Wheat cytosolic acetyl-CoA carboxylase complements an ACC1 null mutation in yeast

Spores harboring an ACC1 deletion derived from a diploid Saccharomyces cerevisiae strain, in which one copy of the entire ACC1 gene is replaced with a LEU2 cassette, fail to grow. A chimeric gene consisting of the yeast GAL10 promoter, yeast ACC1 leader, wheat cytosolic acetyl-CoA carboxylase (ACCase) cDNA, and yeast ACC1 3′ tail was used to complement a yeast ACC1 mutation. The complementation demonstrates that active wheat ACCase can be produced in yeast. At low concentrations of galactose, the activity of the “wheat gene” driven by the GAL10 promoter is low and ACCase becomes limiting for growth, a condition expected to enhance transgenic yeast sensitivity to wheat ACCase-specific inhibitors. An aryloxyphenoxypropionate and two cyclohexanediones do not inhibit growth of haploid yeast strains containing the yeast ACC1 gene, but one cyclohexanedione inhibits growth of the gene-replacement strains at concentrations below 0.2 mM. In vitro, the activity of wheat cytosolic ACCase produced by the gene-replacement yeast strain is inhibited by haloxyfop and cethoxydim at concentrations above 0.02 mM. The activity of yeast ACCase is less affected. The wheat plastid ACCase in wheat germ extract is inhibited by all three herbicides at concentrations below 0.02 mM. Yeast gene-replacement strains will provide a convenient system for the study of plant ACCases.

Link between light and fatty acid synthesis: Thioredoxin-linked reductive activation of plastidic acetyl-CoA carboxylase

Fatty acid synthesis in chloroplasts is regulated by light. The synthesis of malonyl-CoA, which is catalyzed by acetyl-CoA carboxylase (ACCase) and is the first committed step, is modulated by light/dark. Plants have ACCase in plastids and the cytosol. To determine the possible involvement of a redox cascade in light/dark modulation of ACCase, the effect of DTT, a known reductant of S-S bonds, was examined in vitro for the partially purified ACCase from pea plant. Only the plastidic ACCase was activated by DTT. This enzyme was activated in vitro more efficiently by reduced thioredoxin, which is a transducer of redox potential during illumination, than by DTT alone. Chloroplast thioredoxin-f activated the enzyme more efficiently than thioredoxin-m. The ACCase also was activated by thioredoxin reduced enzymatically with NADPH and NADP-thioredoxin reductase. These findings suggest that the reduction of ACCase is needed for activation of the enzyme, and a redox potential generated by photosynthesis is involved in its activation through thioredoxin as for enzymes of the reductive pentose phosphate cycle. The catalytic activity of ACCase was maximum at pH 8 and 2–5 mM Mg2+, indicating that light-produced changes in stromal pH and Mg2+ concentration modulate ACCase activity. These results suggest that light directly modulates a regulatory site of plastidic prokaryotic form of ACCase via a signal transduction pathway of a redox cascade and indirectly modulates its catalytic activity via stromal pH and Mg2+ concentration. A redox cascade is likely to link between light and fatty acid synthesis, resulting in coordination of fatty acid synthesis with photosynthesis.

Herbicide sensitivity determinant of wheat plastid acetyl-CoA carboxylase is located in a 400-amino acid fragment of the carboxyltransferase domain

A series of chimeral genes, consisting of the yeast GAL10 promoter, yeast ACC1 leader, wheat acetyl-CoA carboxylase (ACCase; EC 6.4.1.2) cDNA, and yeast ACC1 3′-tail, was used to complement a yeast ACC1 mutation. These genes encode a full-length plastid enzyme, with and without the putative chloroplast transit peptide, as well as five chimeric cytosolic/plastid proteins. Four of the genes, all containing at least half of the wheat cytosolic ACCase coding region at the 5′-end, complement the yeast mutation. Aryloxyphenoxypropionate and cyclohexanedione herbicides, at concentrations below 10 μM, inhibit the growth of haploid yeast strains that express two of the chimeric ACCases. This inhibition resembles the inhibition of wheat plastid ACCase observed in vitro and in vivo. The differential response to herbicides localizes the sensitivity determinant to the third quarter of the multidomain plastid ACCase. Sequence comparisons of different multidomain and multisubunit ACCases suggest that this region includes part of the carboxyltransferase domain, and therefore that the carboxyltransferase activity of ACCase (second half-reaction) is the target of the inhibitors. The highly sensitive yeast gene-replacement strains described here provide a convenient system to study herbicide interaction with the enzyme and a powerful screening system for new inhibitors.

