Peroxynitrite disables the tyrosine phosphorylation regulatory mechanism: Lymphocyte-specific tyrosine kinase fails to phosphorylate nitrated cdc2(6-20)NH2 peptide.

To determine if nitration of tyrosine residues by peroxynitrite (PN), which can be generated endogenously, can disrupt the phosphorylation of tyrosine residues in proteins involved in cell signaling networks, we studied the effect of PN-promoted nitration of tyrosine residues in a pentadecameric peptide, cdc2(6-20)NH2, on the ability of the peptide to be phosphorylated. cdc2(6-20)NH2 corresponds to the tyrosine phosphorylation site of p34cdc2 kinase, which is phosphorylated by lck kinase (lymphocyte-specific tyrosine kinase, p56lck). PN nitrates both Tyr-15 and Tyr-19 of the peptide in phosphate buffer (pH 7.5) at 37 degrees C. Nitration of Tyr-15. which is the phosphorylated amino acid residue, inhibits completely the phosphorylation of the peptide. The nitration reaction is enhanced by either Fe(III)EDTA or Cu(II)-Zn(II)-superoxide dismutase (Cu,Zn-SOD). The kinetic data are consistent with the view that reactions of Fe(111)EDTA or Cu,Zn-SOD with the cis form of PN yield complexes in which PN decomposes more slowly to form N02+, the nitrating agent. Thus, the nitration efficiency of PN is enhanced. These results are discussed from the point of view that PN-promoted nitration will result in permanent impairment of cyclic cascades that control signal transduction processes and regulate cell cycles.

Peroxynitrite-mediated nitration of tyrosine residues in Escherichia coli glutamine synthetase mimics adenylylation: relevance to signal transduction.

Treatment of Escherichia coli glutamine synthetase (GS) with peroxynitrite leads to nitration of some tyrosine residues and conversion of some methionine residues to methionine sulfoxide (MSOX) residues. Nitration, but not MSOX formation, is stimulated by Fe-EDTA. In the absence of Fe-EDTA, nitration of only one tyrosine residue per subunit of unadenylylated GS leads to changes in divalent cation requirement, pH-activity profile, affinity for ADP, and susceptibility to feedback inhibition by end products (tryptophan, AMP, CTP), whereas nitration of one tyrosine residue per subunit in the adenylylated GS leads to complete loss of catalytic activity. In the presence of Fe-EDTA, nitration is a more random process: nitration of five to six tyrosine residues per subunit is needed to convert unadenylylated GS to the adenylylated configuration. These results and the fact that nitration of tyrosine residues is an irreversible process serve notice that the regulatory function of proteins that undergo phosphorylation or adenylylation in signal transduction cascades might be seriously compromised by peroxynitrite-promoted nitration.

Mapping nucleosome position at single base-pair resolution by using site-directed hydroxyl radicals.

A base-pair resolution method for determining nucleosome position in vitro has been developed to com- plement existing, less accurate methods. Cysteaminyl EDTA was tethered to a recombinant histone octamer via a mutant histone H4 with serine 47 replaced by cysteine. When assembled into nucleosome core particles, the DNA could be cut site specifically by hydroxyl radical-catalyzed chain scission by using the Fenton reaction. Strand cleavage occurs mainly at a single nucleotide close to the dyad axis of the core particle, and assignment of this location via the symmetry of the nucleosome allows base-pair resolution mapping of the histone octamer position on the DNA. The positions of the histone octamer and H3H4 tetramer were mapped on a 146-bp Lytechinus variegatus 5S rRNA sequence and a twofold-symmetric derivative. The weakness of translational determinants of nucleosome positioning relative to the overall affinity of the histone proteins for this DNA is clearly demonstrated. The predominant location of both histone octamer and H3H4 tetramer assembled on the 5S rDNA is off center. Shifting the nucleosome core particle position along DNA within a conserved rotational phase could be induced under physiologically relevant conditions. Since nucleosome shifting has important consequences for chromatin structure and gene regulation, an approach to the thermodynamic characterization of this movement is proposed. This mapping method is potentially adaptable for determining nucleosome position in chromatin in vivo.

Purification and characterization of a guanine nucleotide-exchange protein for ADP-ribosylation factor from spleen cytosol.

