Via perveniendi ex lumine naturae in notitiam spiritus investigata

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Taurine inhibits serum deprivation-induced osteoblast apoptosis via the taurine transporter/ERK signaling pathway

Taurine has positive effects on bone metabolism. However, the effects of taurine on osteoblast apoptosis in vitro have not been reported. The aim of this study was to investigate the activity of taurine on apoptosis of mouse osteoblastic MC3T3-E1 cells. The data showed that 1, 5, 10, or 20 mM taurine resulted in 16.7, 34.2, 66.9, or 63.75% reduction of MC3T3-E1 cell apoptosis induced by the serum deprivation (serum-free α-MEM), respectively. Taurine (1, 5, or 10 mM) also reduced cytochrome c release and inhibited activation of caspase-3 and -9, which were measured using fluorogenic substrates for caspase-3/caspase-9, in serum-deprived MC3T3-E1 cells. Furthermore, taurine (10 mM) induced extracellular signal-regulated kinase (ERK) phosphorylation in MC3T3-E1 cells. Knockdown of the taurine transporter (TAUT) or treatment with the ERK-specific inhibitor PD98059 (10 μM) blocked the activation of ERK induced by taurine (10 mM) and abolished the anti-apoptotic effect of taurine (10 mM) in MC3T3-E1 cells. The present results demonstrate for the first time that taurine inhibits serum deprivation-induced osteoblast apoptosis via the TAUT/ERK signaling pathway.

Testosterone therapy delays cardiomyocyte aging via an androgen receptor-independent pathway

The testicular feminized (Tfm) mouse carries a nonfunctional androgen receptor (AR) and reduced circulating testosterone levels. We used Tfm and castrated mice to determine whether testosterone modulates markers of aging in cardiomyocytes via its classic AR-dependent pathway or conversion to estradiol. Male littermates and Tfm mice were divided into 6 experimental groups. Castrated littermates (group 1) and sham-operated Tfm mice (group 2, N = 8 each) received testosterone. Sham-operated Tfm mice received testosterone in combination with the aromatase inhibitor anastrazole (group 3, N = 7). Castrated littermates (group 4) and sham-operated untreated Tfm mice (group 5) were used as controls (N = 8 and 7, respectively). An additional control group (group 6) consisted of age-matched non-castrated littermates (N = 8). Cardiomyocytes were isolated from the left ventricle, telomere length was measured by quantitative PCR and expression of p16INK4α, retinoblastoma (Rb) and p53 proteins was detected by Western blot 3 months after treatment. Compared with group 6, telomere length was short (P < 0.01) and expression of p16INK4α, Rb and p53 proteins was significantly (P < 0.05) up-regulated in groups 4 and 5. These changes were improved to nearly normal levels in groups 1 and 2 (telomere length = 0.78 ± 0.05 and 0.80 ± 0.08; p16INK4α = 0.13 ± 0.03 and 0.15 ± 0.04; Rb = 0.45 ± 0.05 and 0.39 ± 0.06; p53 = 0.16 ± 0.04 and 0.13 ± 0.03), but did not differ between these two groups. These improvements were partly inhibited in group 3 compared with group 2 (telomere length = 0.65 ± 0.08 vs 0.80 ± 0.08, P = 0.021; p16INK4α = 0.28 ± 0.05 vs 0.15 ± 0.04, P = 0.047; Rb = 0.60 ± 0.06 vs 0.39 ± 0.06, P < 0.01; p53 = 0.34 ± 0.06 vs 0.13 ± 0.03, P = 0.004). In conclusion, testosterone deficiency contributes to cardiomyocyte aging. Physiological testosterone can delay cardiomyocyte aging via an AR-independent pathway and in part by conversion to estradiol.

