Ab Initio Molecular Dynamics Simulations of Amino Acids in Aqueous Solutions: Estimating pK(a) Values from Metadynamics Sampling

Changes in the protonation and deprotonation of amino acid residues in proteins play a key role in many biological processes and pathways. Here, we report calculations of the free-energy profile for the protonation deprotonation reaction of the 20 canonical alpha amino acids in aqueous solutions using ab initio Car-Parrinello molecular dynamics simulations coupled with metad-ynamics sampling. We show here that the calculated change in free energy of the dissociation reaction provides estimates of the multiple pK(a) values of the amino acids that are in good agreement with experiment. We use the bond-length-dependent number of the protons coordinated to the hydroxyl oxygen of the carboxylic and the amine groups as the collective variables to explore the free-energy profiles of the Bronsted acid-base chemistry of amino acids in aqueous solutions. We ensure that the amino acid undergoing dissociation is solvated by at least three hydrations shells with all water molecules included in the simulations. The method works equally well for amino acids with neutral, acidic and basic side chains and provides estimates of the multiple pK(a) values with a mean relative error, with respect to experimental results, of 0.2 pK(a) units.

Hydrogelation of bile acid-peptide conjugates and in situ synthesis of silver and gold nanoparticles in the hydrogel matrix

Fabricating supramolecular hydrogels with embedded metal nanostructures is important for the design of novel hybrid nanocomposite materials for diverse applications such as biosensing and chemosensing platforms, catalytic and antibacterial functional materials etc. Supramolecular self-assembly of bile acid-dipeptide conjugates has led to the formation of new supramolecular hydrogels. Gelation of these molecules depends strongly on the hydrophobic character of the bile acids. The possibility of in situ fabrication of Ag and Au NPs in these supramolecular hydrogels by incorporating Ag+ and Au3+ salts was investigated via photoreduction. Chemical reductions of Ag+ and Au3+ salts in the hydrogels were performed without adding any external stabilizing agents. In this report we have shown that the color, size and shape of silver nanoparticles formed by photoreduction depend on the amino acid residue of the side chain.

Dissecting pi-helices: sequence, structure and function

A new procedure for the identification of regular secondary structures using a C-alpha trace has identified 659 pi-helices in 3582 protein chains, solved at high resolution. Taking advantage of this significantly expanded database of pi-helices, we have analysed the functional and structural roles of helices and determined the position-wise amino acid propensity within and around them. These helices range from 5 to 18 residues in length with the average twist and rise being 85.2 +/- 7.2 and 1.28 +/- 0.31 angstrom, respectively. A total of 546 (similar to 83%) out of 659 pi-helices occur in conjunction with alpha-helices, with 101 pi-helices being interspersed between two alpha-helices. The majority of interspersed pi-helices were found to be conserved across a large number of structures within a protein family and produce a significant bend in the overall helical segment as well as local distortions in the neighbouring a-helices. The presence of a pi-helical fragment leads to appropriate orientation of the constituent residues, so as to facilitate favourable interactions and also help in proper folding of the protein chain. In addition to intra helical 6 -> 1 N H center dot center dot center dot O hydrogen bonds, pi-helices are also stabilized by several other non-bonded interactions. pi-Helices show distinct positional residue preferences, which are different from those of a-helices.

Evaluation of live-attenuated Salmonella vaccines expressing Campylobacter antigens for control of C. jejuni in poultry

