.76 mmol L(-1), which suggested a high enzyme-substrate affinity. The maximum electrode sensitivity was 1.25 mu A mmol L(-1). The study proved that the combination of viologen mediators with TiO(2) film retains the electrocatalytic activity of the enzyme, and also enhances the electron transfer process, and hence regenerating the enzyme in the reaction with glucose. (C) 2010 Elsevier Inc. All rights reserved.

Amperometric detection of benzoyl peroxide in pharmaceutical preparations using carbon paste electrodes with peroxidases naturally immobilized on coconut fibers

This paper describes the applications of anew carbon paste electrode containing fibers of coconut (Cocus nucifera L) fruit, which are very rich in peroxidase enzymes naturally immobilized on its structure. The new sensor was applied for the amperometric quantification of benzoyl peroxide in facial creams and dermatological shampoos. The amperometric measurements were performed in 0.1 mol L(-1) phosphate buffer (pH 5.2), at 0.0 V (versus Ag/AgCl). On these conditions, benzoyl peroxide was rapidly determined in the 5.0-55 mu mol L(-1), with a detection limit of 2.5 mu mol L(-1) (s/n = 3), response time of 4.1 s (90% of the steady state) and sensitivity limit of 0.33 A mol L(-1) cm(-2). The amperometric results are in good agreement with those obtained by spectrophotometric technique, used as a standard method. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Hydrolytic Activity of Free and Immobilized Cellulase

Cellulase is an enzymatic complex which synergically promotes the degradation of cellulose to glucose. The adsorption behavior of cellulase from Trichoderma reesei onto Si wafers or amino-terminated surfaces was investigated by means of ellipsometry and atomic force microscopy (AFM) as a function of temperature. Upon increasing temperature from (24 +/- 1) to (60 +/- 1) degrees C, adsorption of cellulase became faster and more pronounced and the mean roughness of cellulase adsorbed layers increased. In the case of cellulase adsorbed onto Si wafers, Arrhenius`s plot allowed us to estimate the adsorption energy as 24.2 kJ mol(-1). The hydrolytic activity of free cellulase and cellulase immobilized onto Si wafers was tested using cellulose dispersions as substrates. The incubation temperature ranged from (37 +/- 1) to (60 +/- 1) degrees C. The highest efficiency was observed at (60 +/- 1) degrees C. The amount of glucose produced by free cellulase was similar to 20% higher than that obtained from immobilized cellulase. However, immobilizing cellulase onto Si wafers proved to be advantageous because they could be reused six times while retaining their original activity level. Such an effect was attributed to surface hydration, which prevents enzyme denaturation. The hydrolytic activity of cellulase immobilized onto amino-terminated surfaces was slightly lower than that observed for cellulase adsorbed onto Si wafers, and reuse was not possible.

Biolabeling with nanoparticles based on Y(2)O(3):Nd(3+) and luminescence detection in the near-infrared

Neodymium based fluorescence presents several advantages in comparison to conventional rare earth or enzyme-substrate based fluorescence emitting sources (e.g.Tb, HRP). Based on this fact we have herein explored a Nd-based fluoroimmunoassay. We efficiently detected the presence of an oxidized low-density lipoprotein (oxLDL) in human plasma a well-known marker for cardiovascular diseases, which causes around 30% of deaths worldwide. Conventional fluoroimmunoassay uses time-resolved luminescence techniques, with detection in the visible range, to eliminate the fluorescence background from the biological specimens. By using an immunoassay based on functionalized Y(2)O(3):Nd(3+) nanoparticles, where the excitation and emission processes in the Nd(3+) ion occur in the near-infrared (NIR) region, we have succeeded in eliminating the interferences from the biological fluorescence background, avoiding the use of time-resolved techniques. This yields higher emission intensity from the Nd(3+)-nanolabels and efficient detection of anti-oxidized low-density lipoproteins (anti-oxLDL) by Y(2)O(3):Nd(3+)-antibody-antigen conjugation, leading to a novel biolabeling method. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Structure-activity relationships of hypervalent organochalcogenanes as inhibitors of cysteine cathepsins V and S