Plastid-localized acetyl-CoA carboxylase of bread wheat is encoded by a single gene on each of the three ancestral chromosome sets

5′-End fragments of two genes encoding plastid-localized acetyl-CoA carboxylase (ACCase; EC 6.4.1.2) of wheat (Triticum aestivum) were cloned and sequenced. The sequences of the two genes, Acc-1,1 and Acc-1,2, are 89% identical. Their exon sequences are 98% identical. The amino acid sequence of the biotin carboxylase domain encoded by Acc-1,1 and Acc-1,2 is 93% identical with the maize plastid ACCase but only 80–84% identical with the cytosolic ACCases from other plants and from wheat. Four overlapping fragments of cDNA covering the entire coding region were cloned by PCR and sequenced. The wheat plastid ACCase ORF contains 2,311 amino acids with a predicted molecular mass of 255 kDa. A putative transit peptide is present at the N terminus. Comparison of the genomic and cDNA sequences revealed introns at conserved sites found in the genes of other plant multifunctional ACCases, including two introns absent from the wheat cytosolic ACCase genes. Transcription start sites of the plastid ACCase genes were estimated from the longest cDNA clones obtained by 5′-RACE (rapid amplification of cDNA ends). The untranslated leader sequence encoded by the Acc-1 genes is at least 130–170 nucleotides long and is interrupted by an intron. Southern analysis indicates the presence of only one copy of the gene in each ancestral chromosome set. The gene maps near the telomere on the short arm of chromosomes 2A, 2B, and 2D. Identification of three different cDNAs, two corresponding to genes Acc-1,1 and Acc-1,2, indicates that all three genes are transcriptionally active.

A Multisubunit Acetyl Coenzyme A Carboxylase from Soybean1

A multisubunit form of acetyl coenzyme A (CoA) carboxylase (ACCase) from soybean (Glycine max) was characterized. The enzyme catalyzes the formation of malonyl CoA from acetyl CoA, a rate-limiting step in fatty acid biosynthesis. The four known components that constitute plastid ACCase are biotin carboxylase (BC), biotin carboxyl carrier protein (BCCP), and the α- and β-subunits of carboxyltransferase (α- and β-CT). At least three different cDNAs were isolated from germinating soybean seeds that encode BC, two that encode BCCP, and four that encode α-CT. Whereas BC, BCCP, and α-CT are products of nuclear genes, the DNA that encodes soybean β-CT is located in chloroplasts. Translation products from cDNAs for BC, BCCP, and α-CT were imported into isolated pea (Pisum sativum) chloroplasts and became integrated into ACCase. Edman microsequence analysis of the subunits after import permitted the identification of the amino-terminal sequence of the mature protein after removal of the transit sequences. Antibodies specific for each of the chloroplast ACCase subunits were generated against products from the cDNAs expressed in bacteria. The antibodies permitted components of ACCase to be followed during fractionation of the chloroplast stroma. Even in the presence of 0.5 m KCl, a complex that contained BC plus BCCP emerged from Sephacryl 400 with an apparent molecular mass greater than about 800 kD. A second complex, which contained α- and β-CT, was also recovered from the column, and it had an apparent molecular mass of greater than about 600 kD. By mixing the two complexes together at appropriate ratios, ACCase enzymatic activity was restored. Even higher ACCase activities were recovered by mixing complexes from pea and soybean. The results demonstrate that the active form of ACCase can be reassembled and that it could form a high-molecular-mass complex.

