Transglutaminase-catalyzed crosslinking of the Aα and γ constituent chains in fibrinogen

Studies on transglutaminases usually focus on the polymerization of protein substrates by intermolecular Nɛ(γ-glutamyl)lysine bridges, without considering the possibility that the monomeric protein units, themselves, could also become crosslinked internally. Both types of crosslinks are produced in the reaction of fibrinogen with red cell transglutaminase. We isolated the transglutaminase-modified, mostly monomeric form (92–96%) of fibrinogen with a Nɛ(γ-glutamyl)lysine content of ≈1.6 moles/mole of fibrinogen. The preparation was fully clottable by thrombin, but the rates of release of fibrinopeptides and clotting times were delayed compared with control. Hybrid Aα⋅γ type of crosslinking, the hallmark of the reaction of the transglutaminase with fibrinogen, occurred by bridging the Aα(408–421) chain segment of the protein to that of γ(392–406). Rotary shadowed electron microscope images showed many monomers to be bent, and the crosslinks seemed to bind the otherwise flexible αC domain closer to the backbone of fibrinogen.

ADP-Glucose Pyrophosphorylase Is Localized to Both the Cytoplasm and Plastids in Developing Pericarp of Tomato Fruit1

The intracellular location of ADP-glucose pyrophosphorylase (AGP) in developing pericarp of tomato (Lycopersicon esculentum Mill) has been investigated by immunolocalization. With the use of a highly specific anti-tomato fruit AGP antibody, the enzyme was localized in cytoplasm as well as plastids at both the light and electron microscope levels. The immunogold particles in plastids were localized in the stroma and at the surface of the starch granule, whereas those in the cytoplasm occurred in cluster-like patterns. Contrary to the fruit, the labeling in tomato leaf cells occurred exclusively in the chloroplasts. These data demonstrate that AGP is localized to both the cytoplasm and plastids in developing pericarp cells of tomato.

On the molecular mechanism of chloroquine's antimalarial action.

Chloroquine is thought to exert its antimalarial effect by preventing the polymerization of toxic heme released during proteolysis of hemoglobin in the Plasmodium digestive vacuole. The mechanism of this blockade has not been established. We incubated cultured parasites with subinhibitory doses of [3H]chloroquine and [3H] quinidine. These [3H]quinoline compounds became associated with hemozoin as assessed by electron microscope autoradiography and subcellular fractionation. In vitro, binding of [3H]quinoline inhibitors to the hemozoin chain depended on the addition of heme substrate. These data counter previous conclusions regarding the lack of quinoline association with hemozoin, explain the exaggerated accumulation of quinolines in the plasmodium digestive vacuole, and suggest that a quinoline heme complex incorporates into the growing polymer to terminate chain extension, blocking further sequestration of toxic heme.

Inositol 1,4,5-trisphosphate receptor subtype 3 in pancreatic islet cell secretory granules revisited.

It has been reported that the inositol 1,4,5-trisphosphate receptor subtype 3 is expressed in islet cells and is localized to both insulin and somatostatin granules [Blondel, O., Moody, M. M., Depaoli, A. M., Sharp, A. H., Ross, C. A., Swift, H. & Bell, G. I. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91, 7777-7781]. This subcellular localization was based on electron microscope immunocytochemistry using antibodies (affinity-purified polyclonal antiserum AB3) directed to a 15-residue peptide of rat inositol trisphosphate receptor subtype 3. We now show that these antibodies cross-react with rat, but not human, insulin. Accordingly, the anti-inositol trisphosphate receptor subtype 3 (AB3) antibodies label electron dense cores of mature (insulin-rich) granules of rat pancreatic beta cells, and rat granule labeling was blocked by preabsorption of the AB3 antibodies with rat insulin. The immunostaining of immature, Golgi-associated proinsulin-rich granules with AB3 antibodies was very weak, indicating that cross-reactivity is limited to the hormone and not its precursor. Also, the AB3 antibodies labeled pure rat insulin crystals grown in vitro but failed to stain crystals grown from pure human insulin. By immunoprecipitation, the antibodies similarly displayed a higher affinity for rat than for human insulin. We could not confirm the labeling of somatostatin granules using AB3 antibodies.