ADP-ribosylation factors (ARFs) are 20-kDa guanine nucleotide-binding proteins and are active in the GTP-bound state and inactive with GDP bound. ARF-GTP has a critical role in vesicular transport in several cellular compartments. Conversion of ARF-GDP to ARF-GTP is promoted by a guanine nucleotide-exchange protein (GEP). We earlier reported the isolation from bovine brain cytosol of a 700-kDa protein complex containing GEP activity that was inhibited by brefeldin A (BFA). Partial purification yielded an approximately 60-kDa BFA-insensitive GEP that enhanced binding of ARF1 and ARF3 to Golgi membranes. GEP has now been purified extensively from rat spleen cytosol in a BFA-insensitive, approximately 55-kDa form. It activated class I ARFs (ARFs 1 and 3) that were N-terminally myristoylated, but not nonmyristoylated ARFs from class-I, II, or III. GEP activity required MgCl2. In the presence of 0.6-0.8 mM MgCl2 and 1 mM EDTA, binding of guanosine 5'-[gamma[35S]thio]triphosphate ([35S]GTP gamma S) by ARF1 and ARF3 was equally high without and with GEP. At higher Mg2+ concentrations, binding without GEP was much lower; with 2-5 mM MgCl2, GEP-stimulated binding was maximal. The rate of GDP binding was much less than that of GTP gamma S with and without GEP. Phospholipids were necessary for GEP activity; phosphatidylinositol was more effective than phosphatidylserine, and phosphatidic acid was less so. Other phospholipids tested were ineffective. Maximal effects required approximately 200 microM phospholipid, with half-maximal activation at 15-20 microM. Release of bound [35S]GTP gamma S from ARF3 required the presence of both GEP and unlabeled GTP or GTP gamma S; GDP was much less effective. This characterization of the striking effects of Mg2+ concentration and specific phospholipids on the purified BFA-insensitive ARF GEP should facilitate experiments to define its function in vesicular transport.

RecA.oligonucleotide filaments bind in the minor groove of double-stranded DNA.

Escherichia coli RecA protein, in the presence of ATP or its analog adenosine 5'-[gamma-thio]triphosphate, polymerizes on single-stranded DNA to form nucleoprotein filaments that can then bind to homologous sequences on duplex DNA. The three-stranded joint molecule formed as a result of this binding event is a key intermediate in general recombination. We have used affinity cleavage to examine this three-stranded joint by incorporating a single thymidine-EDTA.Fe (T*) into the oligonucleotide part of the filament. Our analysis of the cleavage patterns from the joint molecule reveals that the nucleoprotein filament binds in the minor groove of an extended Watson-Crick duplex.

Citrate modulates the regulation by Zn2+ of N-methyl-D-aspartate receptor-mediated channel current and neurotransmitter release.

The effect of the two metal-ion chelators EDTA and citrate on the action of N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptors was investigated by use of cultured mouse cerebellar granule neurons and Xenopus oocytes, respectively, to monitor either NMDA-evoked transmitter release or membrane currents. Transmitter release from the glutamatergic neurons was determined by superfusion of the cells after preloading with the glutamate analogue D-[3H]aspartate. The oocytes were injected with mRNA isolated from mouse cerebellum and, after incubation to allow translation to occur, currents mediated by NMDA were recorded electrophysiologically by voltage clamp at a holding potential of -80 mV. It was found that citrate as well as EDTA could attenuate the inhibitory action of Zn2+ on NMDA receptor-mediated transmitter release from the neurons and membrane currents in the oocytes. These effects were specifically related to the NMDA receptor, since the NMDA receptor antagonist MK-801 abolished the action and no effects of Zn2+ and its chelators were observed when kainate was used to selectively activate non-NMDA receptors. Since it was additionally demonstrated that citrate (and EDTA) preferentially chelated Zn2+ rather than Ca2+, the present findings strongly suggest that endogenous citrate released specifically from astrocytes into the extracellular space in the brain may function as a modulator of NMDA receptor activity. This is yet another example of astrocytic influence on neuronal activity.