Rhein induces apoptosis of human gastric cancer SGC-7901 cells via an intrinsic mitochondrial pathway

Rhein is a primary anthraquinone found in the roots of a traditional Chinese herb, rhubarb, and has been shown to have some anticancer effects. The aim of the present study was to investigate the effect of rhein on the apoptosis of the human gastric cancer line SGC-7901 and to identify the mechanism involved. SGC-7901 cells were cultured and treated with rhein (0, 50, 100, 150, and 200 µM) for 24, 48, or 72 h. Relative cell viability assessed by the MTT assay after treatment was 100, 99, 85, 79, 63% for 24 h; 100, 98, 80, 51, 37% for 48 h, and 100, 97, 60, 36, 15% for 72 h, respectively. Cell apoptosis was detected with TUNEL staining and quantified with flow cytometry using annexin FITC-PI staining at 48 h after 100, 200 and 300 µm rhein. The percentage of apoptotic cells was 7.3, 21.9, 43.5%, respectively. We also measured the mRNA levels of caspase-3 and -9 using real-time PCR. Treatment with 100 µM rhein for 48 h significantly increased mRNA expression of caspase-3 and -9. The levels of apoptosis-related proteins including Bcl-2, Bax, Bcl-xL, and pro-caspase-3 were evaluated in rhein-treated cells. Rhein increased the Bax:Bcl-2 ratio but decreased the protein levels of Bcl-xL and pro-caspase-3. Moreover, rhein significantly increased the expression of cytochrome c and apoptotic protease activating factor 1, two critical components involved in mitochondrial pathway-mediated apoptosis. We conclude that rhein inhibits SGC-7901 proliferation by inducing apoptosis and this antitumor effect of rhein is mediated in part by an intrinsic mitochondrial pathway.

SIRT1 negatively regulates amyloid-beta-induced inflammation via the NF-κB pathway

Chronic inflammation induced by amyloid-beta (Aβ) plays a key role in the development of age-related macular degeneration (AMD), and matrix metalloproteinase-9 (MMP-9), interleukin (IL)-6, and IL-8 may be associated with chronic inflammation in AMD. Sirtuin 1 (SIRT1) regulates inflammation via inhibition of nuclear factor-kappa B (NF-κB) signaling, and resveratrol has been reported to prevent Aβ-induced retinal degeneration; therefore, we investigated whether this action was mediated via activation of SIRT1 signaling. Human adult retinal pigment epithelial (RPE) cells were exposed to Aβ, and overactivation and knockdown of SIRT1 were performed to investigate whether SIRT1 is required for abrogating Aβ-induced inflammation. We found that Aβ-induced RPE barrier disruption and expression of IL-6, IL-8, and MMP-9 were abrogated by the SIRT1 activator SRT1720, whereas alterations induced by Aβ in SIRT1-silenced RPE cells were not attenuated by SRT1720. In addition, SRT1720 inhibited Aβ-mediated NF-κB activation and decrease of the NF-κB inhibitor, IκBα. Our findings suggest a protective role for SIRT1 signaling in Aβ-dependent retinal degeneration and inflammation in AMD.

Berberine induces apoptosis via ROS generation in PANC-1 and MIA-PaCa2 pancreatic cell lines

Pancreatic cancer is the fourth leading cause of cancer death. Gemcitabine is widely used as a chemotherapeutic agent for the treatment of pancreatic cancer, but the prognosis is still poor. Berberine, an isoquinoline alkaloid extracted from a variety of natural herbs, possesses a variety of pharmacological properties including anticancer effects. In this study, we investigated the anticancer effects of berberine and compared its use with that of gemcitabine in the pancreatic cancer cell lines PANC-1 and MIA-PaCa2. Berberine inhibited cell growth in a dose-dependent manner by inducing cell cycle arrest and apoptosis. After berberine treatment, the G1 phase of PANC-1 cells increased by 10% compared to control cells, and the G1 phase of MIA-PaCa2 cells was increased by 2%. Whereas gemcitabine exerts antiproliferation effects through S-phase arrest, our results showed that berberine inhibited proliferation by inducing G1-phase arrest. Berberine-induced apoptosis of PANC-1 and MIA-PaCa2 cells increased by 7 and 2% compared to control cells, respectively. Notably, berberine had a greater apoptotic effect in PANC-1 cells than gemcitabine. Upon treatment of PANC-1 and MIA-PaCa2 with berberine at a half-maximal inhibitory concentration (IC50), apoptosis was induced by a mechanism that involved the production of reactive oxygen species (ROS) rather than caspase 3/7 activation. Our findings showed that berberine had anti-cancer effects and may be an effective drug for pancreatic cancer chemotherapy.