Campylobacter jejuni is a zoonotic bacterial pathogen of worldwide importance. It is estimated that 460,000 human infections occur in the United Kingdom per annum and these involve acute enteritis and may be complicated by severe systemic sequelae. Such infections are frequently associated with the consumption of contaminated poultry meat and strategies to control C. jejuni in poultry are expected to limit pathogen entry into the food chain and the incidence of human disease. Toward this aim, a total of 840 Light Sussex chickens were used to evaluate a Salmonella enterica serovar Typhimurium ΔaroA vaccine expressing the C. jejuni amino acid binding protein CjaA as a plasmid-borne fusion to the C-terminus of fragment C of tetanus toxin. Chickens were given the vaccine at 1-day-old and two weeks later by oral gavage, then challenged after a further two weeks with C. jejuni. Across six biological replicates, statistically significant reductions in caecal C. jejuni of c. 1.4 log10 colony-forming units/g were observed at three and four weeks post-challenge relative to age-matched unvaccinated birds. Protection was associated with the induction of CjaA-specific serum IgY and biliary IgA. Protection was not observed using a vaccine strain containing the empty plasmid. Vaccination with recombinant CjaA subcutaneously at the same intervals significantly reduced the caecal load of C. jejuni at three and four weeks post-challenge. Taken together these data imply that responses directed against CjaA, rather than competitive or cross-protective effects mediated by the carrier, confer protection. The impact of varying parameters on the efficacy of the S. Typhimurium ΔaroA vaccine expressing TetC-CjaA was also tested. Delaying the age at primary vaccination had little impact on protection or humoral responses to CjaA. The use of the parent strain as carrier or changing the attenuating mutation of the carrier to ΔspaS or ΔssaU enhanced the protective effect, consistent with increased invasion and persistence of the vaccine strains relative to the ΔaroA mutant. Expression in the ΔaroA strain of a TetC fusion to Peb1A, but not TetC fusions to GlnH or ChuA, elicited protection against intestinal colonisation by C. jejuni that was comparable to that observed with the TetC-CjaA fusion. Our data are rendered highly relevant by use of the target host in large numbers and support the potential of CjaA- and Peb1A-based vaccines for control of C. jejuni in poultry. © 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Revealing, illuminating, and modifying proteins in human diseases using noncanonical amino acids

To better understand human diseases, much recent work has focused on proteins to either identify disease targets through proteomics or produce therapeutics via protein engineering. Noncanonical amino acids (ncAAs) are tools for altering the chemical and physical properties of proteins, providing a facile strategy not only to label proteins but also to engineer proteins with novel properties. My thesis research has focused on the development and applications of noncanonical amino acids in identifying, imaging, and engineering proteins for studying human diseases. Chapter 1 introduces the concept of ncAAs and reveals insights to how I chose my thesis projects.

ncAAs have been incorporated to tag and enrich newly synthesized proteins for mass spectrometry through a method termed BONCAT, or bioorthogonal noncanonical amino acid tagging. Chapter 2 describes the investigation of the proteomic response of human breast cancer cells to induced expression of tumor suppressor microRNA miR-126 by combining BONCAT with another proteomic method, SILAC or stable isotope labeling by amino acids in cell culture. This proteomic analysis led to the discovery of a direct target of miR-126, shedding new light on its role in suppressing cancer metastasis.

In addition to mass spectrometry, ncAAs can also be utilized to fluorescently label proteins. Chapter 3 details the synthesis of a set of cell-permeant cyclooctyne probes and demonstration of selective labeling of newly synthesized proteins in live mammalian cells using azidohomoalanine. Similar to live cell imaging, the ability to selectively label a particular cell type within a mixed cell population is important to interrogating many biological systems, such as tumor microenvironments. By taking advantage of the metabolic differences between cancer and normal cells, Chapter 5 discusses efforts to develop selective labeling of cancer cells using a glutamine analogue.

Furthermore, Chapter 4 describes the first demonstration of global replacement at polar amino acid positions and its application in developing an alternative PEGylation strategy for therapeutic proteins. Polar amino acids typically occupy solvent-exposed positions on the protein surface, and incorporation of noncanonical amino acids at these positions should allow easier modification and cause less perturbation compared to replacements at the interior positions of proteins.

Electron tunneling in proteins and water

The subject of this thesis is electronic coupling in donor-bridge-acceptor systems. In Chapter 2, ET properties of cyanide-bridged dinuclear ruthenium complexes were investigated. The strong interaction between the mixed-valent ruthenium centers leads to intense metal-to-metal charge transfer bands (MMCT). Hush analysis of the MMCT absorption bands yields the electronic-coupling strength between the metal centers (H_(AB)) and the total reorganization energy (λ). Comparison of ET kinetics to calculated rates shows that classical ET models fail to account for the observed kinetics and nuclear tunneling must be considered.

In Chapter 3, ET rates were measured in four ruthenium-modified highpotential iron-sulfur proteins (HiPIP), which were modified at position His50, His81, His42 and His18, respectively. ET kinetics for the His50 and His81 mutants are a factor of 300 different, while the donor-acceptor separation is nearly identical. PATHWAY calculations corroborate these measurements and highlight the importance of structural detail of the intervening protein matrix.

