Regulation of the human ether-a-gogo related gene (HERG) K+ channels by reactive oxygen species

Human ether-a-gogo related gene (HERG) K+ channels are key elements in the control of cell excitability in both the cardiovascular and the central nervous systems. For this reason, the possible modulation by reactive oxygen species (ROS) of HERG and other cloned K+ channels expressed in Xenopus oocytes has been explored in the present study. Exposure of Xenopus oocytes to an extracellular solution containing FeSO4 (25–100 μM) and ascorbic acid (50–200 μM) (Fe/Asc) increased both malondialdehyde content and 2′,7′-dichlorofluorescin fluorescence, two indexes of ROS production. Oocyte perfusion with Fe/Asc caused a 50% increase of the outward K+ currents carried by HERG channels, whereas inward currents were not modified. This ROS-induced increase in HERG outward K+ currents was due to a depolarizing shift of the voltage-dependence of channel inactivation, with no change in channel activation. No effect of Fe/Asc was observed on the expressed K+ currents carried by other K+ channels such as bEAG, rDRK1, and mIRK1. Fe/Asc-induced stimulation of HERG outward currents was completely prevented by perfusion of the oocytes with a ROS scavenger mixture (containing 1,000 units/ml catalase, 200 ng/ml superoxide dismutase, and 2 mM mannitol). Furthermore, the scavenger mixture also was able to reduce HERG outward currents in resting conditions by 30%, an effect mimicked by catalase alone. In conclusion, the present results seem to suggest that changes in ROS production can specifically influence K+ currents carried by the HERG channels.

Requirements for heme and thiols for the nonenzymatic modification of nitrotyrosine

Peroxynitrite-dependent formation of nitrotyrosine has been associated with inactivation of various enzymes and proteins possessing functionally important tyrosines. We have previously reported an enzymatic activity modifying the nitrotyrosine residues in nitrated proteins. Here we are describing a nonenzymatic reduction of nitrotyrosine to aminotyrosine, which depends on heme and thiols. Various heme-containing proteins can mediate the reaction, although the reaction also is catalyzed by heme. The reaction is most effective when vicinal thiols are used as reducing agents, although ascorbic acid also can replace thiols with lesser efficiency. The reaction could be inhibited by (z)-1-[2-(2-aminoethyl)-N-(2-ammonioethyl)amino]diazen-1-ium-1, but not other tested NO donors. HPLC with electrochemical detection analysis of the reaction identified aminotyrosine as the only reaction product. The reduction of nitrotyrosine was most effective at a pH close to physiological and was markedly decreased in acidic conditions. Various nitrophenol compounds also were modified in this reaction. Understanding the mechanism of this reaction could help define the enzymatic modification of nitrotyrosine-containing proteins. Furthermore, this also could assist in understanding the role of nitrotyrosine formation and reversal in the regulation of various proteins containing nitrotyrosine. It also could help define the role of nitric oxide and other reactive species in various disease states.

Evidence for a recommended dietary allowance for vitamin C from pharmacokinetics: A comment and analysis

The current recommended dietary allowance (RDA) for vitamin C, as proposed by the Food and Nutrition Board/National Research Council in 1980 and reconfirmed in 1989, is 60 mg daily for nonsmoking adult males. Levine et al. [Levine, M., Conry-Cantilena, C., Wang, Y., Welch, R. W., Washko, P. W., et al. (1996) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93, 3704–3709], based on a study of vitamin C pharmacokinetics in seven healthy men, have now proposed that the RDA should be increased to 200 mg daily. I have examined, in brief, the experimental and conceptual bases for this new recommendation and its implications for public health and nutrition policy and programs. Using, for illustrative purposes only, data extracted from each of two recent dietary surveys of noninstitutionalized adult males living in households in the Netherlands and the United States, it is predicted that the prevalence of intakes inadequate to meet the individual’s own requirement would be about 96% or 84%, respectively, if the criteria of adequacy used for derivation of the 200 mg RDA are accepted. Depending upon the particular average requirement value for ascorbic acid that might be derived from their data, the proposal by Levine et al. would mean a desirable increase in mean intakes in these two populations by as much about 2- to 3-fold. Hence, before an action of this kind is to be recommended, an answer must be sought to the question whether current experimental data including the criteria selected (saturation kinetics) are adequate to establish a new set of requirements for vitamin C, which then carry such profound policy implications. This will require critical assessment of all of the available evidence emerging from laboratory, clinical, and epidemiological studies to determine whether it provides a sufficient rationale for accepting criteria of vitamin C adequacy such as those proposed by Levine et al. and the requirement estimates so derived.