FM1-43 dye ultrastructural localization in and release from frog motor nerve terminals.

Previous work has shown that the fluorescent styryl dye FM1-43 stains nerve terminals in an activity-dependent fashion. This dye appears to label the membranes of recycled synaptic vesicles by being trapped during endocytosis. Stained terminals can subsequently be destained by repeating nerve stimulation in the absence of dye; the destaining evidently reflects escape of dye into the bathing medium from membranes of exocytosing synaptic vesicles. In the present study we tested two key aspects of this interpretation of FM1-43 behavior, namely: (i) that the dye is localized in synaptic vesicles, and (ii) that it is actually released into the bathing medium during destaining. To accomplish this, we first photolyzed the internalized dye in the presence of diaminobenzidine. This created an electron-dense reaction product that could be visualized in the electron microscope. Reaction product was confined to synaptic vesicles, as predicted. Second, using spectrofluorometry, we quantified the release of dye liberated into the medium from tubocurarine-treated nerve-muscle preparations. Nerve stimulation increased the amount of FM1-43 released, and we estimate that normally a stained synaptic vesicle contains a few hundred molecules of the dye. The key to the successful detection of released FM1-43 was to add the micelle-forming detergent 3-[(3-cholamidopropyl)dimethylammonio]-1-propanesulfonate (CHAPS), which increased FM1-43 quantum yield by more than two orders of magnitude.

Z-membranes: artificial organelles for overexpressing recombinant integral membrane proteins.

We have expressed a fusion protein formed between the avian infectious bronchitis virus M protein and the bacterial enzyme beta-glucuronidase in transgenic tobacco cells. Electron microscope images of such cells demonstrate that overexpression of this fusion protein gives rise to a type of endoplasmic reticulum membrane domain in which adjacent membranes become zippered together apparently as a consequence of the oligomerizing action of beta-glucuronidase. These zippered (Z-) membranes lack markers of the endoplasmic reticulum (NADH cytochrome c reductase and ribosomes) and accumulate in the cells in the form of multilayered scroll-like structures (up to 2 micrometers in diameter; 20-50 per cell) without affecting plant growth. The discovery of Z-membranes has broad implications for biology and biotechnology in that they provide a means for accumulating large quantities of recombinant membrane proteins within discrete domains of native membranes.

Mixing of connexins in gap junction membrane channels.

Gap junctions are plaque-like clusters of intercellular channels that mediate intercellular communication. Each of two adjoining cells contains a connexon unit which makes up half of the whole channel. Gap junction channels are formed from a multigene family of proteins called connexins, and different connexins may be coexpressed by a single cell type and found within the same plaque. Rodent gap junctions contain two proteins, connexins 32 and 26. Use of a scanning transmission electron microscope for mass analysis of rodent gap junction plaques and split gap junctions prvided evidence consistent with a model in which the channels may be made from (i) solely connexin 26, (ii) solely connexin 32, or (iii) mixtures of connexin 26 and connexin 32 in which the two connexons are made entirely of connexin 26 and connexin 32. The different types of channels segregate into distinct domains, implying tha connexon channels self-associate to give a non-random distribution within tissues. Since each connexin confers distinct physiological properties on its membrane channels, these results imply that the physiological properties of channels can be tailored by mixing the constituent proteins within these macromolecular structures.

Leukocytes express connexin 43 after activation with lipopolysaccharide and appear to form gap junctions with endothelial cells after ischemia-reperfusion.

Levels and subcellular distribution of connexin 43 (Cx43), a gap junction protein, were studied in hamster leukocytes before and after activation with endotoxin (lipopolysaccharide, LPS) both in vitro and in vivo. Untreated leukocytes did not express Cx43. However, Cx43 was clearly detectable by indirect immunofluorescence in cells treated in vitro with LPS (1 micrograms/ml, 3 hr). Cx43 was also detected in leukocytes obtained from the peritoneal cavity 5-7 days after LPS-induced inflammation. In some leukocytes that formed clusters Cx43 immunoreactivity was present at appositional membranes, suggesting formation of homotypic gap junctions. In cell homogenates of activated peritoneal macrophages, Cx43, detected by Western blot analysis, was mostly unphosphorylated. A second in vivo inflammatory condition studied was that induced by ischemia-reperfusion of the hamster cheek pouch. In this system, leukocytes that adhered to venular endothelial cells after 1 hr of ischemia, followed by 1 hr of reperfusion, expressed Cx43. Electron microscope observations revealed small close appositions, putative gap junctions, at leukocyte-endothelial cell and leukocyte-leukocyte contacts. These results indicate that the expression of Cx43 can be induced in leukocytes during an inflammatory response which might allow for heterotypic or homotypic intercellular gap junctional communication. Gap junctions may play a role in leukocyte extravasation.