In Chapter 4, the distance dependence of ET through water bridges was measured. Photoinduced ET measurements in aqueous glasses at 77 K show that water is a poor medium for ET. Luminescence decay and quantum yield data were analyzed in the context of a quenching model that accounts for the exponential distance dependence of ET, the distance distribution of donors and acceptors embedded in the glass and the excluded volumes generated by the finite sizes of the donors and acceptors.

In Chapter 5, the pH-dependent excited state dynamics of ruthenium-modified amino acids were measured. The [Ru(bpy)_(3)] ^(2+) chromophore was linked to amino acids via an amide linkage. Protonation of the amide oxygen effectively quenches the excited state. In addition. time-resolved and steady-state luminescence data reveal that nonradiative rates are very sensitive to the protonation state and the structure of the amino acid moiety.

I. Studies on alkaline phosphatase activity in developing sea urchin embryos. II. Studies on the activation of protein biosynthesis in sea urchin eggs at fertilization

I. Alkaline phosphatase activity in the developing sea urchin Lytechinus pictus has been investigated with respect to intensity at various stages, ionic requirements and intracellular localization. The activity per embryo remains the same in the unfertilized egg, fertilized egg and cleavage stages. At a time just prior to gastrulation (about 10 hours after fertilization) the activity per embryo begins to rise and increases after 300 times over the activity in the cleavage stages during the next 60 hours.

The optimum ionic strength for enzymatic activity shows a wide peak at 0.6 to 1.0. Calcium and magnesium show an additional optimum at a concentration in the range of 0.02 to 0.07 molar. EDTA at concentrations of 0.0001 molar and higher shows a definite inhibition of activity.

The intracellular localization of alkaline phosphatase in homogenates of 72-hour embryos has been studied employing the differential centrifugation method. The major portion of the total activity in these homogenates was found in mitochondrial and microsomal fractions with less than 5% in the nuclear fraction and less than 2% in the final supernatant. The activity could be released from all fractions by treatment with sodium deoxycholate.

II. The activation of protein biosynthesis at fertilization in eggs of the sea urchins Lytechinus pictus and Strongylocentrotus purpuratus has been studied in both intact eggs and cell-free homogenates. It is shown that homogenates from both unfertilized and fertilized eggs are dependent on potassium and magnesium ions for optimum amino acid incorporation activity and in the case of the latter the concentration range is quite narrow. Though the optimum magnesium concentrations appear to differ slightly in homogenates of unfertilized and fertilized eggs, in no case was it observed that unfertilized egg homogenates were stimulated to incorporate at a level comparable to that of the fertilized eggs.

An activation of amino acid incorporation into protein has also been shown to occur in parthenogenetically activated non-nucleate sea urchin egg fragments or homogenates thereof. This activation resembles that in the fertilized whole egg or fragment both in amount and pattern of activation. Furthermore, it is shown that polyribosomes form in these non-nucleate fragments upon artificial activation. These findings are discussed along with possible mechanisms for activation of the system at fertilization.

Hydrothermal experiments on the thermal stability of amino substances in sediments

Aspartic acid, threonine, serine and other thermally unstable amino acids have been found in fine-grained elastic sediments of advanced geologic age. The presence of these compounds in ancient sediments conflicts with experimental data determined for their simple thermal decomposition.

Recent and Late Miocene sediments and their humic acid extracts, known to contain essentially complete suites of amino acids, were heated with H₂O in a bomb at temperatures up to 500°C in order to compare the thermal decomposition characteristics of the sedimentary amino compounds.

Most of the amino acids found in protein hydrolyzates are obtained from the Miocene rock in amounts 10 to 100 times less than from the Recent sediment. The two unheated humic acids are rather similar despite their great age difference. The Miocene rock appears uncontaminated by Recent carbon.

Yields of amino acids generally decline in the heated Recent sediment. Some amino compounds apparently increase with heating time in the Miocene rock.

Relative thermal stabilities of the amino acids in sediments are generally similar to those determined using pure aqueous solutions. The relative thermal stabilities of glutamic acid, glycine, and phenylalanine vary in the Recent sediment but are uniform in the Miocene rock.

Amino acids may occur in both proteins and humic complexes in the Recent sediment, while they are probably only present in stabilized organic substances in the Miocene rock. Thermal decomposition of protein amino acids may be affected by surface catalysis in the Recent sediment. The apparent activation energy for the decomposition of alanine in this sediment is 8400 calories per mole. Yields of amino compounds from the heated sediments are not affected by thermal decomposition only.