A new series of organotelluranes were synthesized and investigated, and the structure-activity relationships in cysteine proteases inhibition were determinated. It was possible to identify the relevance of structural components linked to the reactivity of these compounds as inhibitors. For example, dibromo-organotelluranes showed to be more reactive than dichloro-organotelluranes towards cysteine cathepsins V and S. Besides, no remarkable enantio-selectivity was verified. In general the achiral organotelluranes were more reactive than the chiral congeners against cysteine cathepsins V and S. A reactivity order for organochalcogenanes and cysteine cathepsins was proposed after the comparison of the inhibitory potencies of organotelluranes with the related organoselenanes. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Low levels of methylmercury induce DNA damage in rats: protective effects of selenium

In this study we examined the possible antigenotoxic effect of selenium (Se) in rats chronically exposed to low levels of methylmercury (MeHg) and the association between glutathione peroxidase (GSH-Px) activity and DNA lesions (via comet assay) in the same exposed animals. Rats were divided into six groups as follows: (Group I) received water; (Group II) received MeHg (100 mu g/day); (Group III) received Se (2 mg/L drinking water); (Group IV) received Se (6 mg/L drinking water); (Group V) received MeHg (100 mu g/day) and Se (2 mg/L drinking water); (Group VI) received MeHg (100 mu g/day) and Se (6 mg/L drinking water). Total treatment time was 100 days. GSH-Px activity was determined spectrophotometrically and DNA damage was determined by comet assay. Mean GSH-Px activity in groups I, II, III, IV, V and VI were, respectively: 40.19 +/- A 17.21; 23.63 +/- A 6.04; 42.64 +/- A 5.70; 38.50 +/- A 7.15; 34.54 +/- A 6.18 and 41.39 +/- A 11.67 nmolNADPH/min/gHb. DNA damage was represented by a mean score from 0 to 300; the results for groups I, II, III, IV, V and VI were, respectively: 6.87 +/- A 3.27; 124.12 +/- A 13.74; 10.62 +/- A 3.81; 13.25 +/- A 1.76; 86.87 +/- A 11.95 and 76.25 +/- A 7.48. There was a significant inhibition of GSH-Px activity in group II compared with group I (P < 0.05). Groups V and VI did not show a difference in enzyme activity compared with groups III and IV, showing the possible protective action of Se. Comet assay presented a significant difference in DNA migration between group II and group I (P < 0.0001). Groups V and VI showed a significant reduction in MeHg-induced genotoxicity (P < 0.001) when compared with group II. A negative correlation (r = -0.559, P < 0.05) was found between GSH-Px activity and DNA lesion, showing that the greater the DNA damage, the lower the GSH-Px activity. Our findings demonstrated the oxidative and genotoxic properties of MeHg, even at low doses. Moreover, Se co-administration reestablished GSH-Px activity and reduced DNA damage.

Triphenylmethane dyes, an alternative for mediated electronic transfer systems in glucose oxidase biofuel cells

The bioelectrochemical behavior of three triphenylmethane (TPM) dyes commonly used as pH indicators, and their application in mediated electron transfer systems for glucose oxidase bioanodes in biofuel cells was investigated. Bromophenol Blue, Bromothymol Blue, Bromocresol Green were compared bio-electrochemically against two widely used mediators, benzoquinone and ferrocene carboxy aldehyde. Biochemical studies were performed in terms of enzymatic oxidation, enzyme affinity, catalytic efficiency and co-factor regeneration. The different features of the TPM dyes as mediators are determined by the characteristics in the oxidation/reduction processes studied electrochemically. The reversibility of the oxidation/reduction processes was also established through the dependence of the voltammetric peaks with the sweep rates. All three dyes showed good performances compared to the FA and BQ when evaluated in a half enzymatic fuel cell. Potentiodynamic and power response experiments showed maxima power densities of 32.8 mu W cm(-2) for ferrocene carboxy aldehyde followed by similar values obtained for TPM dyes around 30 mu W cm(-2) using glucose and mediator concentrations of 10 mmol L(-1) and 1.0 mmol L(-1), respectively. Since no mediator consumption was observed during the bioelectrochemical process, and also good redox re-cycled processes were achieved, the use of triphenylmethane dyes is considered to be promising compared to other mediated systems used with glucose oxiclase bioanodes and/or biofuel cells. (C) 2011 Elsevier Inc. All rights reserved.