Morfologia, taxonomia e análise cladística da tribo Kingsleyini (Crustacea: Decapoda: Pseudothelphusidae)

Kingsleyini corresponde a uma das cinco tribos de Pseudothelphusidae, grupo exclusivamente americano de caranguejos de água doce. Atualmente a tribo inclui 59 espécies agrupadas em 13 gêneros, com distribuição associada aos rios, riachos e igarapés das bacias do Amazonas e do Orinoco. Desde a criação de Kingsleyini o aumento de novos táxons atribuídos a esta tribo não tem sido acompanhado por estudos cladísticos. No presente trabalho é realizada a análise cladística de Kingsleyini, acompanhada de uma revisão morfológica e taxonômica do grupo. Com este propósito, foram estudados espécimes de 60 espécies representantes das cinco tribos e duas subfamílias inclusas em Pseudothelphusidae. O material estudado se encontra depositado nas coleções carcinológicas de seis instituições e inclui os tipos nominais de 29 espécies. Na revisão morfológica foram descritas e ilustradas estruturas somáticas e sexuais da morfologia externa do grupo de estudo. Os estudos morfológicos foram auxiliados por técnicas de Microscopia Electrônica de Varredura (MEV) e cortes histológicos. A partir destas observações foram propostas modificações na terminologia utilizada para denominar as estruturas do primeiro apêndice sexual masculino (primeiro gonópodo) em Kingsleyini. A parte taxonômica deste trabalho inclui chaves de identificação, mapas de distribuição, listas sinonímicas e a descrição e ilustração do primeiro apêndice sexual masculino para a grande maioria das espécies examinadas, assim como a diagnose dos gêneros considerados monofiléticos. A análise filogenética foi realizada a partir de 92 caracteres obtidos de 57 táxons terminais: 49 terminais do grupo interno (Kingsleyini) e oito do grupo-externo (representantes dos demais Pseudothelphusidae). Como resultado da análise cladística foram obtidas seis hipóteses filogenéticas igualmente parcimoniosas: todas elas apoiam o monofiletismo de Kingsleyini e a exclusão do gênero Spirocarcinus da tribo. O monofiletismo dos gêneros Fredius, Kingsleya, Eudaniela e Rodriguezus também encontra-se sustentado em todas as hipóteses filogenéticas obtidas, enquanto que os gêneros Microthelphusa, Neopseudothelphusa, Orthothelphusa e Brasiliothelphusa revelaram-se parafiléticos.

Caracterização tecnológica do minério de ouro da Mina Morro do Ouro - Paracatu, MG.

As unidades de beneficiamento de minério de ouro buscam cada vez mais uma produção de baixo custo e maximização dos ganhos financeiros. A caracterização tecnológica está inserida em uma abordagem multidisciplinar que permite agregar conhecimento, alternativas de otimização e redução nos custos de operação. Inserida como uma ferramenta na caracterização tecnológica, a análise de imagens automatizada tem importante papel no setor mineral principalmente pela rapidez das análises, robustez estatística e confiabilidade nos resultados. A técnica pode ser realizada por meio de imagens adquiridas em microscópio eletrônico de varredura, associada a microanálises químicas sendo utilizada em diversas etapas de um empreendimento mineiro. Este estudo tem como objetivo a caraterização tecnológica de minério de ouro da Mina Morro do Ouro, Minas Gerais na qual foi utilizado a técnica de análise de imagens automatizada por MLA em um conjunto de 88 amostras. Foi possível identificar que 90% do ouro está na fração acima de 0,020 mm; o quartzo e mica representam cerca de 80% da massa total do minério; os sulfetos apresentam diâmetro de círculo equivalente entre 80 e 100 ?m e são representados por pirita e arsenopirita, com pirrotita, calcopirita, esfalerita e galena subordinada. Também foi possível observar que o ouro está majoritariamente associado à pirita e arsenopirita e com o aumento de teor de arsênio, cresce a parcela de ouro associado à arsenopirita. As medianas das distribuições de tamanho dos grãos de ouro apresentam um valor médio de 19 ?m. Verificou-se que a composição dos grãos de ouro é bastante diversa, em média 77% de ouro e 23% de prata. Para material abaixo de 0,50 mm observa-se uma parcela expressiva de perímetro exposto dos grãos de ouro (média 73%); o ouro incluso (21% do total dos grãos de ouro) está associado a pirita e arsenopirita, sendo que em 14 das 88 amostras este valor pode superar 40% do total de ouro contido. A ferramenta da análise de imagens automatizada mostrou-se bastante eficiente definindo características particulares o que fornece de forma objetiva subsídios para os trabalhos de planejamento de mina e processamento mineral.

