Atividade de proteases e disponibilidade de nitrogênio para laranjeira cultivada em Latossolo Vermelho distrófico

O conhecimento do potencial da mineralização dos compostos orgânicos nitrogenados do solo é fundamental para o uso eficiente do N em sistemas de produção agrícola. Com o objetivo de avaliar a atividade de proteases e suas relações com os teores de diferentes formas de N em Latossolo Vermelho distrófico cultivado com laranjeira, foram coletadas amostras de solo em duas profundidades (0-10 e 10-20 cm), na linha de projeção da copa e nas entrelinhas, nos meses de novembro e dezembro/98, fevereiro e março/99. Em março/99, época recomendada para a diagnose foliar, também foram coletadas amostras de folhas. As amostras de solo foram avaliadas com relação à atividade de proteases e aos teores de N-amoniacal, N-nitrato, N-total, N-amoniacal obtido após incubação anaeróbia (N-pot) e N-amoniacal extraído por solução de CaCl2 sob autoclavagem (N-autoclave). Nas amostras de folha, determinou-se o teor de N-total. A atividade de proteases foi influenciada pelo local e pela profundidade de amostragem, tendo sido mais elevada na linha de projeção da copa e profundidade de 0-10 cm. A aplicação de fertilizante orgânico causou aumento na atividade de proteases, principalmente na camada de 0-10 cm. O coeficiente de correlação entre atividade de proteases e outros métodos para avaliação da disponibilidade de N dependeu da época, do local e da profundidade de amostragem. A correlação entre o N-foliar, obtido na época indicada para diagnose foliar, a atividade de proteases e as demais formas para avaliar disponibilidade de N (N-amoniacal, N-nitrato, N-autoclave e N-pot) variou com a época de amostragem. A atividade de proteases foi positiva e altamente correlacionada com o N-foliar, obtido na época indicada para fins de diagnose foliar, para amostras de terra retiradas nas entrelinhas (0-10 cm), no mês de dezembro/1998.

Processing of the circumsporozoite protein in infected hepatocytes is not dependent on aspartic proteases

CD8(+) T cells play a major role in the protective immune response against the liver stage of malaria. It was previously shown that the circumsporozoite protein (CSP) is processed and presented to specific T cells by both traversed and infected hepatocytes, but their respective antigen processing requirements were not completely defined. In the present study, we show that in vitro processing of the Plasmodium berghei CSP by infected mouse primary hepatocytes is exclusively dependent on proteasomes, while aspartic proteases are also needed in the case of traversed hepatocytes

Novel secreted proteases of Aspergillus fumigatus

Objectives: Sequencing and annotation of the genome of Aspergillus fumigatus has dramatically changed our knowledge about the proteins potentially encoded by the fungus. Own analysis have resulted in at least 47 of them contain a signal for secretion. Among those list we want to characterize those enzymes that may have impact on fungal growth outside and particularly inside the host. We thereby want to learn more about their function in general and to identify possible novel drug targets suited to combat invasive aspergillosis. Methods: Four groups of secreted proteases have been chosen for further analysis: 1 Serine-carboxyl proteases (sedolisins). Four of them were expressed in yeast and partly in bacteria. Substrate-specificity studies and kinetics as well as protein characterization of the yeast derived proteases were performed according to standard methods. Enzyme specific polyclonal antibodies were raised in rabbits using the peptides expressed in bacteria. Expression of proteases in A. fumigatus was investigated with these antibodies and gene knockout mutants for each enzyme as a control. All the following mentioned proteases will be investigated accordingly. 2 Two metalloproteases from the M12-family, ADAM-A and ADAM-B. Both proteases are likely membrane associated and may have inherent sheddase function as their counterparts in mammals. 3 One metalloprotease of the M43 family. An orthologue of this protease in Coccidioides posadasii is known to posses immunomodulating activities. 4 One putative endoprotease of the S28-family. An orthologue in Aspergillus niger is known to digest proline-rich proteins. In A. fumigatus this enzyme may facilitate invasion through proline-rich proteins like collagen. Results: All sedolisins expressed in yeast were proteolytically active: Three of them were characterized as tripeptidyl-peptidases whereas one enzyme is an endoprotease. Corresponding knockout mutants did not reveal a specific phenotype. Expression and investigations on all above mentioned proteases as well as generation of corresponding knockout mutants and double knockout mutants for the ADAMs, respectively, is underway. Promising candidates will be investigated in animal studies for reduced virulence. Conclusions : The real existence of so far hypothetical proteases predicted by the genome project was already demonstrated for the sedolisins by a reverse genetic approach (from gene to protein). With the aim of improving basic knowledge on function of other proteases potentially crucial for fungal growth and thus for pathogenesis, other hypothetical enzymes will be investigated. Those enzymes may turn out to be ideal drug targets for antimycotic chemotherapy.