Evaluation of the antioxidant activity of passion fruit (Passiflora edulis and Passiflora alata) extracts on stimulated neutrophils and myeloperoxidase activity assays

The antioxidant activity of methanol extracts from Passiflora edulis and Passiflora alata pulp, and P. edulis rinds, healthy or infected with the passion fruit woodiness virus (PWV), was investigated using the oxidant activities of the neutrophil and the neutrophil granule enzyme myeloperoxidase (MPO), both playing key roles in inflammation. The reactive oxygen species produced by stimulated neutrophils were evaluated by lucigenin-enhanced chemiluminescence (CL) and the activity of purified MPO was measured by SIEFED (Specific Immunological Extraction Followed by Enzymatic Detection), a technique for studying the direct interaction of a compound with the enzyme. The rind extracts of P. edulis possessed higher and dose-dependent inhibitory effects on CL response and on the peroxidase activity of MPO than total pulp extracts from both passion fruit species. The quantification of isoorientin in the extracts showed a correlation with their antioxidant activity, suggesting the potential of P. edulis rinds as functional food or as a possible source of natural flavonoids. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Influência do hipotireoidismo no dano oxidativo e nas defesas antioxidantes

O hipotireoidismo é uma doença que tem grande impacto sobre o metabolismo basal dos tecidos, reduzindo o consumo de O2 e geração de energia. Por essa razão, a sua relação com a produção de espécies ativas de oxigênio (EAO) é extremamente importante, uma vez que com a diminuição da utilização de O2, possivelmente, ocorra uma redução na geração das EAO. Portanto, trabalhamos com a hipótese de que havendo decréscimo na síntese de radicais livres, o dano oxidativo ficaria menos evidente nos diferentes tecidos de hipotireoideos. Foram utilizados ratos Wistar, pesando cerca de 170 g divididos em dois grupos distintos: hipotireoideos e eutireoideos. O hipotireoidismo foi induzido pelo procedimento cirúrgico denominado de tireoidectomia. Cabe salientar, que os animais eutireoideos foram submetidos somente à simulação da cirurgia (sham operated). Transcorridas quatro semanas da tireoidectomia, os ratos tiveram seu sangue coletado e seus órgãos (coração e fígado) removidos. Foram feitas análises bioquímicas do dano oxidativo através da medida da lipoperoxidação (TBA-RS e Quimiluminescência) e da oxidação das proteínas (dosagem das carbonilas). Medidas de defesas antioxidantes enzimáticas (atividade e concentração das enzimas catalase, superóxido dismutase, glutationa peroxidase e glutationa–S–transferase) e não enzimáticas (através da medida da capacidade antioxidante total -TRAP) também foram realizadas. Os resultados, da quantificação da lipoperoxidação, demonstraram a diminuição das cifras de TBA-RS e Quimiluminescência no sangue e tecido cardíaco dos ratos tireoidectomizados em relação ao grupo eutireoideo. No entanto, no tecido hepático não houve alteração deste parâmetro. A oxidação das proteínas também foi menor no plasma dos animais hipotireoideos. Por outro lado, o TRAP e a atividade das enzimas antioxidantes se apresentaram em declínio no grupo hipotireoideo em relação ao grupo eutireoideo, no miocárdio e nos eritrócitos. Todavia, no tecido hepático, somente a catalase demonstrou decréscimo da atividade catalítica nos hipotireoideos. As concentrações das enzimas antioxidantes superóxido dismutase e glutationa–S–transferase, medidas por Western Blott, foram menores no coração e sangue, e inalteradas no fígado. Esses resultados sugerem que o estado hipometabólico, causado pela deficiência dos hormônios da tireóide, pode levar à redução dos danos oxidativos aos lipídeos e às proteínas. Entretanto, não podemos afirmar que o estresse oxidativo dos animais hipotireoideos seja inferior aos eutireoideos, porque as defesas antioxidantes também estão reduzidas nestes animais.