Nanocompósito de poliestireno reciclado, bentonita sódica e hemi-hidrato de sulfato de cálcio: obtenção e caracterização.

Nesta Tese foram preparados, em solução, filmes híbridos de argila e poliestireno provenientes de copos descartáveis comercializados no mercado brasileiro, com acetato de etila e glicerol. Posteriormente, foi adicionado o Hemi-hidrato de sulfato de cálcio como carga de reforço. Tanto a argila quanto o glicerol, assim como o hemihidrato de sulfato de cálcio, foram utilizados nos percentuais relativos à massa do poliestireno fragmentado correspondendo a 1%,2%, 3%,4%, 5% e 7%. Dos filmes, nos percentuais 3, 4, 5 e 7, exclui-se o percentual de 4% e os demais foram fragmentados e submetidos a extrusão, com resfriamento natural, à seco, produzindo-se grãos com os quais foi avaliado o índice de fluidez e injetados para a moldagem de corpos de prova rígidos. O desempenho dos corpos rígidos, foi comparado com os resultados do HIPS 484, e o GPPS comercializados no mercado brasileiro. Os filmes foram caracterizados por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura (MEV), calorimetria exploratória diferencial (DSC), além dos testes de resistência à tração, fluorescência de raios X, EDS e FTIR. Amostra do filme, ultrafino, obtido a partir da solução com o percentual de 5% foi observada ao microscópio ótico e no microscópio eletrônico de transmissão, assim como amostras de corpos rígidos microtomizadas. Nos corpos rígidos, além das análises instrumentais citadas, foram avaliadas a resistência à flexão, modulo de flexão, resistência à tração, alongamento e resistência ao impacto Izod. O desempenho sob chama foi avaliado em amostras de filme e também do corpo rígido. Resultados do DRX, e da MET foram coerentes com a bibliografia para nanocompósitos argila-polímero e, associado às respostas dos demais ensaios, indicaram um material de boa qualidade morfológica e boas propriedades mecânicas comparadas ao HIPS 484 e ao GPPS. Sob a chama o material produzido apresentou maior resistência à queima avaliado pela quantidade aparente de material residual para um mesmo tempo sob fogo. Constatou-se, também, uma boa dispersão das cargas na matriz polimérica, assim como uma adequada interação entre os elementos orgânicos e inorgânicos do material, a delaminação parcial da argila e quebra da estrutura do hemi-hidrato. Isto resultou em um bom desempenho mecânico e térmico do compósito que pode ser atribuído, tanto a uma forte influência dos íons metálicos presentes nas cargas inorgânicas, quanto às adições presentes na formulação dos copos descartáveis.

Caracterização tecnológica de minérios auríferos por análise automatizada de imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura.