Expression of genes encoding cytotoxic cell-associated serine proteases in thymocytes.

A family of homologous serine esterases designated granzyme A-H and the pore-forming protein perforin are present in cytoplasmic granules of mature peripheral cytolytic T lymphocytes and natural killer cells. In vivo, the majority of cytotoxic T cells containing these granule-associated proteins are of the CD4-CD8+ phenotype. It is generally assumed that these cells are derived from immature CD4-CD8- thymocytes. However, the precise intrathymic differentiation steps leading to functionally mature cytotoxic T cells are unclear. Thus we decided to analyze the expression of genes in the thymus which are preferentially expressed in mature cytotoxic cells, i.e. granzyme A, granzyme B, and perforin. In situ hybridization on tissue sections revealed the expression of genes coding for granzyme A and granzyme B in the thymus. No evidence was found, however, for thymocytes expressing the perforin gene. Granzyme A and granzyme B mRNA positive cells in the thymus are almost exclusively CD4-CD8- thymocytes, particularly of the CD3- IL2R- phenotype.

Efeito da germinação de soja CV. BR-13 e Paraná sobre ácido fítico, fósforo total e inibidores de tripsina

Este trabalho foi conduzido para avaliar o efeito da germinação sobre os constituintes antinutricionais da soja, ácido fítico, P total e inibidores de tripsina, que interferem na utilização de proteínas e outras substâncias. A diminuição no aproveitamento de nutrientes resulta em inibição de crescimento, hipoglicemia ou danos a tecidos animais. Para os ensaios foram utilizadas as cultivares de soja (Glycine max (L.) Merrill ) BR-13 e Paraná. As sementes foram incubadas em câmara de germinação a 25°C e 100% de umidade, de 0 a 72 horas, com coleta de amostras em intervalos eqüidistantes de seis horas. A cultivar Paraná apresentou teores superiores de ácido fítico, P total e inibidores de tripsina, em relação à cultivar BR-13. As análises de variância e comparações entre médias indicaram que houve aumentos significativos (p < 0,05) nos teores de P total (8,5% e 3,6% nas cultivares BR-13 e Paraná, respectivamente) e nos níveis de inibidores de tripsina (22,05% e 17,10% nas cultivares BR-13 e Paraná, respectivamente), e reduções nos teores de ácido fítico (15,96% e 9,46% nas cultivares BR-13 e Paraná, respectivamente), em 72 horas de germinação.

Antigen binding to secretory immunoglobulin A results in decreased sensitivity to intestinal proteases and increased binding to cellular Fc receptors.

In intestinal secretions, secretory IgA (SIgA) plays an important sentinel and protective role in the recognition and clearance of enteric pathogens. In addition to serving as a first line of defense, SIgA and SIgA x antigen immune complexes are selectively transported across Peyer's patches to underlying dendritic cells in the mucosa-associated lymphoid tissue, contributing to immune surveillance and immunomodulation. To explain the unexpected transport of immune complexes in face of the large excess of free SIgA in secretions, we postulated that SIgA experiences structural modifications upon antigen binding. To address this issue, we associated specific polymeric IgA and SIgA with antigens of various sizes and complexity (protein toxin, virus, bacterium). Compared with free antibody, we found modified sensitivity of the three antigens assayed after exposure to proteases from intestinal washes. Antigen binding further impacted on the immunoreactivity toward polyclonal antisera specific for the heavy and light chains of the antibody, as a function of the antigen size. These conformational changes promoted binding of the SIgA-based immune complex compared with the free antibody to cellular receptors (Fc alphaRI and polymeric immunoglobulin receptor) expressed on the surface of premyelocytic and epithelial cell lines. These data reveal that antigen recognition by SIgA triggers structural changes that confer to the antibody enhanced receptor binding properties. This identifies immune complexes as particular structural entities integrating the presence of bound antigens and adds to the known function of immune exclusion and mucus anchoring by SIgA.

Adapter and enzymatic functions of proteases in T-cell activation.

Proteases control many vital aspects of humoral and cellular immune responses, including the maturation of cytokines and the killing of target cells. Recently, it has become evident that triggering of the T-cell receptor controls T-cell proliferation through proteases such as mucosa-associated lymphoid tissue 1 (MALT1) and Caspase-8 that act both as adapters and enzymes. Here, we discuss the role of these and other proteases that are relevant to the control of the T-cell response and represent interesting targets of therapeutic immunomodulation.