Arabidopsis cyt1 mutants are deficient in a mannose-1-phosphate guanylyltransferase and point to a requirement of N-linked glycosylation for cellulose biosynthesis

Arabidopsis cyt1 mutants have a complex phenotype indicative of a severe defect in cell wall biogenesis. Mutant embryos arrest as wide, heart-shaped structures characterized by ectopic accumulation of callose and the occurrence of incomplete cell walls. Texture and thickness of the cell walls are irregular, and unesterified pectins show an abnormally diffuse distribution. To determine the molecular basis of these defects, we have cloned the CYT1 gene by a map-based approach and found that it encodes mannose-1-phosphate guanylyltransferase. A weak mutation in the same gene, called vtc1, has previously been identified on the basis of ozone sensitivity due to reduced levels of ascorbic acid. Mutant cyt1 embryos are deficient in N-glycosylation and have an altered composition of cell wall polysaccharides. Most notably, they show a 5-fold decrease in cellulose content. Characteristic aspects of the cyt1 phenotype, including radial swelling and accumulation of callose, can be mimicked with the inhibitor of N-glycosylation, tunicamycin. Our results suggest that N-glycosylation is required for cellulose biosynthesis and that a deficiency in this process can account for most phenotypic features of cyt1 embryos.

Translesional synthesis on a DNA template containing N2-methyl-2′-deoxyguanosine catalyzed by the Klenow fragment of Escherichia coli DNA polymerase I

Formaldehyde is produced in most living systems and is present in the environment. Evidence that formaldehyde causes cancer in experimental animals infers that it may be a carcinogenic hazard to humans. Formaldehyde reacts with the exocyclic amino group of deoxyguanosine, resulting in the formation of N2-methyl-2′-deoxyguanosine (N2-Me-dG) via reduction of the Schiff base. The same reaction is likely to occur in living cells, because cells contain endogenous reductants such as ascorbic acid and gluthathione. To explore the miscoding properties of formaldehyde-derived DNA adducts a site-specifically modified oligodeoxynucleotide containing a N2-Me-dG was prepared and used as the template in primer extension reactions catalyzed by the Klenow fragment of Escherichia coli DNA polymerase I. The primer extension reaction was slightly stalled one base before the N2-Me-dG lesion, but DNA synthesis past this lesion was readily completed. The fully extended products were analyzed to quantify the miscoding specificities of N2-Me-dG. Preferential incorporation of dCMP, the correct base, opposite the lesion was observed, along with small amounts of misincorporation of dTMP (9.4%). No deletions were detected. Steady-state kinetic studies indicated that the frequency of nucleotide insertion for dTMP was only 1.2 times lower than for dCMP and the frequency of chain extension from the 3′-terminus of a dT:N2-Me-dG pair was only 2.1 times lower than from a dC:N2-Me-dG pair. We conclude that N2-Me-dG is a miscoding lesion capable of generating G→A transition mutations.

Atividade antioxidante in vitro de extrato de folhas de oliveira (Olea europaea L.) e seu efeito protetor sobre danos oxidativos em eritrócitos humanos