Amino acids in sediments may only be useful for geothermometry in a very general way.

A better picture of the amino acid content of older sedimentary rocks may be obtained if these sediments are heated in a bomb with H₂O at temperatures around 150°C prior to HCl hydrolysis.

Leucine-isoleucine ratios may prove to be useful as indicators of amino acid sources or for evaluating the fractionation of these substances during diagenesis. Leucine-isoleucine ratios of the Recent and Miocene sediments and humic acids are identical. The humic acids may have a continental source.

The carbon-nitrogen and carbon-hydrogen ratios of sediments and humic acids increase with heating time and temperature. Ratios comparable to those in some kerogens are found in the severely heated Miocene sediment and humic acid.

Efeitos de diferentes dietas hiperlipídicas na via L-arginina-óxido nítrico e no stress oxidativo em eritrócitos de camundongos C57BL/6

Introdução: o óxido nítrico (NO) é um gás inorgânico com uma meia-vida curta e tem um papel crítico na manutenção da homeostase vascular e fluidez sanguínea. O NO é sintetizado a partir do aminoácido L-arginina por uma família de enzimas NO sintases (NOS). Estudos têm mostrado que eritrócitos expressam NOS endotelial (eNOS) funcional, que serve como uma fonte de NO intraluminal. Além disso, eritrócitos participam da defesa antioxidante removendo os radicais livres e prevenindo o dano oxidativo às membranas biológicas e a destruição do NO. Dietas hiperlípidicas estão associadas a um risco aumentado de doença cardiovacular e síndrome metabólica, mas os exatos mecanismos não estão completamente esclarecidos. O objetivo deste estudo foi investigar os efeitos de diferentes dietas hiperlípidicas na via L-arginina-NO e o estresse oxidativo em eritrócitos de camundongos. Metodologia: camundongos machos C57BL/6 de três meses de idade receberam diferentes dietas por 10 semanas: dieta normolipídica ou dieta hiperlipídica contendo banha de porco (HB), óleo de oliva (HO), óleo de girassol (HG) ou óleo de canola (HC). Foram analisados o transporte de L-arginina mediado pelos transportadores catiônicos y+ e y+L, a atividade da NOS, a expressão da eNOS e da NOS induzível (iNOS), a formação de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) e a atividade das enzimas antioxidantes catalase (CAT) e superóxido dismutase (SOD). Resultados: o transporte total de L-arginina estava aumentado no grupo HO em comparação aos controles e aos outros grupos com dieta hiperlipídica. Quando o transporte foi fracionado, o sistema y+ estava mais ativado no grupo HO em relação aos controles e outros grupos que receberam dieta hiperlipídica. O transporte de L-arginina via sistema y+L estava maior nos grupos HO, HG e HC comparados aos grupos controle e HB. Adicionalmente, a atividade basal da NOS e a expressão de eNOS estavam aumentadas em eritrócitos independente do tipo de dieta hiperlípidica insaturada. Observou-se uma maior expressão da iNOS no grupo HO comparado ao controle. Em contraste, o grupo HB apresentou uma inibição da via L-arginina-NO. A análise da peroxidação lipídica, através da formação de TBARS, e da atividade da enzima antioxidante CAT não revelou diferenças entre os grupos, ao contrário do grupo HO, que induziu uma ativação de outra enzima antioxidante, a SOD. Conclusões: o presente estudo proporciona a primeira evidência de que os sistemas y+ e y+L regulam o transporte aumentado de L-arginina em eritrócitos de camundongos do grupo HO. Além disso, todas as dietas hiperlipídicas insaturadas induzem um aumento da atividade basal da NOS associada a uma expressão elevada da eNOS. É possível que diferentes mudanças na composição lipídica da membrana plasmática induzidas pelas dietas possam afetar transportadores e enzimas nos eritrócitos. Além disso, a inibição da via L-arginina-NO no grupo HB pode contribuir para o desenvolvimento da aterosclerose, enquanto dietas hiperlipídicas insaturadas podem ter um efeito protetor via aumento da geração de NO.