Caracterização genética de Euphorbia heterophylla resistente a herbicidas inibidores da acetolactato sintase

O aumento do número de plantas daninhas resistentes aos herbicidas inibidores da enzima acetolactato sintase é um tema abordado com freqüência por produtores e comunidade científica. No Brasil, nove espécies já foram documentadas por apresentarem tal problema. O objetivo deste trabalho foi determinar a diversidade genética de populações de leiteira (Euphorbia heterophylla L.) resistentes aos herbicidas inibidores da enzima acetolactato sintase. Quarenta populações de plantas oriundas de sementes coletadas em áreas do Estado do Rio Grande do Sul, Brasil, com suspeita de resistência, foram selecionadas, a partir da aplicação prévia de herbicidas com este mecanismo de ação em casa de vegetação. Vinte plantas de cada população serviram de amostra para a extração de DNA. Trinta marcadores de polimorfismo de DNA amplificado ao acaso (RAPD) foram selecionados, cada um com 10 oligonucleotídeos de seqüência arbitrária. Na análise de agrupamento, cujo coeficiente médio de similaridade foi de 40%, as populações foram separadas em sete grupos. As populações dos municípios de Pontão, Augusto Pestana e Não-me-Toque foram consideradas geneticamente diferentes. Há variabilidade genética relacionada à resistência do herbicida entre as populações de E. heterophylla que ocorrem no planalto do Estado do Rio Grande do Sul.

Distância genética e geográfica entre acessos de picão-preto suscetíveis e resistentes a herbicidas inibidores da acetolactato sintase

O objetivo deste trabalho foi avaliar o grau de similaridade genética entre acessos de picão-preto, suscetíveis e resistentes aos herbicidas inibidores da enzima acetolactato sintase (ALS) e a relação entre similaridade genética e distância geográfica desses acessos. Sementes dos acessos foram coletadas no Estado do Paraná e cultivadas em casa de vegetação, na Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, RS, em outubro de 2004. Depois da confirmação da resistência ou suscetibilidade dos acessos aos inibidores da enzima ALS, realizou-se a extração de DNA. Por meio da técnica de RAPD, foi possível avaliar a similaridade genética entre os acessos de picão-preto. Na análise conjunta dos acessos, dos 20 iniciadores utilizados, 17 apresentaram-se polimórficos, amplificando um total de 94 bandas. A similaridade genética média foi baixa e equivalente a 37%. A análise de regressão evidenciou que não há relação entre distância genética e geográfica nos acessos de picão-preto avaliados. A baixa similaridade geral entre esses acessos evidencia que a resistência aos herbicidas na região se configura pela seleção de indivíduos resistentes preexistentes na população.

Crescimento e competitividade de biótipos de capim-colchão resistente e suscetível aos herbicidas inibidores da acetil coenzima A carboxilase

O objetivo deste trabalho foi comparar o crescimento e a habilidade competitiva de dois biótipos de capim-colchão (Digitaria ciliaris), um resistente (R) e outro suscetível (S) aos herbicidas inibidores da acetil coenzima A carboxilase. O crescimento dos biótipos foi determinado pela coleta da matéria seca das plantas, aos 14, 21, 25, 28, 34, 42, 49, 57, 65, 72, 78, 86, 101, 111 e 118 dias após emergência (DAE). Os dados de massa de matéria seca foram ajustados ao modelo logístico e, também, utilizados para a obtenção da taxa de crescimento absoluto. Para avaliar a habilidade competitiva intra-específica e interespecífica, foram instalados cinco experimentos com o uso do método substitutivo. Compararam-se os biótipos R e S entre si e cada um destes com a cultura da soja, quando semeada no mesmo dia ou sete dias após a semeadura das plantas daninhas. As proporções de plantas entre as espécies ou biótipos utilizados foram: 5:0; 4:1; 3:2; 2:3; 1:4 e 0:5. Os biótipos de capim-colchão apresentaram acúmulo de matéria seca, crescimento absoluto e competição interespecífica semelhantes, e a redução da matéria seca da soja foi similar na presença dos biótipos R e S, o que sugere que ambos os biótipos de capim-colchão possuem a mesma adaptabilidade ecológica.

L'agrégation toxique des protéines: une forme de "delinquance moléculaire" activement combattue dans la cellule par les chaperones moléculaires et les protéases [The toxic aggregation of proteins: a kind of "molecular delinquency" actively fought in the cell by molecular chaperones and proteases]