Avaliação do estresse oxidativo no desenvolvimento da hipertensão renovascular : papel protetor dos estrogênios

A contribuição dos radicais livres na hipertensão está relacionada com a produção do ânion radical superóxido e sua influência na ativação da enzima conversora da angiotensina (ECA). Os estrogênios têm um potencial antioxidante bastante relevante, uma vez que esse hormônio esteróide pode interferir no processo de iniciação da lipoperoxidação (LPO), atuando como “scavenger” de radicais livres. Foram objetivos deste trabalho avaliar a influência dos estrogênios na LPO, na capacidade antioxidante total (TRAP), na atividade das enzimas antioxidantes e no metabolismo do NO em coração e rins de ratas hipertensas. Procurou-se, ainda, avaliar a progressão temporal do estresse oxidativo sistêmico. Foram utilizadas 60 ratas Wistar, divididas em 4 grupos: normotenso controle (NCO), hipertenso controle (HCO), normotenso castrado (NCA) e hipertenso castrado (HCA). Foi induzida a hipertensão renovascular (modelo Goldblatt 2) por 21 dias e, concomitantemente, realizada a ovariectomia. Num grupo de animais, amostras de sangue foram coletadas no 3º, 10º e 20º dia. Em outros animais, os corações e rins foram homogeneizados, no 21° dia. Na avaliação sistêmica, a quimiluminescência (QL) aumentou do 3º para o 21º dia nos grupos HCO, NCA e HCA em relação ao grupo NCO. A atividade da superóxido dismutase (SOD) seguiu o mesmo padrão de oscilação. Os níveis de nitratos também aumentaram no 21° dia nos grupos HCO, NCA e HCA. No entanto, no 3° dia mostraram-se menores que os do grupo NCO.A atividade da catalase (CAT) mostrou-se aumentada no 10º dia nos grupos HCO e HCA em relação aos grupos NCO e NCA. Já o TRAP apresentou-se diminuído no 10° dia nos grupos HCO, NCA e HCA em relação ao 3° dia e ao grupo NCO. Nos tecidos, a LPO apresentou-se aumentada no grupo NCA em relação ao grupo NCO e o grupo HCA apresentou-se aumentado em relação aos grupos HCO e NCA . A atividade da SOD em homogeneizado cardíaco apresentou-se aumentada nos grupos hipertensos. A atividade da glutationa peroxidase (GPx) em tecido cardíaco apresentou-se aumentada no grupo HCO em relação aos grupos NCO e HCA. A atividade da CAT em homogeneizado cardíaco apresentou-se aumentada nos grupos HCO e NCA em relação ao grupo NCO. No rim a CAT apresentou-se aumentada nos grupos castrados. A atividade da glutationa S-transferase (GST), em coração e rins, apresentou-se aumentada com a hipertensão. O TRAP apresentou-se, em tecido cardíaco, diminuído no grupo HCO e aumentado no grupo HCA. No tecido renal, apenas o grupo NCA apresentou TRAP aumentado. O nível de nitratos em tecido cardíaco apresentou-se menor no grupo HCO e maior no grupo NCA em relação ao grupo NCO. O grupo HCA apresentou-se menor em relação ao grupo NCA. Nos homogeneizados de rins a SOD, a GPx e os nitratos não apresentaram diferenças significativas entre os grupos. Pode-se observar que tanto a hipertensão quanto a castração induziram um aumento de estresse oxidativo sistêmico que progride com o passar do tempo, assim como adaptações do sistema antioxidante enzimático e não enzimático. Nos tecidos, o estresse oxidativo é aumentado pela retirada dos estrogênios, efeito este potencializado quando concomitante à hipertensão. Os dados encontrados neste trabalho confirmam a ação antioxidante dos estrogênios.

Efeito dos ácidos etilmalônico e metilsucínico sobre alguns parâmetros do sistema glutamatérgico e de estresse oxidativo em cérebro de ratos

