Partial molar volume, surface area, and hydration changes for equilibrium unfolding and formation of aggregation transition state: High-pressure and cosolute studies on recombinant human IFN-γ

The equilibrium dissociation of recombinant human IFN-γ was monitored as a function of pressure and sucrose concentration. The partial molar volume change for dissociation was −209 ± 13 ml/mol of dimer. The specific molar surface area change for dissociation was 12.7 ± 1.6 nm2/molecule of dimer. The first-order aggregation rate of recombinant human IFN-γ in 0.45 M guanidine hydrochloride was studied as a function of sucrose concentration and pressure. Aggregation proceeded through a transition-state species, N*. Sucrose reduced aggregation rate by shifting the equilibrium between native state (N) and N* toward the more compact N. Pressure increased aggregation rate through increased solvation of the protein, which exposes more surface area, thus shifting the equilibrium away from N toward N*. The changes in partial molar volume and specific molar surface area between the N* and N were −41 ± 9 ml/mol of dimer and 3.5 ± 0.2 nm2/molecule, respectively. Thus, the structural change required for the formation of the transition state for aggregation is small relative to the difference between N and the dissociated state. Changes in waters of hydration were estimated from both specific molar surface area and partial molar volume data. From partial molar volume data, estimates were 25 and 128 mol H2O/mol dimer for formation of the aggregation transition state and for dissociation, respectively. From surface area data, estimates were 27 and 98 mol H2O/mol dimer. Osmotic stress theory yielded values ≈4-fold larger for both transitions.

Identification of functionally important helical faces in transmembrane segments by scanning mutagenesis.

We applied mutational analysis to a protein domain that functions in neither catalysis nor binding but, rather, in transmembrane signaling. The domain is part of chemoreceptor Trg from Escherichia coli. It contains four transmembrane segments, two from each subunit of the homodimer. We used cysteine scanning to investigate the functional importance of each of 54 residues in the two transmembrane segments. Cysteines at some positions resulted in subtle but significant reductions in tactic response. Those positions defined a specific helical face on each segment, implying that the segments function as helices. The functionally important faces corresponded to structural, helical packing faces identified independently by biochemical studies. All functionally impaired receptors exhibited altered signaling properties, either reduced signaling upon stimulation or induced signaling in the absence of stimulation. The distribution of substitutions creating these two phenotypes implied that conformational signaling involves movement between the two transmembrane helices within a subunit and that signaling is optimal when stable interactions are maintained across the interface between subunits.

Dinâmica do fósforo no solo em função da adição de ácidos orgânicos de baixa massa molar

A baixa eficiência da adubação fosfatada em solos altamente intemperizados é devido, entre outros fatores, à adsorção do fósforo (P) à superfície das argilas silicatadas do tipo 1:1 e, principalmente, dos (hidr)óxidos de Fe e de Al. Manejos do solo que induzem a solubilização de formas de P indisponíveis para as plantas têm sido intensamente estudados nos últimos anos. Uma tentativa de aumentar a concentração de P disponível na solução do solo para sua absorção pelas plantas é a mobilização de P por ânions de ácidos orgânicos de baixa massa molar (AOBMM). Ânions derivados de AOBMM exsudados pelas raízes de plantas ou excretados por microrganismos são associados com algumas condições de rizosfera como deficiência de P e fitotoxidez de Al e interagem com o solo de forma a aumentar a biodisponibilidade de P. Dependendo dos atributos do solo, do grau de dissociação, das propriedades e do número de grupos carboxílicos dos ânions orgânicos, o P pode ser mobilizado do solo principalmente devido à dissolução complexométrica de minerais e à adsorção competitiva dos grupos funcionais carboxílicos e fosfato nos sítios de superfície coloidais. A capacidade dos ânions citrato, malato e oxalato em mobilizar P de amostras de um Neossolo Quartzarênico típico (RQ) e de um Latossolo Vermelho ácrico (LVwf) foi avaliada por meio de um estudo de lixiviação de ânions em colunas. Devido a não detecção de P nos efluentes das colunas com LVwf, foi realizado outro estudo em colunas, no qual somente citrato foi lixiviado, mas num volume maior, e as alterações das formas de P nas amostras desse solo induzidas pela lixiviação de citrato foram identificadas por espectroscopia de absorção de raios-X na borda K do fósforo (X-ray absorption near edge structure -XANES - spectroscopy). A capacidade dos ânions de AOBMM em solubilizar P foi mais dependente do teor de P disponível e de outros atributos do solo que do número de grupos funcionais carboxílicos dos ânions orgânicos. Somente o oxalato mobilizou P do RQ, enquanto todos os ânions de AOBMM foram capazes de mobilizar P do LVwf. Quando baixos volumes de solução contendo ânions de AOBMM foram lixiviados no solo, além do aumento do pH, a mobilização de P foi acompanhada pela mobilização de Al no RQ (pH água = 5), e pela mobilização de Ca no LVwf (pH água = 5.6), o que indica solubilização de P pela complexação de Al, Ca, ou Fe, de fosfatos insolúveis, ou pela inibição da precipitação de P com esses metais. Ao lixiviar um volume maior de citrato no LVwf, o P também não foi detectado nos efluentes das colunas, mas houve lixiviação intensa de Al e Fe, bem como mudanças nas proporções de formas de P no solo caracterizadas pelos espectros XANES. Embora tenhamos encontrado indícios da ação dos principais mecanismos de solubilização de P (dissolução complexométrica de minerais e troca de ligantes entre grupos funcionais carboxílicos e P adsorvido ao solo), os ânions de AOBMM mostraram pouco potencial de efetivamente aumentar a biodisponibilidade de P.