O objetivo do presente estudo foi avaliar a atividade antioxidante de extrato de folhas de oliveira (EFO) (Olea europaea L.) por diferentes metodologias analíticas in vitro e in situ, para verificação de efeito em sistemas biológicos. O extrato foi obtido a partir de folhas secas de oliveira, previamente micronizadas, em metanol/água (80/20%) na proporção 1:20 (m/v), após remoção de compostos solúveis em n-hexano. Após liofilização, no EFO foi avaliado o poder redutor por Folin-Ciocalteau, conteúdo de flavonoides totais, teor de oleuropeina, poder de redução do íon férrico (FRAP) e atividade antioxidante sobre DPPHo, ABTSo+, ânion superóxido (O2o-), ácido hipocloroso (HOCl) e óxido nítrico (NOo). O extrato foi também avaliado quanto ao efeito protetor sobre danos oxidativos em eritrócitos humanos. O ácido ascórbico foi utilizado como referência. O experimento foi repetido seis vezes (n = 6) e os ensaios realizados em duplicata. O poder redutor do extrato e o conteúdo de flavonoides totais e oleuropeína foram 131,7 ± 9,4 mg equivalente de ácido gálico/g extrato seco (ms), 19,4 ± 1,3 mg equivalente de quercetina/g ms e 25,5 ± 5,2 mg oleuropeína/g ms, respectivamente. O ensaio de FRAP apresentou 281,8 ± 22,8 mg equivalente de trolox/g ms. O EFO foi efetivo na inibição dos radicais DPPHo e ABTSo+, dependente da concentração de extrato, com valores de IC50 de 13,8 ± 0,8 e 16,1 ± 1,2 µg/mL, respectivamente. Com relação à atividade antioxidante sobre espécies reativas de importância biológica, o EFO apresentou forte capacidade de inibição de O2o- (IC50 = 52,6 ± 2,1 µg/mL) e NOo (IC50 = 48,4 ± 6,8 µg/mL), quando comparado ao ácido ascórbico. Porém, a inibição de HOCl não foi tão eficiente (IC50 = 714,1 ± 31,4 µg/mL). O EFO inibiu a hemólise induzida em eritrócitos de maneira dependente da concentração (IC50 = 7,8 ± 1,1 µg/mL), assim como a peroxidação lipídica e a formação de meta-hemoglobina, com valores de IC50 de 38,0 ± 11,7 e 186,3 ± 29,7 µg/mL, respectivamente. Os resultados obtidos neste estudo sugerem que extrato de folhas de oliveira possui efetiva atividade antioxidante em sistemas biológicos, pelo efeito sequestrador de determinadas espécies reativas que participam dos processos bioquímicos, e pela prevenção de danos oxidativos em eritrócitos humanos. Portanto, sua ingestão pode estar relacionada com a prevenção de estresse oxidativo in vivo, com consequentes benefícios à saúde.

Polpa de guavira (Campomanesia cambessedeana Berg) desidratada em spray dryer: efeitos das condições de processo e composição da alimentação nas propriedades físico químicas e atividade antioxidante

O objetivo desse trabalho foi obter polpa de guavira desidratada por atomização, utilizando maltodextrina ou goma arábica como agentes carreadores. Inicialmente, avaliou-se a influência das condições de processo, temperatura do ar de secagem (130, 155 e 180) °C e vazão volumétrica da mistura (20 e 40) mL/min, o tipo e concentração de agente carreador (10 e 20) % nas características físicas, físico-químicas e atividade antioxidante do produto obtido. As propriedades analisadas foram umidade, atividade de água, higroscopicidade, solubilidade, cor, distribuição e tamanho médio de partículas, morfologia, compostos fenólicos totais e atividade antioxidante. A temperatura do ar de secagem e a vazão volumétrica de alimentação influenciaram significativamente todas as propriedades da guavira em pó. A umidade e atividade de água apresentaram os menores valores na temperatura intermediária, independentemente do tipo e concentração do carreador usado. A solubilidade das amostras adicionadas de maltodextrina foram superiores às amostras com goma arábica. O aumento da concentração de agente carreador, em geral, proporcionou um aumento no parâmetro L* e diminuição dos parâmetros a* e b*, tornando as amostras mais claras e reduzindo as tonalidades vermelha e amarela. A guavira em pó apresentou coloração próxima do amarelo e marrom, com grande variação nos parâmetros de cor C* e H* em função das diferentes condições de secagem. A distribuição do tamanho de partículas não teve um padrão definido e o tamanho médio das amostras com maltodextrina foram maiores do que as com goma arábica para a temperatura do ar a 130 °C. No entanto, para as outras temperaturas (155 e 180) °C não houve um comportamento específico do tamanho das partículas em função da vazão de alimentação, tipo e ou concentração de agente carreador. A análise de microscopia eletrônica de varredura permitiu observar que as partículas obtidas tanto com maltodextrina como goma arábica apresentaram formato esférico, superfície rugosa e com adesão de partículas menores nas de maior tamanho, sendo que a superfície das partículas com goma arábica também apresentaram concavidades. A atividade antioxidante foi superior quando utilizada a temperatura de secagem intermediária. A partir das condições selecionadas na primeira etapa (temperatura do ar de 155 °C, vazão volumétrica da mistura de 40 mL/min e 10% de maltodextrina ou goma arábica) a polpa de guavira em pó foi caracterizada quanto a temperatura de transição vítrea, as isotermas de adsorção e a estabilidade à estocagem do ácido ascórbico, compostos fenólicos totais e da atividade antioxidante da polpa de guavira em pó produzida por spray drying ao longo de 120 dias. As temperaturas de transição vítrea foram de (25,2 ± 2,7 °C e 31,4 ± 0,4) °C para os pós produzidos com goma arábica e maltodextrina, respectivamente. O modelo de BET apresentou ajuste muito bom (R2>0,99) para descrever o comportamento de sorção de água das amostras nas temperaturas de (20, 30 e 40) °C. A polpa de guavira em pó produzida com goma arábica apresentou maior adsorção de água do que as amostras obtidas com maltodextrina. No estudo da estabilidade, as amostras foram acondicionadas em embalagem de polietileno laminado e armazenadas a 25 °C e umidade relativa de 75%. A embalagem de polietileno laminado foi eficiente na manutenção do teor de ácido ascórbico e atividade antioxidante da guavira em pó por um período de 120 dias, independente do carreador adicionado. O teor de compostos fenólicos para a guavira em pó com goma arábica apresentou uma redução nos primeiros 22 dias, contudo a amostra com maltodextrina manteve-se estável durante 120 dias de armazenamento.