Via L-arginina-óxido nítrico e insuficiência cardíaca: associação ao condicionamento físico

A insuficiência cardíaca (IC) é uma síndrome clínica de elevada incidência e com um prognóstico ruim a longo prazo. Ela é a via final comum da maioria das doenças que acometem o coração, sendo um dos mais importantes desafios clínicos na área da saúde. O óxido nítrico (NO) representa, por intermédio de sua influência sobre o endotélio e as plaquetas, um importante papel na regulação da homeostase vascular. Este gás de meia-vida curta é sintetizado a partir do aminoácido L-arginina, pela enzima NO sintase (NOS), levando à produção de guanosina monofosfato cíclica (GMPc). Estudos mostram que anormalidades na biodisponibilidade de NO em plaquetas podem contribuir para eventos trombóticos, não tendo sido ainda avaliada na IC. Na primeira parte do estudo, o objetivo foi investigar o efeito da IC na atividade e na expressão da NOS em plaquetas, no conteúdo intraplaquetário de GMPc, na agregação plaquetária, além dos parâmetros antropométricos e da composição corporal, das variáveis bioquímicas, dos aminoácidos plasmáticos, do estresse oxidativo (plasma e plaquetas) e da concentração sistêmica de marcadores inflamatórios em 15 pacientes com IC e 15 controles saudáveis. Na segunda parte do estudo, objetivou-se avaliar os efeitos do treinamento físico (TF) regular nessas mesmas variáveis (exceto a expressão da NOS) e nas variáveis hemodinâmicas e respiratórias. Para tal, foram avaliados 15 pacientes com IC que se mantiveram sedentários e 15 pacientes com IC que realizaram 30 minutos de atividade física aeróbia e treinamento contraresistência muscular localizada com pesos livres e máquinas, três vezes por semana, durante 24 semanas. Os resultados da primeira etapa do estudo demonstraram hiperagregabilidade plaquetária induzida tanto por colágeno como por ADP, com aumento do estresse oxidativo, da atividade basal da NOS e da concentração de GMPc, estando os níveis plasmáticos de L-arginina em pacientes com IC diminuído. A expressão da iNOS, estava aumentada em plaquetas de pacientes com IC em relação aos controles saudáveis.Também foi observado aumento da resposta inflamatória, com maiores níveis sistêmicos de proteína C reativa, fibrinogênio, interleucina-6 e fator de necrose tumoral α. Após o período de TF, houve aumento do VO2 máximo e a agregação plaquetária induzida tanto por colágeno quanto por ADP estava diminuída. Ocorreu um aumento dos níveis plasmáticos de L-arginina e, uma redução da atividade da NOS após o TF. Em relação ao estresse oxidativo, tanto a produção sistêmica, quanto a intraplaquetária de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARs) e a carbonilação diminuíram na presença da atividade aumentada das enzimas superóxido dismutase (SOD) e da catalase após o TF. Houve uma diminuição da resposta inflamatória, uma diminuição do colesterol total, do LDL e dos triglicerídeos e um aumento do HDL, após oTF. Nossos resultados sugerem que o TF tem efeitos antioxidantes, anti-inflamatórios e antiagregantes, que parece ser independente da produção de NO, sendo uma importante ferramenta não farmacológica no tratamento da IC

Efeito da L-Arginina e Glicina na parede do cólon irradiado Estudo experimental em ratos

A radioterapia é amplamente utilizada no tratamento de tumores pélvicos, incluindo os de bexiga, intestino e reto. Ela apresenta efeitos danosos, notadamente em tecidos que apresentam intensa renovação celular, sendo a mucosa intestinal altamente susceptível. Nesse contexto, a suplementação dietética com aminoácidos tem se mostrado uma terapia promissora para minimizar este dano. O objetivo desse estudo foi determinar o efeito da suplementação dietética com os aminoácidos L-arginina e glicina na estrutura da parede do cólon de ratos submetidos a irradiação abdominal. Quarenta ratos Wistar machos adultos foram distribuídos aleatoriamente em quatro grupos, cada um com dez animais: I controle não irradiado e sem suplementação de aminoácidos; II controle irradiado e sem suplementação de aminoácidos; III irradiado e suplementado com L-arginina; IV irradiado e suplementado com glicina. O período de suplementação dietética foi de 14 dias, com a irradiação ocorrendo no 8. dia do experimento. A análise estereológica mostrou que a irradiação provocou diminuição do volume total da parede colônica dos animais dos grupos II e III em relação aos animais saudáveis, mas não dos ratos que receberam suplementação de glicina. A camada mucosa dos animais irradiados de todos os grupos diminuiu quando comparada com os ratos saudáveis não irradiados. Os animais irradiados que não receberam suplementação de aminoácido apresentaram diminuição da camada muscular da mucosa, quando comparados com os grupos I e IV, e o grupo de ratos suplementados com glicina apresentou aumento significativo da camada submucosa em relação aos grupos I e II. Os animais do grupo III mostraram diminuição da camada muscular própria em comparação aos grupos I e IV. A suplementação com L-arginina foi eficaz na manutenção do volume parcial do epitélio da camada mucosa. Nossos resultados sugerem que a suplementação de glicina apresentou efeitos superiores ao da suplementação com L-arginina na estrutura da parede colônica, haja vista que foi capaz de manter a espessura da parede e a superfície epitelial da mucosa, enquanto a Larginina foi capaz de manter o volume parcial do epitélio e a superfície epitelial, mas não o volume total da parede intestinal.