Estudo de associação entre déficits de reconhecimento de emoções em faces, flexibilidade mental e adequação social, em pacientes com transtorno bipolar do tipo I eutímicos, comparados com controles normais

Introdução: O objetivo do estudo foi investigar se há associação entre déficits na capacidade de reconhecimento de emoções faciais e déficits na flexibilidade mental e na adequação social em pacientes com Transtorno Bipolar do tipo I eutímicos quando comparados a sujeitos controles sem transtorno mental. Métodos: 65 pacientes com Transtorno Bipolar do tipo I eutímicos e 95 controles sem transtorno mental, foram avaliados no reconhecimento de emoções faciais, na flexibilidade mental e na adequação social através de avaliações clínicas e neuropsicológicas. Os sintomas afetivos foram avaliados através da Escala de Depressão de Hamilton e da Escala de Mania de Young, o reconhecimento de emoções faciais através da Facial Expressions of Emotion: Stimuli and Tests, a flexibilidade mental avaliada através do Wisconsin Card Sorting Test e a adequação social através da Escala de Auto- Avaliação de Adequação Social. Resultados: Pacientes com Transtorno Bipolar do tipo I eutímicos apresentam uma associação de maior intensidade comparativamente aos controles entre o reconhecimento de emoções faciais e a flexibilidade mental, indicando que quanto mais preservada a flexibilidade mental, melhor será a habilidade para reconhecer emoções faciais Neste grupo às correlações de todas as emoções são positivas com o total de acertos e as categorias e são negativas com as respostas perseverativas, total de erros, erros perseverativos e erros não perseverativos. Não houve uma correlação entre o reconhecimento de emoções faciais e a adequação social, apesar dos pacientes com Transtorno Bipolar do tipo I eutímicos apresentar uma pior adequação social, sinalizando que a pior adequação social não parece ser devida a uma dificuldade em reconhecer e interpretar adequadamente as expressões faciais. Os pacientes com Transtorno Bipolar do tipo I eutímicos não apresentam diferenças significativas no reconhecimento de emoções faciais em relação aos controles, entretanto no subteste surpresa (p=0,080) as diferenças estão no limite da significância estatística, indicando que portadores de transtorno bipolar do tipo I eutímicos tendem a apresentar um pior desempenho no reconhecimento da emoção surpresa em relação aos controles. Conclusão: Nossos resultados reforçam a hipótese de que existe uma associação entre o reconhecimento de emoções faciais e a preservação do funcionamento executivo, mais precisamente a flexibilidade mental, indicando que quanto maior a flexibilidade mental, melhor será a habilidade para reconhecer emoções faciais e melhorar o desempenho funcional do paciente. Pacientes bipolares do tipo I eutímicos apresentam uma pior adequação social quando comparados aos controles, o que pode ser uma consequência do Transtorno Bipolar que ratifica a necessidade de uma intervenção terapêutica rápida e eficaz nestes pacientes