Produção e caracterização de biomateriais acelulares bioativos obtidos a partir da decelularização de placentas

A bioengenharia de tecidos baseia-se no uso de moléculas bioativas, células-tronco e biomateriais para reparação de tecidos e/ou órgãos. Biomateriais podem ser classificados de acordo com sua origem em sintéticos ou biológicos. Biomateriais biológicos podem ser produzidos por decelularização, que visa a remoção de células da matriz extracelular (MEC), a qual deve manter sua integridade química e física. Placentas são órgãos de grande interesse na bioengenharia de tecidos visto que são descartadas após o parto e possuem grande volume de matriz extracelular. Métodos de decelularização podem ser classificados em químicos, físicos e enzimáticos. Todos conhecidamente causam alterações na MEC, sendo que a associação deles é comumente utilizada. Este trabalho comparou diferentes protocolos e estabeleceu um método mais favorável para a decelularização de placentas caninas, visando a produção de um biomaterial para futuras aplicações clínicas. Inicialmente ambas as porções - materna e fetal - das placentas foram submetidas à 10 protocolos, que avaliaram variáveis como concentração e tempo de incubação em detergentes, diferentes gradientes de temperatura e a influência da perfusão versus imersão das soluções, na MEC remanescente. Com base na transparência do tecido e na ausência de núcleo celular em cortes histológicos, dois protocolos foram selecionados (I e II). Além dos critérios já mencionados, ambos os protocolos foram comparados quanto à quantidade de DNA remanescente na MEC decelularizada e à permanência e distribuição de algumas das proteínas da matriz. O detergente SDS foi o mais eficaz na remoção de células, embora não tenha sido suficiente para promover uma decelularização tecidual completa. O congelamento prévio das placentas requereu um maior tempo de incubação posterior das amostras nos distintos detergentes. Ambos métodos de perfusão e imersão foram eficazes na remoção das células, embora grande concentração de proteínas do citoesqueleto tenham permanecido retidas na matriz. As amostras processadas pelo protocolo I (SDS 1%, 5mM EDTA + 50mM TRIS + 0,5% antibiótico, e Triton X-100 1%) apresentaram maior preservação da organização estrutural da MEC quando comparadas àquelas processadas de acordo com o protocolo II (que diferiu do anterior pela utilização de solução contendo 0,05% tripsina ao invés de 50mM TRIS), esse último método entretanto foi o que melhor removeu as células das placentas, conforme observado em lâminas histológicas e demonstrado pela menor concentração de DNA. Tanto as porções materna quanto fetal submetidas à ambos protocolos, mantiveram as proteínas laminina, fibronectina e colágeno tipo I. O colágeno tipo III foi observado somente na porção fetal. Conclui-se que o protocolo II foi o mais eficaz no processo de decelularização de placentas caninas tendo promovido a remoção do conteúdo celular e diminuição da concentração de DNA na MEC remanescente. No entanto é necessário otimizar o tempo de incubação das placentas em soluções enzimáticas visando maior conservação do arranjo da matriz decelularizada. A análise da capacidade da MEC decelularizada por tal método para ser utilizada em bioengenharia de tecidos ainda deve ser avaliada in vitro e in vivo

Avaliação in vivo e in vitro de diferentes protocolos no tratamento da hipersensibilidade dentinária cervical