An isoleucine/leucine residue in the carboxyltransferase domain of acetyl-CoA carboxylase is critical for interaction with aryloxyphenoxypropionate and cyclohexanedione inhibitors

cDNA fragments encoding the carboxyltransferase domain of the multidomain plastid acetyl-CoA carboxylase (ACCase) from herbicide-resistant maize and from herbicide-sensitive and herbicide-resistant Lolium rigidum were cloned and sequenced. A Leu residue was found in ACCases from herbicide-resistant plants at a position occupied by Ile in all ACCases from sensitive grasses studied so far. Leu is present at the equivalent position in herbicide-resistant ACCases from other eukaryotes. Chimeric ACCases containing a 1000-aa fragment of two ACCase isozymes found in a herbicide-resistant maize were expressed in a yeast ACC1 null mutant to test herbicide sensitivity of the enzyme in vivo and in vitro. One of the enzymes was resistant/tolerant, and one was sensitive to haloxyfop and sethoxydim, rendering the gene-replacement yeast strains resistant and sensitive to these compounds, respectively. The sensitive enzyme has an Ile residue, and the resistant one has a Leu residue at the putative herbicide-binding site. Additionally, a single Ile to Leu replacement at an equivalent position changes the wheat plastid ACCase from sensitive to resistant. The effect of the opposite substitution, Leu to Ile, makes Toxoplasma gondii apicoplast ACCase resistant to haloxyfop and clodinafop. In this case, inhibition of the carboxyltransferase activity of ACCase (second half-reaction) of a large fragment of the Toxoplasma enzyme expressed in Escherichia coli was tested. The critical amino acid residue is located close to a highly conserved motif of the carboxyltransferase domain, which is probably a part of the enzyme active site, providing the basis for the activity of fop and dim herbicides.

Structure of a gene encoding a cytosolic acetyl-CoA carboxylase of hexaploid wheat.

An entire gene encoding wheat (var. Hard Red Winter Tam 107) acetyl-CoA carboxylase [ACCase; acetyl-CoA:carbon-dioxide ligase (ADP-forming), EC 6.4.1.2] has been cloned and sequenced. Comparison of the 12-kb genomic sequence with the 7.4-kb cDNA sequence reported previously revealed 29 introns. Within the coding region, the exon sequence is 98% identical to the known wheat cDNA sequence. A second ACCase gene was identified by sequencing fragments of genomic clones that include the first two exons and the first intron. Additional transcripts were detected by 5' and 3' RACE analysis (rapid amplification of cDNA ends). One set of transcripts had a 5' end sequence identical to the cDNA found previously and another set was identical to the gene reported here. The 3' RACE clones fall into four distinguishable sequence sets, bringing the number of ACCase sequences to six. None of these cDNA or genomic clones encodes a chloroplast targeting signal. Identification of six different sequences suggests that either the cytosolic ACCase genes are duplicated in the three chromosome sets in hexaploid wheat or that each of the six alleles of the cytosolic ACCase gene has a readily distinguishable DNA sequence.

Desenvolvimento e validação de métodos bioanalíticos para o monitoramento dos produtos das vias metabólicas do triptofano em linhagem celular de glioma humano

O metabolismo do triptofano (Trp) se dá pela via das quinureninas (QUIN), pela via serotoninérgica (SER) e pela via das aminas traço. A primeira gera QUIN e uma variedade de outros metabólitos secundários. Quando conduzida pela enzima indolamina 2,3 dioxigenase (IDO) contribui para os fenômenos de tolerância e imune escape de células tumorais; e quando conduzida pela triptofano 2,3 dioxigenase (TDO) no fígado, participa na síntese da niacina e NAD. A via SER leva à formação do neurotransmissor serotonina (SER), que pode gerar o hormônio melatonina (MEL), respectivamente e outros metabólitos biologicamente ativos. Outra via menos estudada, a via das aminas traço, produz produtos neuroativos. Dada a abrangência e importância das rotas metabólicas do Trp, nós desenvolvemos e validamos uma metodologia bioanalítica robusta, seletiva e sensível por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC), acoplado espectrometria de massas (MS) para a determinação simultânea do Trp e seus 15 metabólitos. Para tanto, escolhemos para a avaliação das três vias, linhagens de glioma humano. A escolha por este tipo celular deveu-se ao grande interesse de estudos de metabolismo de Trp em células tumorais, no qual células de glioma tem sido modelo. Nos ensaios com as células de glioma acompanhamos os efeitos de um indutor e inibidores da primeira etapa de metabolização do Trp pela via das quinureninas, ou seja, IFN-γ (indutor da IDO), 1-metiltriptofano (1-MT; inibidor competitivo da IDO) e 680C91 (inibidor seletivo da TDO). Pudemos observar o impacto que a indução ou a inibição do primeiro passo teve sobre os metabólitos subsequentes e as diferenças no metabolismo das duas linhagens estudadas, A172 e T98G. A linhagem T98G só tem atividade de IDO, enquanto que a A172 tem tanto atividade IDO quanto TDO. A indução por IFN-γ mostrou que essa citocina não só atua na formação da via QUIN, mas possui um impacto modesto nas demais rotas. Observamos também que a inibição do 1-MT mostrou seu impacto nos metabólitos invdividualmente, do que a simples relação Trp-QUIN. Contudo, nosso resultados nos permitiu mostrar pela primeira vez a descrição completa dessas vias, em especial nessas linhagens celulares, podendo supor estratégias terapêuticas nessas rotas que estão relacionadas a progressão ou não tumoral.