Características de qualidade do suco polposo de cajá (Spondias lutea L.) obtido por extração mecânico-enzimática

Cajás (Spondias lutea L.), oriundas do município de Maranguape (CE - Brasil), em estádio de plena maturação foram processadas em escala-piloto para obtenção de suco integral através do processo de extração mecânico-enzimática. O produto final foi analisado com relação as suas características físico-químicas bem quanto ao perfil sensorial após estocagem de 120 dias à temperatura ambiente (28°C). A polpa foi tratada com 120 ppm de enzimas pectinolíticas (Pectinex Ultra SP-L) por 30 min, à temperatura de 25°C, o pH natural (2,98), seguido o processo mecânico de extração. Foi empregado como processo de preservação do suco integral o método "hot-fill" + aditivos. Segundo o ponto de vista estatístico as características físico-químicas permaneceram inalteradas ao longo de 120 dias, apresentando os seguintes valores médios: pH (2,78), sólidos solúveis (11,19 °Brix), acidez titulável total (1,46 g% de ácido cítrico), açúcares redutores (6,91 g% em glicose), taninos (77,36 mg% de ácido tânico), cor (0,125 em leitura de absorbância a 440 nm), pectina (0,12 g% em pectato de cálcio) e viscosidade (10,8 cps). A análise sensorial classificou o suco polposo como de "boa" e "muito boa", sendo que as maiores médias couberam aos parâmetros aparência, cor e sabor.

Parâmetros reacionais para a síntese enzimática do butirato de butila em solventes orgânicos

A síntese orgânica catalisada por enzimas envolve um mecanismo complexo dependente do tipo de substrato, enzima, solvente orgânico e teor de água no meio reacional. Neste trabalho foi estudado a influência de alguns desses parâmetros no rendimento da esterificação do butanol com ácido butírico, utilizando uma preparação enzimática comercial de lipase. A polaridade e natureza do solvente, bem como a razão molar entre o butanol e ácido butírico, foram considerados os fatores que mais influenciaram o desenvolvimento dessa síntese enzimática.

TEXTURA DE FEIJÃO-VAGEM (Phaseolus vulgaris L) PROCESSADO OU NÃO: EFEITO DA APLICAÇÃO DE CONCENTRAÇÕES CRESCENTES DE CÁLCIO VIA ABSORÇÃO RADICULAR

Esta investigação teve como objetivo estudar o efeito do cultivo de feijão-vagem com doses crescentes de cálcio na textura das vagens antes e após processo de enlatamento. O experimento foi desenvolvido com a cultivar UEL 1, utilizando-se areia grossa como substrato. Os tratamentos constaram das seguintes concentrações de cálcio em solução nutritiva: 0, 75, 150 e 300 ppm. Foram determinados os teores de cálcio das vagens in natura, substâncias pécticas e textura das vagens in natura e processada. As concentrações de cálcio nas vagens aumentaram em paralelo à elevação dos níveis de cálcio adicionados à solução nutritiva. Os teores de pectina solúvel nas vagens in natura não diferiram entre os tratamentos. Houve um acréscimo da quantidade de pectina insolúvel em função do aumento das doses de cálcio. Após o processamento térmico ocorreu uma solubilização das pectinas. A maior concentração de pectina solúvel nas vagens enlatadas foi observada nas vagens cultivadas sem adição de cálcio na solução nutritiva. As medidas de textura demonstraram uma tendência de aumento de firmeza das vagens concomitante à elevação nos teores de cálcio antes e após o processo de enlatamento.