Este estudo possui duas partes distintas: 1. in vivo (randomizado e longitudinal) que teve como objetivo avaliar protocolos de tratamento para hipersensibilidade dentinária com laser de baixa potência (com diferentes dosagens), laser de alta potência e agente dessensibilizante, por um período de 12 e 18 meses; e 2. in vitro que teve como objetivo analisar a perda de estrutura de dois dentifrícios distintos (Colgate Total 12 e Colgate Pró Alívio) e analisar a permeabilidade dentinária dos tratamentos da etapa 01, associados aos dentifrícios, após diferentes ciclos de abrasão. Na parte in vivo, as lesões cervicais não cariosas de 32 voluntários, previamente submetidos aos critérios de elegibilidade ou exclusão, foram divididas em nove grupos (n=10): G1: Gluma Desensitizer (Heraeus Kulzer), G2: Laser de baixa potência com baixa dosagem (Photon Lase, DMC) (três pontos de irradiação vestibulares e um ponto apical: 30 mW, 10 J/cm2, 9 seg por ponto com o comprimento de onda de 810nm). Foram realizadas três sessões com um intervalo de 72 horas), G3: Laser de baixa potência com alta dosagem (um ponto cervical e um ponto apical: 100 mW, 90 J/cm2, 11 seg por ponto com o comprimento de onda de 810nm. Foram realizadas três sessões com um intervalo de 72 horas), G4: Laser de baixa potência com baixa dosagem + Gluma Desensitizer, G5: Laser de baixa potência com alta dosagem + Gluma Desensitizer, G6: Laser de Nd:YAG (Power LaserTM ST6, Lares Research®), em contato com a superfície dental: 1,0W, 10 Hz e 100 mJ, ? 85 J/cm2, com o comprimento de onda de 1064nm, G7: Laser de Nd:YAG + Gluma Desensitizer, G8: Laser de Nd:YAG + Laser de baixa potência com baixa dosagem, G9: Laser de Nd:YAG + Laser de baixa potência com alta dosagem. O nível de sensibilidade de cada voluntário foi avaliado através da escala visual analógica de dor (VAS) com auxílio do ar da seringa tríplice e exploração com sonda após 12 e 18 meses do tratamento. Na parte 02, in vitro, foram utilizados terceiros molares humanos não irrompidos e recém-extraídos. Todos foram limpos e tiveram suas raízes separadas das coroas. As raízes foram seccionadas em quadrados de dentina com dimensões de 4x4x2 mm, os quais foram embutidos em resina Epoxi e devidamente polidos até uma curvatura de 0,3 ?m, analisados em perfilometria ótica. Estes foram imersos em solução de EDTA 17% por 2min para abertura dos túbulos e armazenados em uma solução de Soro Fetal Bovino diluído em salina tamponada com fosfato. Os espécimes foram divididos aleatoriamente em 12 grupos (n=10) G1: Sem tratamento de superfície, sem dentifrício; G2: Nd:YAG/sem dentifrício; G3: Gluma/sem dentifrício; G4: Nd:YAG + Gluma/sem dentifrício; G5: Sem tratamento de superfície/Colgate Total 12; G6: Nd:YAG/Colgate Total 12; G7: Gluma/Colgate Total 12; G8: Nd:YAG + Gluma/Colgate Total 12; G9: Sem tratamento de superfície/Colgate Pró Alívio; G10: Nd:YAG/Colgate Pró Alívio; G11: Gluma/Colgate Pró Alívio; G12: Nd:YAG + Gluma/Colgate Pró Alívio. Em seguida, as superfícies receberam a aplicação de fitas adesivas nas duas margens, mantendo uma área central de teste exposta de 4 x 1 mm, onde foram realizados os tratamentos de superfície e os ciclos de abrasão correspondentes a 1, 7, 30 e 90 dias de escovação (52 ciclos, 210 segundos de contato com o slurry; 361 ciclos, 1470 segundos de contato com o slurry; 1545 ciclos, 6300 segundos de contato com o slurry; 4635 ciclos, 18900 segundos de contato com o slurry, respectivamente). A cada etapa de abrasão, foi realizada análise em Perfilometria Ótica. Para as analises de permeabilidade e Microscopia Eletrônica de Varredura, foram utilizadas amostras circulares de 6 mm de diâmetro e 1 mm de espessura de dentina obtidas das coroas dentais. Estas foram divididas aleatoriamente nos mesmos grupos já descritos anteriormente, sendo que 120 espécimes foram utilizados para permeabilidade (n=10) e 36 para MEV (n=3). Ambas as análises foram realizadas após imersão no EDTA; após tratamentos para a sensibilidade; pós 1 dia, 7 dias, 30 dias e 90 dias de escovação. Após análise estatística pode-se concluir que, in vivo, todos os tratamentos foram eficazes para a redução da hipersensibilidade dentinária. Ainda que o nível da sensibilidade dos pacientes aumentou numericamente, estes não são considerados estatisticamente diferentes a partir de 12 meses. Portanto, até a avaliação de 18 meses, podemos concluir que não houve um aumento na sensibilidade dentinária desde a sua diminuição pós-tratamento. In vitro, pode-se concluir que todos os tratamentos foram capazes de diminuir a permeabilidade dentinária. O dentifrício Total 12 apresentou-se como o mais abrasivo em comparação com o dentifrício Pro Alivio, pois este último promoveu uma perda de estrutura menor, porém ambos não apresentaram aumento na permeabilidade nos tempos de escovação. As microscopias eletrônicas de varredura mostram a formação da smear layer, obliterando os túbulos para ambos os dentifricios. Como conclusão, pode-se afirmar que todos os agentes dessensibilizantes foram efetivos, mesmo apresentando estratégias de ação diferentes. Os dentifrícios são igualmente interessantes para o uso caseiro por ocasionarem oclusão tubular e a associação de tratamentos (caseiro e de consultório) parece ser uma alternativa eficaz no tratamento da hipersensibilidade dentinária.