Síntese de potencial inibidor de acetilcolinesterase para tratamento da Doença de Alzheimer

A doença de Alzheimer (DA) é a forma mais comum de demência, representando cerca de 80% dos casos. A DA é caracterizada por um processo de declínio progressivo e irreversível das funções cognitivas e da memória, que se estende para a desorganização do comportamento. Atualmente, 46,8 milhões de pessoas em todo o mundo foram diagnosticadas com demência. Embora vários fatores tenham sido implicados na DA, sua etiologia ainda não é completamente conhecida. Do ponto de vista neuropatológico, é observado no cérebro de indivíduos com DA atrofia cortical difusa, presença de grande número de placas senis, emaranhados neurofibrilares, processo inflamatório e perda neuronal. A progressão dos sintomas está associada a mudanças estruturais nas sinapses colinérgicas em certas regiões do cérebro, que consequentemente, apresentam neurotransmissão colinérgica reduzida. Os vários eventos patológicos interligados contribuem para o avanço da doença e direcionam diversas pesquisas na busca por tratamentos multialvos com base no processo multifatorial de DA. Assim o presente trabalho descreve a síntese de derivados híbridos dual binding site de donepezila-tacrina (fármacos inibidores de acetilcolinesterase), com potencial para agir em dois alvos terapêuticos pela (i) inibição da acetilcolinesterase em ambos os sítios ativo e periférico, como demonstrado pelos estudos de modelagem molecular, e (ii) na agregação do peptídeo A? neurotóxico induzido pela acetilcolinesterase, na tentativa de interromper a progressão da doença. A estratégia sintética envolveu a condensação da 5,6-dimetóxiindanona com a unidade 4-piperidinil carbaldeído, a qual forneceu o intermediário 5,6- dimetóxindan-1-ona-4-piperidinil-metileno-1-[(4-cloroquinolin-2-il)metil], seguido de redução da dupla ligação, gerada na reação de condensação anterior, e substituição do átomo de cloro-quinolina por amino para obtenção do produto final, ou manutenção da função olefina, seguido de substituição do átomo de cloro-quinolina por azido ou amino, gerando cinco híbridos estruturalmente correlacionados. Os híbridos foram testados em ensaio de inibição de acetilcolinesterase e butirilcolinesterase pelo método de Ellman, e o híbrido insaturado, contendo a função amino-quinolina foi o mais ativo da série com IC50 na faixa de nanomolar (0,014 ?M). Futuramente, os intermediários da reação e produto final serão submetidos ao ensaio de inibição da agregação do peptídeo A? neurotóxico pelo método da tioflavina T. Neste trabalho, também são descritos os testes de predição in vitro para permeação pela barreira hematoencefálica, bem como sua absorção intestinal, pelo método PAMPA.

Expressão dos genes da via mTORC1 e seu envolvimento nas Neoplasias Mieloproliferativas