Análise de flavanóides por cromatografia líquida de alta eficiência e eletroforese capilar - otimização de separação e aplicações tecnológicas

No presente trabalho foram estudadas as separações de 18 flavonóides (9 agliconas e 9 glicosídeos) pelas técnicas de Cromatografia Líquida de Alta Eficiência em fase reversa (RP-HPLC) e Cromatografia Micelar Eletrocinética em fluxo reverso (RF-Meck). Em ambas as técnicas foram avaliados solventes puros (metanol, acetonitrila e tetrahidrofurano) e suas misturas como formas de promover a variação de seletividade, através da modificação da fase móvel em HPLC, e da natureza do aditivo orgânico em RF-Meck. Nos estudos efetuados em HPLC utilizando-se gradiente, pode-se comprovar a possibilidade da modelagem do fator de retenção em funçã da proporção de solvente utilizados (MeOH, ACN, THF e suas misturas). Pode-se ainda, com base nos dados de retenção e na análise hierárquica de c1usters, diferenciar quatro diferentes grupos de sistemas cromatográficos com diferentes seletividades para flavonóides agliconas, e outros quatro com diferentes seletividades para glicosídeos. Os sistemas cromatográficos mais ortogonais (cada um pertencente a um grupo de seletividade) foram aplicados na separação de uma planta modelo (Azadirachta indica), de onde pode-se escolher a fase móvel mais seletiva para se otimizar a separação dos flavonóides glicosilados presentes nas folhas desta planta. No método final otimizado pode-se identificar e quantificar cinco dos flavonóides majoritários presentes, sendo três glicosídeos de quercetina (rutina, isoquercitrina e quercitrina) e dois glicosídeos de kaempferol (astragalin e nicotiflorin), em amostras de duas diferentes procedências (Piracicaba-SP e Silvânia-GO). Nos estudos envolvendo a separação dos dezoito flavonóides por RFMEKC pode-se comprovar diferenças significativas de seletividade quando se varia a natureza do solvente orgânico utilizado como aditivo, além de se observar tendências na migração em função das propriedades do solvente adicionado e da estrutura molecular do flavonóide. O solvente de menor eficiência para separação dos flavonóides foi o MeOH. Através da análise dos eletroferogramas obtidos através de um planejamento experimental de misturas, e das trocas de pares críticos observadas nos vários eletrólitos utilizados, obteve-se um método de separação com apenas um par crítico em menos de 12 minutos de corrida. O coeficiente de variação obtido para o fator de retenção foi de 1,5% e para área de 3%, considerando-se cinco injeções. O método desenvolvido foi aplicado com sucesso na identificação dos flavonóides majoritários presentes na planta modelo (Neem), obtendo-se o mesmo resultado do estudo anterior. Como forma de avaliar a concentração de flavonóides totais presentes em espécies vegetais é comum a análise de extratos após hidrólise ácida (conversão de todos glicosídeos em agliconas). Desta forma otimizou-se uma metodologia de separação em RP-HPLC de 8 flavonóides agliconas comumente presentes em alimentos e extratos vegetais de uso cosmético. A otimização foi efetuada mediante um planejamento experimental de misturas, para escolha da fase móvel mais seletiva, e de um planejamento fatorial composto central, para otimização das condições de gradiente. O método obtido foi o mais rápido já visto dentro da literatura consultada. A separação em linha de base foi efetuada em menos de 15 minutos, com coeficientes de variação de área entre 0,1 e 1,8%, coeficiente de correlação de 0,9993 a 0,9994 na faixa de 5 a 100 µg/mL, e limites de quantificação estimados na faixa de 0,1 a 0,21µg/mL. O método desenvolvido foi aplicado na otimização das condições de hidrólise de um extrato de Neem. A otimização foi efetuada através de metodologia de superfície de resposta, levando-se em consideração a concentração de ácido adicionada, o tempo de reação, a temperatura, e a concentração de um antioxidante (ácido ascórbico) adicionado. O resultado da otimização foi uma metodologia de hidrólise com tempo de reação igual a 5 minutos, utilizando-se 1,4 mol/L de HCI, 119°C e 500 µg/mL de ácido ascórbico. Através das metodologias de análise e de hidrólise desenvolvidas pode-se constatar a presença e quantificar no extrato de Neem os flavonóides agliconas quercetina, kaempferol e miricetina. Com o objetivo de se avaliar quais os componentes presentes em extratos vegetais são os responsáveis pelo poder antioxidante atribuído a determinadas plantas, foi montado um sistema de avaliação de poder antioxidante \"on-line\" com reação pós-coluna em HPLC (baseado na literatura) utilizando-se como \"radical livre modelo\" o ABTS. A análise da planta modelo (Neem) neste sistema mostrou que os flavonóides glicosilados identificados nas partes anteriores deste trabalho são os responsáveis pelo poder antioxidante atribuído a esta planta. De posse desta informação, e visando a obtenção de extratos para aplicações cosméticas com poder antioxidante, modelou-se a extração dos flavonóide do Neem em função da composição do solvente extrator (água, etanol , propilenoglicol e suas misturas), de acordo com um planejamento simplex centróide ampliado. Além da previsão da concentração dos princípios ativos pode-se ainda prever outras propriedades dos extratos obtidos, tais como, índice de refração e densidade, muitas vezes constituintes de especificações técnicas de acordo com as aplicações a que se destinam (cremes, xampús, etc).