A deficiência da enzima desidrogenase de acil-CoA de cadeia curta (SCAD) é um erro inato do metabolismo potencialmente letal que afeta o último ciclo da oxidação de ácidos graxos. O bloqueio da rota na conversão de n-butiril-CoA a acetil-CoA resultante da deficiência enzimática leva ao acúmulo tecidual e aumento da concentração nos líquidos biológicos predominantemente dos ácidos etilmalônico e metilsucínico. Os pacientes afetados apresentam episódios de acidose metabólica intermitente, hiperamonemia, coma e acidose neonatal com hiperreflexia, miopatia por depósito de lipídios e hipotonia. Os sinais e sintomas dessa doença são variáveis, podendo aparecer em qualquer idade, do nascimento à vida adulta, e em combinações variáveis, freqüentemente levando a episódios ameaçadores à vida de descompensação metabólica depois de um período de ingesta inadequada de calorias e/ou doença intercorrente. Tendo em vista que a patogênese do dano cerebral na deficiência da SCAD é pouco conhecida, no presente estudo investigamos a ação dos ácidos etilmalônico e metilsucínico sobre alguns parâmetros envolvendo o sistema glutamatérgico e a produção de estresse oxidativo em cérebro de ratos jovens. Observamos inicialmente que o ácido etilmalônico promoveu uma diminuição significativa na captação de L-[3H]glutamato por fatias de córtex nas concentrações de 0,01, 0,1 e 1,0 mM. Já nas técnicas relacionadas à união de L-[3H]glutamato em membranas sinápticas plasmáticas, o ácido provocou uma diminuição da ligação de L-[3H]glutamato às membranas na ausência de sódio em todas as concentrações testadas (0,01 – 1,0 mM) e, quando em presença de sódio, houve diminuição da união somente na concentração de 1,0 mM do ácido. Por outro lado, não foi verificado qualquer efeito desse ácido sobre a captação vesicular de L-[3H]glutamato nas concentrações utilizadas. O ácido metilsucínico comportou-se de forma semelhante ao ácido etilmalônico nos parâmetros de captação de L-[3H]glutamato por fatias e união de L-[3H]glutamato em membranas sinápticas plasmáticas. Houve uma diminuição da captação de glutamato por fatias de córtex cerebral, uma diminuição da união de L-[3H]glutamato na ausência de sódio em todas as concentrações e, na presença de sódio, uma diminuição da captação apenas na concentração de 1,0 mM. Por outro lado, distintamente do que ocorreu com o ácido etilmalônico, na captação vesicular observamos uma diminuição da captação em todas as concentrações testadas. Nossos resultados demonstram, desta forma, alterações importantes no sistema glutamatérgico pelos ácidos acumulados na deficiência da desidrogenase de acil-CoA de cadeia curta. A etapa seguinte foi investigar o efeito dos ácidos etilmalônico e metilsucínico sobre parâmetros de estresse oxidativo em córtex cerebral de ratos jovens: medida do potencial antioxidante total (TRAP), medida das substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBA-RS) e medida de quimiluminescência. Foi verificado que os dois ácidos não afetam a lipoperoxidação, medida através do TBA-RS e quimiluminescência e tampouco as defesas antioxidantes não-enzimáticas, medidas através do TRAP. Embora não tenhamos medido o efeito dos ácidos sobre as defesas enzimáticas antioxidantes representadas pelas enzimas superóxido dismutase, catalase e glutationa peroxidase, os resultados dos parâmetros analisados no presente trabalho sugerem que os ácidos acumulados na deficiência da SCAD não produzem estresse oxidativo.

Expressão das lodotironinas desiodases tipo 1 e tipo 2 nas neoplasias de tireóide

Resumo não disponível.

Avaliação do estresse oxidativo em indivíduos submetidos a diferentes intensidades de exercicio em esteira rolante

O exercício físico está relacionado com a formação de radicais livres e com a adaptação do sistema antioxidante. O objetivo deste trabalho foi avaliar os parâmetros oxidativos e antioxidantes após três sessões independentes de exercício agudo em esteira rolante, em três intensidades diferentes, determinadas a partir dos limiares ventilatórios e consumo máximo de oxigênio, obtidos em um teste de potência aeróbia máxima. Dezessete indivíduos do sexo masculino com idade entre 20 e 30 anos divididos em dois grupos; oito triatletas, compondo o grupo treinado, e nove estudantes de educação física, compondo o grupo não treinado. As amostras sangüíneas foram coletadas antes e imediatamente após o exercício para determinação da quimiluminescência, da capacidade antioxidante total plasmática (TRAP) e da atividade eritrocitária das enzimas superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e glutationa peroxidase (GPx). Foram observados um efeito do exercício sobre a capacidade antioxidante total, que se apresentou aumentada após o exercício (p<0,05) e um efeito do estado de condicionamento físico sobre a atividade da enzima glutationa peroxidase, que se apresentou maior nos indivíduos treinados (p<0,05). Houve redução da quimiluminescência após o exercício em alta intensidade no grupo treinado (p<0,05). A enzima superóxido dismutase se apresentou elevada após o exercício nas intensidades baixa e média no grupo não treinado (p<0,05). Não foram encontradas mudanças na atividade da enzima catalase.