As Neoplasias Mieloproliferativas (NMPs) se caracterizam por apresentarem acúmulo de eritrócitos, leucócitos e plaquetas morfologicamente normais e seus precursores. Nos últimos anos vários estudos buscaram conhecer os mecanismos celulares e moleculares envolvidos na fisiopatologia e evolução dessas desordens, com o intuito de encontrar marcadores de diagnóstico, prognóstico e terapias eficazes. A mutação pontual no gene que codifica a enzima Janus Kinase 2 (JAK2 V617F), presente em aproximadamente 90% dos pacientes com PV e em 50% dos pacientes com TE e MF, foi o principal achado genético anormal associado a essas doenças. Essa mutação resulta na ativação constitutiva da enzima JAK2 e na desregulação da proliferação celular e resistência à apoptose. Nosso grupo de pesquisa descreveu em PV, TE e MF a expressão alterada de genes reguladores da apoptose e dados da literatura indicam que a desregulação do ciclo celular contribui para a fisiopatologia das NMPs. Nesse projeto o intuito foi investigar a associação da via de sinalização m-TOR com as alterações do ciclo celular e via JAK/STAT nas NMPs. A via de sinalização m-TOR participa dos processos celulares de sobrevivência e proliferação. A estratégia experimental foi avaliar a expressão de genes e proteínas, reguladores da via m-TOR, em leucócitos de pacientes com NPMC e linhagens celulares JAK2+ tratadas com inibidores de JAK2 e AKT. Para determinar a relação da via m-TOR nas NMPs foi escolhido o gene eIF4E, alterado nessas doenças, para observar sua modulação diante da inibição farmacológica nas linhagens celulares JAK2 positivas. Os resultados desse estudo contribuem para a descrição de novos alvos terapêuticos dependentes e indepentendes da atividade quinase JAK2 e para o melhor conhecimento da participação da via de sinalização m-TOR na fisiopatologia das NMPs.

Remodelamento da matriz extracelular da medula óssea em desnutrição protéica: possível relação da via de AKT com a expressão de fibronectina e metaloproteinases de matriz

A desnutrição proteica (DP) pode ocasionar alterações na matriz extracelular (MEC) de diferentes órgãos e tecidos, inclusive o hematopoético, com comprometimento funcional. Estudos do nosso laboratório demonstraram, em modelo murino de DP, aumento da expressão proteica de fibronectina (FN) no estroma medular ósseo in vivo, principalmente na região subendosteal (local de fixação da célula tronco progenitora hemopoética). Já in vitro, no estroma medular ósseo, observou-se tanto o aumento quanto a diminuição de FN e a presença de suas isoformas. Essas alterações de FN parecem estar envolvidas com a hipoplasia da medula óssea (MO) em camundongos desnutridos. As modificações quantitativas de FN podem ser devidas: (i) à ação das metaloproteinases de matriz (MMP) responsáveis pela degradação das proteínas da MEC; (ii) aos inibidores de metaloproteinases (TIMP) que regulam a degradação da MEC; (iii) às alterações transcricionais, reguladas pela via de AKT/mTOR, que controla os splicing alternativos na FN, resultando em isoformas dessa proteína; (iv) a processos pós-transcricionais modulados por LC3, que aumenta a tradução do RNAm de FN. Assim, o objetivo deste estudo foi elucidar os mecanismos que alteram o turnover de FN no estroma medular ósseo em modelo murino de DP. Utilizamos camundongos, C57BL/6J machos, adultos, separados em dois grupos: controle e desnutrido, alimentados, ad libitum, com ração contendo 12% e 2% de proteína, respectivamente. Após cinco semanas de indução à desnutrição os camundongos foram eutanasiados, e coletado o material biológico. Avaliamos: o estado nutricional, o hematológico, a histologia da MO femoral bem como a determinação imunohistoquímica da FN, MMP-2 e MMP-9, determinação da expressão de FN e suas isoformas em células totais da MO, o estabelecimento do estroma medular ósseo in vitro, por 28 e 35 dias de cultivo. A partir das culturas foram avaliadas a expressão de RNAm de FN e suas isoformas, MMP-2, MMP-9, TIMP-1, TIMP-2, AKT, mTOR e LC3α e β, quantificação de MMP-2, MMP-9, TIMP-1, TIMP-2,TNFα, TGFβ e IL-1β e determinação de LC3β e proteínas da via de AKT/mTOR. Não observamos alterações na expressão do RNAm de FN e suas isoformas ex vivo e in vitro, mas um aumento da deposição de FN na MO.Também não observamos modificações na imunolocalização de MMP-2 e MMP-9 na MO e na atividade dessas proteínas no sobrenadante de culturas de células estromais in vitro, mas houve aumento da expressão do RNAm de MMP-9 em 28 dias de cultivo. Não detectamos alterações na expressão de RNAm e na concentração de TIMP-1 e TIMP-2 no sobrenadante das culturas. Houve redução significativa de TNFα e TGFβ no sobrenadante das culturas de 28 dias. Observamos aumento da expressão do RNAm de mTOR em culturas de 28 dias e LC3α e LC3β em 35 dias de células estromais. Encontramos menor fosforilação de PI3K, AKT, PTEN, mTOR e mTOR total e aumento de LC3β em culturas de 28 dias, mas redução de LC3β em 35 dias. Em função dos dados inferimos que a DP conduz a alterações da FN que não estão relacionadas à ação de MMPs e TIMPs e sim a modificações de LC3β e da via de AKT/mTOR.