Desenvolvimento de matrizes poliméricas como veículo de ácido ascórbico: caracterização e avaliação da estabilidade

A administração de princípios ativos pela mucosa oral é uma forma eficiente para a distribuição de fármacos e nutrientes, oferecendo diversas vantagens como uma fácil aplicação, evitando o metabolismo de primeira passagem hepática e potencialmente melhorando a biodisponibilidade dessas substâncias. A acerola e o camu-camu apresentam uma alta concentração de vitamina C e são consideradas fontes de diferentes compostos ativos, porém a vitamina C presente nas frutas é facilmente oxidada pelos fatores ambientais, e essas frutas são pouco acessíveis ao consumo populacional. Filmes de desintegração oral (FDO) podem apresentar rápido tempo de desintegração e fácil administração, o que os torna um material interessante para a veiculação de compostos com atividades farmacêuticas ou nutricionais. Assim, este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento e caracterização de filmes de desintegração oral à base de amido e gelatina com adição de extrato seco de acerola e camu-camu produzidos por \"spray dryer\" como uma alternativa para a administração de vitamina C. Os FDOs foram produzidos pela técnica de casting, variando-se a proporção de amido e gelatina. Como plastificante foi utilizado o sorbitol (20 g / 100 g de polímero), mantendo-se constante a concentração de polímeros (2 g /100 g de solução filmogênica) e de extrato seco de acerola (4 g /100 g de solução filmogênica) e camu-camu (4 g / 100 g de solução filmogênica). Os extratos secos de acerola e camu-camu foram caracterizados com relação à concentração da vitamina C e da estabilidade desses extratos nessas condições (30 °C, UR 75 % e 40 °C, UR 75%). Os FDOs foram caracterizados em relação a espessura, propriedades mecânicas, ângulo de contato, FT-IR, microscopia electrônica de varredura, concentração de vitamina C, atividade antioxidante, atividade antimicrobiana, estabilidade da vitamina C, tempo de desintegração, estabilidade da atividade de eliminação de radicais de DPPH•, avaliação sensorial. Os extratos secos apresentaram uma boa estabilidade em relação à vitamina C e aos compostos antioxidantes (sequestro do radical DPPH•). Os FDOs sem adição de extrato, independente da formulação, mostraram-se homogêneos, com ausência de partículas insolúveis e alta capacidade de formação de filme. Para os FDOs com maior concentração de amido foi observado reduzido tempo de desintegração e pH próximo ao bucal. Após a adição dos extratos, os FDOs apresentaram redução do tempo de desintegração, boa aceitação sensorial, propriedades antioxidantes e estabilidade pelo sequestro do radical DPPH•. O pH de superfície dos filmes com adição de extrato seco de acerola foi mais próximo ao bucal quando comparado com os filmes com camu-camu. No entanto, os FDOs com acerola apresentaram reduzida estabilidade da vitamina C em relação ao tempo de armazenamento, enquanto que os filmes com camu-camu apresentaram melhor estabilidade. De modo geral, na formulação produzida apenas com amido (100 g de amido / 100 g de polímeros) observou-se uma maior concentração da vitamina C no final da estabilidade realizada à 30 °C e umidade relativa de 75 %, elevada estabilidade dos compostos ativos (DPPH) e alta taxa de uniformidade na distribuição da vitamina C no filme de desintegração oral. Dessa forma, os FDOs podem ser considerados uma boa alternativa para a suplementação de vitamina C.