Efeitos da ingestão materna de sorbitol na lactação sobre o perfil nutricional, bioquímico e toxicológico das proles amamentadas

Sorbitol é um poliol encontrado em produtos para fins especiais, como diet e light, Dentro deste contexto, incluem-se as lactantes como grandes consumidoras, almejando o retorno mais rápido ao peso pré-gestacional. Devido à grande carência em dados referentes às consequências metabólicas do consumo excessivo destes tipos de produtos, o objetivo deste trabalho foi avaliar os possíveis efeitos da ingestão materna de sorbitol na lactação sobre os perfis nutricional, bioquímico e toxicológico nas proles amamentadas. O teste da Salmonella/microssoma foi utilizado, inicialmente, na avaliação mutagênica e citotóxica com linhagens de S. enterica sorovar Typhimurium (TA97, TA98, TA100, TA102, TA104 e TA1535). Verificamos a capacidade de reversão da mutação (I.M.) e sobrevivência (%), em diferentes concentrações (0,4; 4; 40; 400; 4000 e 5000 μg/placa). Os resultados foram considerados positivos para valores de I.M. ≥ 2,0. Ratas wistar lactantes (6 por grupo experimental), cada uma com 6 filhotes, receberam sorbitol (0,00015 mg/g/dia; 0,0015 mg/g/dia e 0,15 mg/g/dia), nos primeiros 14 dias da lactação. Neste período, avaliamos a biometria das mães e proles, consumo de ração e ingestão hídrica das mães. Após a lactação, as ratas mães foram ordenhadas, e, junto com as proles, sacrificadas por punção cardíaca, para coleta de sangue total. Os fígados das proles foram submetidos ao método de perfusão, para obtenção de hepatócitos em cultura primária, ao final dos 14 dias de lactação. Os fêmures das proles foram retirados, para obtenção da medula óssea. A bioquímica de sangue das proles (glicose, triglicerídeo, colesterol total, LDL, proteínas totais, albumina, ALT, AST, cálcio total e ionizado) foi analisada, assim como a bioquímica do leite ordenhado (triglicerídeos). Os testes do micronúcleo em medual óssea e hepatócitos, assim como o teste Cometa em sangue total, foram utilizados para avaliação genotóxica e citotóxica, de acordo com as diretrizes da OECD. Os resultados mostraram que, em concentrações mais baixas (0,00015 e 0,0015 mg/g), o sorbitol induziu o ganho de peso, principalmente na menor concentração (0,00015 mg/g), e alterações no perfil lipídico do sangue em todas as concentrações. As quantidades de triglicerídeo no leite variaram em função da dose ingerida, reduzida na maior concentração (0,15 mg/g) e aumentada na menor (0,00015 mg/g). A maior concentração (0,15 mg/g) resultou em perda de peso das mães e proles, diminuição de proteínas viscerais totais, albumina e aumento de enzimas hepáticas (ALT e AST) nas proles. Os resultados do teste da Salmonella/microssoma não indicaram mutagenicidade, entretanto, uma relação de dependência entre dose e Índice de Mutagenicidade (I.M.). Ambos os testes, micronúcleos de medula óssea e hepatócitos, apresentaram uma citotoxicidade dose dependente, estatisticamente significativa em relação ao grupo controle, corroborando com a genotoxicidade do teste Cometa e dependência de dose encontrada no teste da Salmonella/microssoma. Em concentrações mais baixas, parece existir modulação das vias lipogênicas, em contrapartida, nas mais altas a toxicidade parece dificultar tais alterações, induzindo o efeito contrário. Concluimos que o consumo excessivo de sorbitol resulta em alterações metabólicas e toxicológicas em lactentes, mesmo sendo considerado seguro pelo FDA e ANVISA.