Efeito do inibidor de proteinase de origem vegetal EcTI, sobre a inflamação pulmonar alérgica crônica em camundongos Balb/c

INTRODUÇÃO: A prevalência de asma tem crescido e a maioria dos pacientes com asma grave não obtém o controle total dos sintomas com as terapias disponíveis, fazendo-se necessária a busca por novas alternativas terapêuticas. Inibidores de proteinases têm sido estudados como tratamento de processos inflamatórios, dentre eles o Enterolobium contortisiliquum Tripsin Inhibitor (EcTI) OBJETIVO: Avaliar se o inibidor de proteinase EcTI modula a hiperresponsividade brônquica à metacolina, inflamação, remodelamento e estresse oxidativo nas vias aéreas e septos alveolares em um modelo experimental de inflamação pulmonar alérgica crônica. MÉTODOS: Vinte e quatro camundongos Balb/c machos, entre seis e sete semanas de vida, pesando em media 25 g foram divididos em quatro grupos: C (controle), OVA (sensibilizados com ovalbumina, 50 ug intraperironeal (i.p) nos dias 0 e 14 e desafiados nos dias 22, 24, 26, 28); C+EC (controle tratados com EcTI (2 mg/kg/i.p) nos dias 22 a 28); OVA+EC (sensibilizados e desafiados com ovalbumina e também tratados com EcTI (2 mg/kg -i.p) nos dias 22 a 28). No dia 29, foram realizadas realizadas: (i) hiperresponsividade à metacolina e obtidas as respostas máximas de resistência e elastância do sistema respiratório; (ii) análise histopatológica do pulmão para quantificação de eosinófilos, fibras colágenas e elásticas nas vias aéreas (VA) e nos septos alveolares (SA); e (iii) imunohistoquímica para quantificação de células positivas para IFN-y, IL-4, IL-5, IL-13, MMP-9, TIMP-1, TGF-beta, iNOS, NF-kB e fração de volume de isoprostano nas VA e nos SA. Uma semana após o dia 29 foi realizada a técnica de anafilaxia cutanea passiva(PCA) para quantificar IgE e IgG1. A significância foi considerada quando p < 0,05. RESULTADOS: Houve aumento de todos os parâmetros avaliados no grupo OVA em relação ao grupo controle (p < 0,05). Houve atenuação da resposta máxima de Rrs e Ers no grupo OVA+EC comparado as grupo OVA (p < 0,05). O tratamento com EcTI nos animais sensibilizados atenuou o número de eosinófilos, células positivas para IL-4, IL-5, IL-13,IFN-y, iNOS, MMP-9, TIMP-1, NF-kB e TGF-beta e fração de volume de isoprostano, fibras colágenas e elásticas nas vias aéreas e nos séptos alveolares quando comparado ao grupo OVA (p < 0,05).Houve reaçao de PCA nos animais sensibilizados com ovalbumina. CONCLUSÃO: EcTI atenuou a hiperresponsividade brônquica, a inflamação, o remodelamento e o estresse oxidativo nesse modelo experimental de inflamação pulmonar alérgica crônica. Embora sejam necessários mais estudos, esse inibidor pode ser considerado uma futura ferramenta farmacológica para o tratamento de asma

Desenvolvimento de uma plataforma modelo para a busca de ligantes com potencial leishmanicida baseado na inibição seletiva da enzima diidroorotato desidrogenase