Bioactive compounds and physical and chemical characteristics of mini tomatoes: influence of postharvest treatments

Tomatoes are among the most cultivated and used vegetables in the world. They are very succeptible to post harvest losses due to high perishability, therefore the use of postharvest treatments may contribute to conservation of this fruit, however the treatments might affect significantly physico-chemical, sensory and nutritional characteristics of tomatoes. Given the perishability of tomato and the economic importance of small tomato fruits, the purpose of the present study was to determine the effect of gamma radiation, carnauba coating and 1-MCP treatments on tomato fruit quality during storage. The study may be divided into two parts. In the first, mini tomatoes cv. Sweet Grape were harvested at breaker stage, divided into 4 grous and treated with gamma radiation (0.6 kGy), carnauba coating (1 L 1000 kg-1) and 1-MCP (500 nL L-1) and then stored at 25±2°C for 30 days with a control group of tomatoes. In the seconnd part, tomatoes harvested at light-red stage were submitted to the same treatments and storage period. Every 6 days tomatoes were evaluated for color modifications, fruit firmness, souble and total pectin (only for light-red tomatoes), mass loss, titratable acidity (TA), soluble solids (SS), SS/TA ratio, carotenoids profile, formation of lycopene isomers, total phenolic compounds, ascorbic acid and antioxidant capacity. For tomatoes harvested at breaker stage and submitted to the treatments the results showed mass loss was delaying mainly by carnauba wax, and to a lesser extend by 1-MCP. Fruit firmness were better retained for 1-MCP treated fruits and carnauba treatment showed a transient effect in preserving fruit firmness. SS/TA of tomatoes treated with gamma radiation and carnauba presented no differences from control values, and were lower with the application of 1-MCP. Color was negatively affected by 1-MCP and earlier changed (6th day) when gamma radiation was applied. In relation to bioactive compounds of tomatoes harvest at breaker stage, results indicated gamma radiation and 1-MCP decreased the final content of lycopene and produced more (Z)-isomers of lycopene. Gamma radiation also induced a decreased in ?-carotene and an increased in phenolic compounds by the end of storage period. 1-MCP treatment promoted a slow down increase in ascorbic acid content during storage. Antioxidant capacity of the hydrophilic fraction was not dramatically affected by treatments and the lipophilic fraction was lower, especially for 1-MCP fruits. In addition, contents of ?-carotene, lycopene, (Z)-isomers of lycopene, ascorbic acid and antioxidant capacity increased during the period of storage while contents of lutein and phenolic compounds tended to decrease. Regarding tomatoes harvest at light-red stage, the most effective treatments for delaying fruit firmness and mass loss was carnauba and 1-MCP, while gamma radiation was the treatment with higher mass loss and the less fruit firmness, which could be associated with the higher solubilization of pectins promoted by radiation treatment. Color (L* and Hue) was mainly affected by 1-MCP treatment which delayed color development, however, by the end of storage, the values were not different from the other treatments. SS/TA ratio was lower for fruits treated with 1-MCP and TA was not so dramatically affected by treatments. Furthermore, mini tomatoes harvested at light-red stage, demonstrated irradiation induced changes in the final content of lycopene, increasing it, and formed less (13Z)-lycopene, while 1-MCP and carnauba coating slow down the increase in lycopene and slown down the decrease of ascorbic acid and phenolic compounds. Antioxidant capacity of lipophilic fraction was not affected by treatments and the hydrophilic fraction was lower for irradiated fruits only on day 0 as well as phenolic compounds. In the other days, no differences among treatments were observed for hydrophilic antioxidant capacity. Considering the results, the best combination of SS and TA and fruit preservation for mini tomatoes harvest at breaker stage was promoted by carnauba coating, which seems to be the treatment that causes fewer changes in bioactive compounds of breaker tomatoes. However, when mini tomatoes were harvested at light-red stage, SS/TA ratio and color were better and, to preserve the quality of these fruits, besides carnauba coating, 1-MCP also could be indicated