Avaliação de aminoácidos como inibidores de corrosão para cobre em meio de água do mar artificial

Inibidores de corrosão são substâncias que quando adicionadas a um meio agressivo, diminuem ou previnem a reação de oxidação de um metal com este meio e/ou as reações de redução de espécies presentes no meio. Para a inibição da corrosão de cobre e suas ligas em meios ácidos ou neutros, o inibidor mais empregado é o benzotriazol (BTAH), o qual forma complexos com os íons Cu (I) e Cu (II) na superfície do metal, diminuindo o processo corrosivo. A preocupação com a preservação ambiental e a toxicidade de inibidores de corrosão vem sendo discutida na literatura. Vários estudos têm-se intensificado usando aminoácidos, como proposta para substituição ao BTAH, considerado tóxico. Entre os aminoácidos estudados, dois apresentavam enxofre em suas moléculas (cisteína e metionina) e um outro sem heteroátomo na cadeira lateral (glicina). As concentrações variaram entre 10-2 a 10-4 mol/L e pH da solução entre 7,2 e 8,4. Foram realizadas medidas gravimétricas (ensaios de imersão total) e técnicas eletroquímicas, tais como polarização potenciodinâmica e espectroscopia de impedância eletroquímica. A caracterização morfológica da superfície do substrato após os ensaios de imersão total (743 horas) foi feita por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de raios X por dispersão de energia (EDS ou EDX) e difração de raios X (DRX). Embora os resultados com aminoácidos tenham sido sempre muito inferiores àqueles obtidos na presença de BTAH, comportamentos semelhantes em função da concentração dos aminoácidos puderam ser observados pelos diagramas de Nyquist. Contudo, com exceção dos resultados verificados para o meio contendo cisteína 10-2 mol/L, todas as eficiências de inibição para os meios contendo aminoácidos, obtidas pelos ensaios de imersão total, foram negativas, mostrando que o tempo de exposição também pode ser relevante para o desempenho destes inibidores. Entre todos os aminoácidos testados, os meios contendo glicina apresentaram os piores desempenhos anticorrosivos, inclusive acelerando o processo de dissolução anódica do cobre. Esse resultado pode estar relacionado à faixa de pH das soluções testadas e à solubilidade dos complexos de cobre formados com os aminoácidos, mostrando que uma faixa ótima de pH também deve ser assegurada para aprimorar a ação destes aminoácidos como inibidores de corrosão

Five novel antimicrobial peptides from skin secretions of the frog, Amolops loloensis

While investigating antimicrobial peptide diversity of Amolops loloensis, five novel antimicrobial peptides belonging to two families were identified from skin secretions of this frog. The first family including two members is esculentin-2-AL (esculentin-2-ALa and -ALb): the second family including three members is temporin-AL (temporin-ALd to -ALf). The family of esculentin-2-AL is composed of 37 amino acid residues (aa); the family of temporin-AL is composed of 16, 13 and 10 aa, respectively. All of these antimicrobial peptides showed antimicrobial activities against tested microorganisms. cDNAs encoding precursors of esculentin-2-ALs and temporin-ALs were cloned from the skin cDNA library of A. loloensis. All the precursors share similar overall structures. There is a typical prohormone processing signal (Lys-Arg) located between the acidic propiece and the mature peptide. The antimicrobial peptide family of esculentin-2 is firstly reported in the genus of Amolops. Combined with previous reports, a total of four antimicrobial peptide families have been identified from the genus of Amolops; three of them are also found in the genus of Rana. These results suggest the possible evolutionary connection between the genera Amolops and Rana. (C) 2009 Elsevier Inc. All rights reserved.

Studies on the ice storage characteristics of blood clam Anadara granosa meat

Ice-storage study of blood clam (Anadara granosa) meat in direct contact and out of contact (in 200 gauge polyethylene bag) with ice was taken up to assess the amenability of the meat to icing. Changes in moisture, total protein, non-protein nitrogen, α amino nitrogen, total volatile base nitrogen, glycogen, free fatty acid, peroxide value, total bacterial count and coliform count were followed every day. The raw and cooked meat were also subjected to organoleptic evaluation. The study showed that the clam meat can be ice-stored in very good condition out of contact with ice in polyethylene packets for 4 days and in direct contact with ice for 2 days.