ATIVIDADE ENZIMÁTICA DE MICRORGANISMOS ISOLADOS DO JACATUPÉ (Pachyrhizus erosus L. Urban)

O isolamento e a identificação de microrganismos produtores de enzimas de interesse comercial, utilizando tubérculos de jacatupé (Pachyrhizus erosus L. Urban), foi o objetivo principal deste trabalho. Isolaram-se microrganismos endofíticos e epifíticos identificados por observação micromorfológica. A avaliação da atividade enzimática das linhagens foi determinada pelo método de difusão em ágar. As sessenta e oito linhagens isoladas dos tubérculos de jacatupé foram cultivadas em meio sólido específico para amilase, lipase, protease e celulase por 96h a 280 C. Os microrganismos epifíticos encontrados foram Pithomyces (7,3%), Aspergillus (19,2%), Fusarium (5,9%) e Trichoderma (5,8%), e os endofíticos foram Mucor (7,3%), Rhizopus (10,3%), Bacillus (19,0%), Staphylococcus (10,3%) e Nocardiopsis (15%). As linhagens de Nocardiopsis sp. apresentaram atividade lipolítica superior à do padrão, porém a atividade amilolítica não apresentou diferença significativa comparada com o padrão. As linhagens de Mucor sp., Pithomyces sp. e Staphylococcus sp. produziram atividade proteolítica abaixo do padrão. Nenhum isolado apresentou atividade celulolítica.

Hidrólise parcial enzimática da gordura de babaçu

Lipases são enzimas de origem animal, vegetal ou microbiana que catalisam a hidrólise total ou parcial de óleos e gorduras, fornecendo ácidos graxos livres, acilgliceróis parciais e glicerol. O trabalho teve como objetivo verificar a ação da lipase comercial FAP (Amano Pharmaceutical Co.) no processo de hidrólise parcial da gordura de babaçu. Foi utilizada a Metodologia de Superfície de Resposta para representar o sistema na região estudada. O tratamento estatístico possibilitou analisar a influência das variáveis indepentes concentração de enzima (3 a 327U/mL) e tempo de reação (1 a 31h) na variável dependente: % de hidrólise. Os resultados experimentais observados nas reações, variaram de 6,52 a 41,44% de hidrólise da gordura de babaçu. Pela aplicação do modelo estatístico, os resultados estimados variaram de 13,57 a 43,80% de hidrólise. O nível de significância foi de 99% para o modelo % de hidrólise. Foi observado que 87,8% da variação da resposta pode ser explicada pela regressão múltipla, demostrando ser bom o ajustamento do modelo aos dados experimentais.

Curvas de porcentagem mássica de água versus peso específico em vegetais in natura - otimização de processos industriais pela seleção via teste da matéria-prima

O trabalho visa a verificação da existência de correlação matemática entre peso específico (SG) e porcentagem mássica de água (PMA) em vegetais in natura. Foram concluídas as curvas da Solanum tuberosum (batata-inglesa), Dioscorea sp (cará), Manihot utilíssima (mandioca). O procedimento de medição de peso específico em laboratório pode ser utilizado como teste em escala industrial para determinação da porcentagem mássica de água em vegetais in natura de aspecto uniforme através da curva característica PExPMA do vegetal utilizado. O teste assim descrito é simples, econômico, não destrutivo e preciso, fácil de ser implantado na indústria para otimização de processos que tenham como matéria-prima vegetais in natura, uma vez que a porcentagem mássica de água do vegetal é um parâmetro importante. Com a aplicação do teste é possível selecionar a matéria-prima de melhor produtividade, permitindo melhores produtos e maior rendimento do processo, além de atingir melhor homogeneidade do produto final.