Suplementação luminosa no tomateiro cultivado em diferentes sistemas de condução em ambiente protegido

O auto sombreamento das folhas posicionadas nas porções inferiores do dossel de plantas pode limitar a produtividade em cultivos tutorados. Assim, a produtividade do tomateiro pode ser aumentada por meio da suplementação luminosa posicionada no interior do dossel, técnica conhecida como interlighting. O sistema de condução do tomateiro também interfere na distribuição da radiação solar, além de afetar os tratos culturais, a competição intra e entre plantas e a relação entre as partes vegetativas e reprodutivas. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência do sistema de condução de minitomate cultivar \'Sweet Grape\' em diferentes números de hastes por planta (duas, três e quatro hastes) e da suplementação luminosa com módulos de LED na produtividade e qualidade dos frutos, na eficiência do uso de água e nutrientes, além da morfologia das plantas e fatores relacionados ao manejo cultural, em ambiente protegido nas condições climáticas do sudeste brasileiro. Ao longo do ciclo de cultivo foram avaliados os seguintes parâmetros: volume irrigado, pH, condutividade elétrica, porcentagem e volume da solução drenada pelos vasos. As colheitas foram realizadas semanalmente, a partir de 90 dias após o transplante. Os frutos colhidos foram classificados, contados e pesados para a obtenção do número e massa de frutos grandes, médios, pequenos, comercial, não comercial e total. Amostras de frutos e tecidos foliares foram coletadas em cinco períodos e avaliadas quanto ao teor de sólidos solúveis, pH, acidez titulável e concentração de ácido ascórbico nos frutos e teor de nutrientes nas folhas. Além disso, ao final do ciclo cultural, foram realizadas as medições dos seguintes parâmetros morfológicos nas plantas: comprimento de hastes, número de cachos normais e bifurcados por hastes e diâmetro apical, mediano e basal das hastes. A suplementação luminosa apresentou aumento no número e na massa de frutos grandes e médios, elevando a produtividade total em 12%. Plantas com duas e três hastes apresentaram maior acúmulo de massa total de frutos, porém plantas com três hastes apresentaram maior massa de frutos não comerciais, com redução na massa de frutos comerciais. A maior eficiência no uso de água e nutrientes foi alcançada em plantas cultivadas com duas hastes. Plantas com quatro hastes demandaram mais solução nutritiva comparada às plantas com duas e três hastes. Esta maior demanda de solução, acarretou em aumento da condutividade elétrica da solução drenada. Plantas com quatro hastes apresentaram maiores teores de sólidos solúveis nos frutos. A suplementação luminosa também resultou em aumento do teor de sólidos solúveis e ligeiro aumento no teor de ácido ascórbico nos frutos. A suplementação luminosa favoreceu o acúmulo de nitrogênio, fósforo e potássio nas folhas do tomateiro. Desta forma, conclui-se que a suplementação luminosa é uma estratégia de manejo tecnicamente viável nas condições climática estudada. O sistema de condução de haste afeta a produtividade e qualidade dos frutos do tomateiro. Plantas com duas hastes além de apresentar maior produtividade de frutos comerciais, mostrou-se a estratégia mais eficiente no uso da água e nutrientes.