Under various stresses, mutation-sensitised proteins may spontaneously convert into inactive, aggregation-prone structures, which may be cytotoxic and infectious. In the cell, this new kind of "molecular criminality" is actively fought against by a network of molecular chaperones that can specifically identify, isolate and unfold damaged (delinquent) proteins and favour their subsequent native refolding. Irreversibly damaged molecules unable to natively refold are preferentially "executed" and recycled by proteases. Failing that, they are "imprisoned" within compact amyloids, or "evicted" from the cell. Thus, striking parallels, although of questionable ethical value, exist between protein and human criminality, and between the cellular and social responses to these different types of criminality. Fundamental differences also exist. Whereas programmed death (apoptosis) is the preferred solution chosen by aged and aggregation-stressed cells, collective suicide is seldom an option chosen by lawless human societies. More significantly, there is no clear cellular equivalent for the role of the family and the education system, which are so essential to the proper shaping of functional individuals in the society, and give rise to humanism, that favours crime prevention, reeducation and reinsertion programs over capital punishment. To the cardiologist and transplantation surgeon, the interest of molecular chaperones, in particular of Hsp70, Hsp90 and Hsp27, lays in their ability to inhibit the signalling pathway of programmed cell death. Their induction before and during ischemia, by various treatments and drugs could significantly reduce damages from the post ischemic reperfusion of organs.

Chaperones and proteases: cellular fold-controlling factors of proteins in neurodegenerative diseases and aging.

The formation of toxic protein aggregates is a common denominator to many neurodegenerative diseases and aging. Accumulation of toxic, possibly infectious protein aggregates induces a cascade of events, such as excessive inflammation, the production of reactive oxygen species, apoptosis and neuronal loss. A network of highly conserved molecular chaperones and of chaperone-related proteases controls the fold-quality of proteins in the cell. Most molecular chaperones can passively prevent protein aggregation by binding misfolding intermediates. Some molecular chaperones and chaperone-related proteases, such as the proteasome, can also hydrolyse ATP to forcefully convert stable harmful protein aggregates into harmless natively refoldable, or protease-degradable, polypeptides. Molecular chaperones and chaperone-related proteases thus control the delicate balance between natively folded functional proteins and aggregation-prone misfolded proteins, which may form during the lifetime and lead to cell death. Abundant data now point at the molecular chaperones and the proteases as major clearance mechanisms to remove toxic protein aggregates from cells, delaying the onset and the outcome of protein-misfolding diseases. Therapeutic approaches include treatments and drugs that can specifically induce and sustain a strong chaperone and protease activity in cells and tissues prone to toxic protein aggregations.

Identification of novel secreted proteases during extracellular proteolysis by dermatophytes at acidic pH.

The dermatophytes are a group of closely related fungi which are responsible for the great majority of superficial mycoses in humans and animals. Among various potential virulence factors, their secreted proteolytic activity attracts a lot of attention. Most dermatophyte-secreted proteases which have so far been isolated in vitro are neutral or alkaline enzymes. However, inspection of the recently decoded dermatophyte genomes revealed many other hypothetical secreted proteases, in particular acidic proteases similar to those characterized in Aspergillus spp. The validation of such genome predictions instigated the present study on two dermatophyte species, Microsporum canis and Arthroderma benhamiae. Both fungi were found to grow well in a protein medium at acidic pH, accompanied by extracellular proteolysis. Shotgun MS analysis of secreted protein revealed fundamentally different protease profiles during fungal growth in acidic versus neutral pH conditions. Most notably, novel dermatophyte-secreted proteases were identified at acidic pH such as pepsins, sedolisins and acidic carboxypeptidases. Therefore, our results not only support genome predictions, but demonstrate for the first time the secretion of acidic proteases by dermatophytes. Our findings also suggest the existence of different pathways of protein degradation into amino acids and short peptides in these highly specialized pathogenic fungi.

Endonuclease com incompatibilidade heteroduplex para detectar mutação e variações genéticas de inibidores da tripsina em soja

O objetivo deste trabalho foi avaliar a variação genética do inibidor de tripsina em variedades cultivadas (Glycine max) e silvestres (Glycine soja) de soja. Foram avaliadas as variações genéticas do inibidor de tripsina Kunitz, representado pela proteína 21-kDa (KTI), e do inibidor de tripsina-quimotripsina Bowman-Birk (BBI), em variedades de soja cultivadas (G. max) e selvagens (G. soja). Ensaios de clivagem foram feitos com endonuclease de incompatibilidade heteroduplex, para a detectar mutações no gene de KTI, com uma única nuclease específica de cadeia simples, obtida a partir de extractos de aipo (CEL I). As variedades de soja estudadas apresentaram baixo nível de variação genética em KTI e BBI. A análise por PCR -RFLP dividiu o BBI-A em A1 e A2 e mostrou que o Tib do KTI é o tipo dominante. A digestão com enzimas de restrição não foi capaz de detectar diferenças entre os tipos de ti-null e outros alelos Ti, enquanto o ensaio com endonucleases com incompatibilidade heteroduplex com CEL I pôde detectar o tipo ti-null. O método de digestão com CEL I fornece uma ferramenta genética simples e útil para a análise de SNP. O método apresentado pode ser utilizado como ferramenta para a triagem rápida e útil de genótipos desejáveis em futuros programas de melhoramento de soja.