As doenças tropicais negligenciadas (DTNs) causam um imenso sofrimento para a pessoa acometida e em muitos casos podem levar o indivíduo a morte. Elas representam um obstáculo devastador para a saúde e continuam a ser um sério impedimento para a redução da pobreza e desenvolvimento socioeconômico. Das 17 doenças desse grupo, a leishmaniose, incluindo a leishmaniose cutânea, tem grande destaque devido sua alta incidência, os gastos para o tratamento e as complicações geradas em processos de coinfecção. Ainda mais agravante, os investimentos direcionados ao controle, combate e principalmente a inovação em novos produtos é ainda muito limitado. Atualmente, a academia tem um importante papel na luta contra essas doenças através da busca de novos alvos terapêuticos e também de novas moléculas com potencial terapêutico. É nesse contexto que esse projeto teve como meta a implantação de uma plataforma para a identificação de moléculas com atividade leishmanicida. Como alvo terapêutico, optamos pela utilização da enzima diidroorotato desidrogenase de Leishmania Viannia braziliensis (LbDHODH), enzima de extrema importância na síntese de novo de nucleotídeos de pirimidina, cuja principal função é converter o diidroorotato em orotato. Esta enzima foi clonada, expressa e purificada com sucesso em nosso laboratório. Os estudos permitiram que a enzima fosse caracterizada cineticamente e estruturalmente via cristalografia de raios- X. Os primeiros ensaios inibitórios foram realizados com o orotato, produto da catálise e inibidor natural da enzima. O potencial inibitório do orotato foi mensurado através da estimativa do IC50 e a interação proteína-ligante foi caracterizada através de estudos cristalográficos. Estratégias in silico e in vitro foram utilizadas na busca de ligantes, através das quais foram identificados inibidores para a enzima LbDHODH. Ensaios de validação cruzada, utilizando a enzima homóloga humana, permitiram identificar os ligantes com maior índice de seletividade que tiveram seu potencial leishmanicida avaliado in vitro contra as formas promastigota e amastigota de Leishmania braziliensis. A realização do presente projeto permitiu a identificação de uma classe de ligantes que apresentam atividade seletiva contra LbDHODH e que será utilizada no planejamento de futuras gerações de moléculas com atividade terapêutica para o tratamento da leishmaniose. Além disso, a plataforma de ensaios otimizada permitirá a avaliação de novos grupos de moléculas como uma importante estratégia na busca por novos tratamentos contra a leishmaniose

Estudo das propriedades inibidoras de corrosão das imidazolinas oleica e quaternária e seu encapsulamento em partículas inertes.

Entre os inibidores de corrosão clássicos que já são utilizados na indústria do petróleo, foram estudadas a imidazolina oleica e a quaternária através de técnicas eletroquímicas, gravimétrica e analíticas, para avaliar a eficiência de inibição e como esses inibidores atuam em meio ácido. O meio agressivo foi uma solução de NaCl 3,5% em massa acidificada com ácido clorídrico até atingir um pH=2 com o objetivo de simular o ambiente de extração petrolífera. O substrato empregado foi o aço carbono 1020. As técnicas eletroquímicas utilizadas foram: monitoramento do potencial de circuito aberto, medidas de resistência de polarização linear, espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE ) e curvas de polarização. Os valores das componentes real e imaginária de impedância indicam uma resistência maior aos processos de transferência de carga com o aumento da concentração dos inibidores e os Diagramas de Bode de ângulo de fase, revelaram a presença de uma camada de inibidor adsorvida sobre o metal com uma constante de tempo em altas frequências observada para a imidazolina oleica e quaternária. Para a imidazolina quaternária, verificou-se que só para tempos maiores de imersão é que o filme se adsorve de forma eficiente demonstrando uma cinética mais lenta de adsorção. Nos ensaios gravimétricos, os resultados de taxa de corrosão em m/ano foram decrescentes com o tempo após período de imersão de 30 dias, para ambas as imidazolinas. O uso das técnicas analíticas foi necessário a fim de se compreender melhor o comportamento das imidazolinas sobre o aço no meio estudado. Os resultados da análise de íons férricos em solução, por emissão atômica, foram obtidos durante várias amostragens durante o período do ensaio de perda de massa, e foi possível verificar um processo de inibição da corrosão até doze dias de imersão do metal, depois disto ocorre um disparo na quantidade de ferro liberado em solução, sugerindo que pode estar ocorrendo uma degradação do inibidor após 12 dias de imersão. Para esclarecer esse ponto, análises por espectroscopia Raman dos produtos de fundo formados durante os ensaios de perda de massa indicaramm que a degradação pode realmente estar ocorrendo. Foi confirmado, também por espectroscopia Raman sobre a superfície do aço após imersão prévia em solução contendo a imidazolina oleica, que há uma película adsorvida que protege o metal do meio agressivo. Técnica de microscopia eletrônica de varredura foi utilizada para caracterizar os corpos de prova na ausência e presença do inibidor, depois dos ensaios eletroquímicos e foi possível caracterizar, através dessa técnica a maior eficiência inibidora do filme de imidazolina quaternária. Dois tipos de nanoconatiners foram avaliados para o encapsulamento das duas imidazolinas estudadas: nanocontainers a base do argilomineral haloiista e sílica mesoporosa tipo SBA 15. Resultados de impedância eletroquímica mostraram a liberação dos inibidores de corrosão encapsulados com o tempo de imersão. Análise na região do infravermelho por sonda de fibra ótica foi utilizada para comprovar química e qualitativamente a liberação do inibidor a partir dos nanorreservatórios, no meio agressivo.