O ouro, assim como outros bens minerais, é uma commodity, ou seja, um produto não diferenciado, com preço determinado pelo mercado internacional, sem a interferência de seus produtores. Diante desse cenário, associado à exaustão dos depósitos minerais de maiores teores, as mineradoras vêm buscando melhores formas de aproveitamento de matérias-primas minerais mais complexas quanto à extração e ao beneficiamento. Os retornos financeiros são obtidos no estrito controle da produção com redução de custos e mitigação de perdas nas operações unitárias. A caracterização tecnológica está inserida como uma abordagem multidisciplinar e fundamental para o melhor aproveitamento dos bens minerais. Possibilita um maior conhecimento do minério e das associações minerais presentes, que auxiliará no desenvolvimento das alternativas de explotação e na otimização do processo em funcionamento. Dentre os procedimentos de caracterização das associações minerais mais acurados citam-se os sistemas automatizados de análise de imagens adquiridas por microscopia eletrônica de varredura. Permitem a avaliação qualitativa ou quantitativa de grande número de partículas quanto à composição química e mineral, partição de elementos nos minerais presentes, formas de associações e liberação entre os minerais. Este estudo se concentra na caracterização de quatro amostras mineralizadas a ouro, de diferentes regiões do Brasil, pela análise automatizada de imagens e por métodos laboratoriais de separações minerais e extração hidrometalúrgica do ouro. A combinação de procedimentos laboratoriais com a análise de imagens permitiu confrontar os resultados das recuperações potenciais, fornecendo subsídios para abordagens de processo, para obtenção da máxima recuperação do ouro e para diagnosticar as características interferentes nesses processos.

Where Is My Food? Brazilian Flower Fly Steals Prey from Carnivorous Sundews in a Newly Discovered Plant-Animal Interaction

A new interaction between insects and carnivorous plants is reported from Brazil. Larvae of the predatory flower fly Toxomerus basalis (Diptera: Syrphidae: Syrphinae) have been found scavenging on the sticky leaves of several carnivorous sundew species (Drosera, Droseraceae) in Minas Gerais and São Paulo states, SE Brazil. This syrphid apparently spends its whole larval stage feeding on prey trapped by Drosera leaves. The nature of this plant-animal relationship is discussed, as well as the Drosera species involved, and locations where T. basalis was observed. 180 years after the discovery of this flower fly species, its biology now has been revealed. This is (1) the first record of kleptoparasitism in the Syrphidae, (2) a new larval feeding mode for this family, and (3) the first report of a dipteran that shows a kleptoparasitic relationship with a carnivorous plant with adhesive flypaper traps. The first descriptions of the third instar larva and puparium of T. basalis based on Scanning Electron Microscope analysis are provided.

A Mineralogical Study of a Dravitic Tourmaline from the Grenville Province

Tourmaline from a gem-quality deposit in the Grenville province has been studied with X-ray diffraction, visible-near infrared spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, electron microprobe and optical measurements. The tourmaline is found within tremolite-rich calc-silicate pods hosted in marble of the Central Metasedimentary Belt. The crystals are greenish-greyish-brown and have yielded facetable material up to 2.09 carats in size. Using the classification of Henry et al. 2011 the tourmaline is classified as a dravite, with a representative formula shown to be (Na0.73Ca0.2380.032)(Mg2+2.913Fe2+0.057Ti4+0.030) (Al3+5.787Fe3+0.017Mg2+0.14)(Si6.013O18)(BO3)3(OH)3((OH,O)0.907F0.093). Rietveld analysis of powder diffraction data gives a = 15.9436(8) Å, c = 7.2126(7) Å and a unit cell volume of 1587.8 Å3. A polished thin section was cut perpendicular to the c-axis of one tourmaline crystal, which showed zoning from a dark brown core into a lighter rim into a thin darker rim and back into lighter zonation. Through the geochemical data, three key stages of crystal growth can be seen within this thin section. The first is the core stage which occurs from the dark core to the first colourless zone; the second is from this colourless zone increasing in brown colour to the outer limit before a sudden absence of colour is noted; the third is a sharp change from the end of the second and is entirely colourless. These events are the result of metamorphism and hydrothermal fluids resulting from nearby felsic intrusive plutons. Scanning electron microscope, and electron microprobe traverses across this cross-section revealed that the green colour is the result of iron present throughout the system while the brown colour is correlated with titanium content. Crystal inclusions in the tourmaline of chlorapatite, and zircon were identified by petrographic analysis and confirmed using scanning electron microscope data and occur within the third stage of formation.

Efeito de cinco colutórios na morfologia de superfície e características óticas de restaurações diretas com dois tipos de resinas compostas

Dissertação para obtenção do grau de Mestre no Instituto Superior de Ciências da Saúde Egas Moniz