Disposable electrochromic polyaniline sensor based on a redox response using a conventional camera: A first approach to handheld analysis

We present a disposable optical sensor for Ascorbic Acid (AA). It uses a polyaniline based electrochromic sensing film that undergoes a color change when exposed to solutions of ascorbic acid at pH 3.0. The color is monitored by a conventional digital camera working with the hue (H) color coordinate. The electrochromic film was deposited on an Indium Tin Oxide (ITO) electrode by cyclic voltammetry and then characterized by atomic force microscopy, electrochemical and spectroscopic techniques. An estimation of the initial rate of H, as ΔH/Δt, is used as the analytical parameter and resulted in the following logarithmic relationship: ΔH/Δt = 0.029 log[AA] + 0.14, with a limit of detection of 17 μM. The relative standard deviation when using the same membrane 5 times was 7.4% for the blank, and 2.6% (for n = 3) on exposure to ascorbic acid in 160 μM concentration. The sensor is disposable and its applicability to pharmaceutical analysis was demonstrated. This configuration can be extended for future handheld configurations.

Remote Control Electrodeposition: Patterning on Substrates without Direct Electrical Connections

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-06

Neuroprotectant effects of iso-osmolar D-mannitol to prevent Pacific ciguatoxin-1 induced alterations in neuronal excitability: A comparison with other osmotic agents and free radical scavengers

The basis for the neuroprotectant effect of D-mannitol in reducing the sensory neurological disturbances seen in ciguatera poisoning, is unclear. Pacific ciguatoxin-1 (P-CTX-1), at a concentration 10 nM, caused a statistically significant swelling of rat sensory dorsal root ganglia (DRG) neurons that was reversed by hyperosmolar 50 MM D-mannitol. However, using electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy, it was found that P-CTX-1 failed to generate hydroxyl free radicals at concentrations of toxin that caused profound effects on neuronal excitability. Whole-cell patch-clamp recordings from DRG neurons revealed that both hyper- and iso-osmolar 50 MM D-mannitol prevented the membrane depolarisation and repetitive firing of action potentials induced by P-CTX-1. In addition, both hyper- and iso-osmolar 50 MM D-mannitol prevented the hyperpolarising shift in steady-state inactivation and the rise in leakage current through tetrodotoxin (TTX)-sensitive Na-v channels, as well as the increased rate of recovery from inactivation of TTX-resistant Nav channels induced by P-CTX-1. D-Mannitol also reduced, but did not prevent, the inhibition of peak TTX-sensitive and TTX-resistant I-Na amplitude by P-CTX-1. Additional experiments using hyper- and isoosmolar D-sorbitol, hyperosmolar sucrose and the free radical scavenging agents Trolox (R) and L-ascorbic acid showed that these agents, unlike D-mannitol, failed to prevent the effects of P-CTX-1 on spike electrogenesis and Na-v channel gating. These selective actions of D-mannitol indicate that it does not act purely as an osmotic agent to reduce swelling of nerves, but involves a more complex action dependent on the Nav channel subtype, possibly to alter or reduce toxin association. (c) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Increased mortality and photoinhibition in the symbiotic dinoflagellates of the Indo-Pacific coral Stylophora pistillata (Esper) after summer bleaching

Coral bleaching (the loss of symbiotic dinoflagellates from reef-building corals) is most frequently caused by high-light and temperature conditions. We exposed the explants of the hermatypic coral Stylophora pistillata to four combinations of light and temperature in late spring and also in late summer. During mid-summer, two NOAA bleaching warnings were issued for Heron Island reef (Southern Great Barrier Reef, Australia) when sea temperature exceeded the NOAA bleaching threshold, and a 'mild' (in terms of the whole coral community) bleaching event occurred, resulting in widespread S. pistillata bleaching and mortality. Symbiotic dinoflagellate biomass decreased by more than half from late spring to late summer (from 2.5x10(6) to 0.8x10(6) dinoflagellates cm(2) coral tissue), and those dinoflagellates that remained after summer became photoinhibited more readily (dark-adapted F (V) : F (M) decreased to (0.3 compared with 0.4 in spring), and died in greater numbers (up to 17% dinoflagellate mortality compared with 5% in the spring) when exposed to artificially elevated light and temperature. Adding exogenous antioxidants (D-mannitol and L-ascorbic acid) to the water surrounding the coral had no clear effect on either photoinhibition or symbiont mortality. These data show that light and temperature stress cause mortality of the dinoflagellate symbionts within the coral, and that susceptibility to light and temperature stress is strongly related to coral condition. Photoinhibitory mechanisms are clearly involved, and will increase through a positive feedback mechanism: symbiont loss promotes further symbiont loss as the light microenvironment becomes progressively harsher.