Biscoitos tipo "cookie" e "snack" enriquecidos, respectivamente com caseína obtida por coagulação enzimática e caseinato de sódio

O objetivo do presente trabalho foi a formulação e a caracterização química, nutricional e sensorial de dois tipos de biscoito, tipo "cookie" e "snack", utilizando para o enriquecimento protéico a caseína obtida por coagulação enzimática para o "cookie" e caseinato de sódio para o "snack". O biscoito tipo "cookie" apresentou teores mais elevados de umidade, proteína e fibra total que o do tipo "snack", que foi mais rico em gordura e sal. Com relação aos minerais essenciais, o biscoito tipo "cookie" apresentou-se mais rico em minerais que o "snack", exceto pelo fósforo e pelo sódio com teores mais elevados no "snack". O perfil de aminoácidos essenciais foi mais adequado no tipo "cookie" que no "snack". Conseqüentemente, os índices de valor protéico, exceto a digestibilidade verdadeira, foram superiores para os biscoitos do tipo "cookie". A aceitabilidade dos dois tipos de biscoito foi testada em atletas dos dois sexos com relação aos atributos: aceitação global, cor da superfície, odor, sabor, crocância e dureza. A aceitação dos produtos foi de 98% para os "snacks" e 81% para os "cookies". Os "cookies" tiveram o mesmo nível de aceitação pelos homens e pelas mulheres, já os "snacks" foram mais bem aceitos pelos homens (52,7% dos homens gostaram muito, contra apenas 37,8% das mulheres). A análise microbiológica dos dois tipos de biscoito mostrou perfil microbiológico aceitável, com base na Portaria 451 da Secretaria de Vigilância Sanitária.

Influência das variáveis de processo na alcoólise enzimática de óleo de mamona

O potencial de aplicação de lipases em processos biotecnológicos para a modificação de óleos e gorduras tem sido objeto de grande interesse nos meios científico, econômico e industrial nos últimos anos. Além da atividade de hidrólise de ésteres, as lipases podem catalisar uma grande variedade de reações de esterificação, transesterificação e poliesterificação. A transesterificação inclui acidólise, interesterificação e alcoólise. Neste trabalho reações de alcoólise de óleo de mamona para produção de ésteres de ácidos graxos foram estudadas devido a sua importância na obtenção de, por exemplo, agentes de antifricção, emulsificantes, intermediários para produzir uma numerosa quantidade de oleoquímicos e combustível alternativo ao diesel e/ou aditivo ao diesel de petróleo (biodiesel). Neste contexto, foi estudada a etanólise enzimática de óleo de mamona com lipase comercial (Lipozyme IM) usando n-hexano como solvente. Os experimentos foram realizados variando a temperatura, as concentrações de água e enzima no meio reacional e a razão molar óleo-etanol, de acordo com um planejamento de experimentos pré-estabelecidos. Um modelo empírico foi utilizado para avaliar a influência das variáveis de processo no rendimento e, desta forma, as condições de operação que maximizam a produção de ésteres foram estabelecidas para a enzima utilizada.

Produção de concentrados de frutose por inulinases de Penicillium janczewskii e atividade sobre o nível de glicose plasmática em ratos diabéticos

A frutose é utilizada atualmente como adoçante para diabéticos, sendo produzida comercialmente por hidrólise do amido, sob um processo de alto custo que envolve três etapas enzimáticas usando alfa-amilase, amiloglicosidase e glicose isomerase. Uma alternativa para a produção de concentrados de frutose é a hidrólise enzimática da inulina, polímero de frutose encontrado em Asteráceas, incluindo espécies nativas do cerrado. Nesse caso, através de uma única etapa enzimática obtêm-se concentrados com até 95% de frutose. Embora baixos níveis desse açúcar possam ser metabolizados na ausência de insulina, seu efeito sobre a redução do nível de glicose plasmática ainda não está completamente esclarecido. No presente trabalho foi avaliada a ação da frutose produzida por hidrólise da inulina de Vernonia herbacea (Asteraceae) por inulinases de Penicillium janczewskii no nível de glicose plasmática de ratos diabéticos. Dentre os animais diabéticos tratados não foi verificada mortalidade, havendo redução de 46% em média (p<1% no teste de Tukey) dos níveis de glicose plasmática quando comparados aos controles. A considerável produção de inulina em V. herbacea, a alta atividade inulinásica de P. janczewskii e a ausência de mortalidade dos animais tratados demonstram que a frutose obtida por essa via pode ser uma alternativa viável para a produção comercial desse açúcar.