Avaliação do tratamento com um inibidor para serinoprotease em modelo experimental de enfisema induzido por exposição à fumaça de cigarro

Introdução: Demonstramos previamente que em modelo experimental de enfisema pulmonar induzido por instilação de elastase, o inibidor de serinoprotease rBmTI-A promoveu a melhora da destruição tecidual em camundongos. Considerando que o tabagismo é o principal fator de risco para o desenvolvimento da Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica (DPOC) e que o modelo de exposição à fumaça de cigarro é considerado o que melhor mimetiza esta doença em humanos, este estudo teve por objetivo verificar a ação do inibidor para serinoproteases rBmTI-A sobre os processos fisiopatológicos envolvidos no desenvolvimento do enfisema pulmonar, em modelo de exposição ao tabaco. Métodos: Para a indução do enfisema pulmonar, os animais foram expostos à fumaça de cigarro (duas vezes ao dia/ 30 minutos/ 5 dias por semana/ durante 12 semanas), e os animais controle permaneceram expostos ao ar ambiente. Dois protocolos de tratamento com o inibidor rBmTI-A foram realizados. No primeiro, os animais receberam duas administrações do inibidor rBmTI-A ou de seu veículo (Solução Salina 0,9%) por via intranasal, sendo a primeira após 24h do término das exposições ao cigarro e outra, 7 dias após à primeira instilação do inibidor. No segundo protocolo, os animais receberam 3 administrações do inibidor rBmTI-A, durante o tempo de exposição (1ª dose: 24h antes do início da exposição à fumaça de cigarro; 2ª dose: um mês após o início da exposição; 3ª dose: dois meses após o início). Após o término dos protocolos de exposição e tratamento, os animais foram submetidos aos procedimentos para coleta dos dados de mecânica respiratória e avaliação do Intercepto Linear Médio (Lm). Para o segundo protocolo, realizamos também as medidas para quantificação de fibras de colágeno e elástica, da densidade de células positivas para MAC-2, MMP-12 e 9, TIMP-1, Gp91phox e TNFalfa; no parênquima através de imunohistoquímica, contagem de células polimorfonucleares além da expressão gênica de MMP-12 e 9 no pulmão através de RT-qPCR. Resultados e Discussão: O tratamento com o inibidor para serinoprotease rBmTI-A atenuou o desenvolvimento do enfisema pulmonar apenas no segundo protocolo, quando foi administrado durante a exposição à fumaça de cigarro. Embora os grupos Fumo-rBmTIA e Fumo-VE apresentem aumento de Lm comparados aos grupos controles, houve uma redução deste índice no grupo Fumo-rBmTIA comparado ao grupo Fumo-VE. O mesmo comportamento foi observado para as análises de proporção em volume de fibras de elástica e colágeno no parênquima. Além disto, observamos aumento de macrófagos, MMP-12, MMP-9 e TNFalfa; nos grupos expostos à fumaça de cigarro, mas o tratamento com o inibidor rBmTI-A diminuiu apenas a quantidade de células positivas para MMP-12. Na avaliação da expressão gênica para MMP-12 e 9, não observamos diferença entre os grupos experimentais e o mesmo comportamento foi observado para a quantidade de células polimorfonucleares no parênquima. Além disso, observamos aumento de GP91phox e TIMP-1 nos grupos tratados com rBmTIA. Conclusões: Tais resultados sugerem que o inibidor rBmTI-A não foi efetivo como tratamento da lesão após a doença instalada. Entretanto, atenuou o desenvolvimento da doença quando administrado durante a indução do enfisema, possivelmente através do aumento de GP91phox e TIMP-1, acompanhados pela diminuição de MMP-12.