Electrical parameters and water permeability properties of monolayers formed by T84 cells cultured on permeable supports

T84 is an established cell line expressing an enterocyte phenotype whose permeability properties have been widely explored. Osmotic permeability (P OSM), hydraulic permeability (P HYDR) and transport-associated net water fluxes (J W-transp), as well as short-circuit current (I SC), transepithelial resistance (R T), and potential difference (deltaV T) were measured in T84 monolayers with the following results: P OSM 1.3 ± 0.1 cm.s-1 x 10-3; P HYDR 0.27 ± 0.02 cm.s-1; R T 2426 ± 109 omega.cm², and deltaV T 1.31 ± 0.38 mV. The effect of 50 µM 5,6-dichloro-1-ethyl-1,3-dihydro-2H-benzimidazol-2-one (DCEBIO), a "net ClSymbol>- secretory agent", on T84 cells was also studied. We confirm the reported important increase in I SC induced by DCEBIO which was associated here with a modest secretory deltaJ W-transp. The present results were compared with those reported using the same experimental approach applied to established cell lines originating from intestinal and renal epithelial cells (Caco-2, LLC-PK1 and RCCD-1). No clear association between P HYDR and R T could be demonstrated and high P HYDR values were observed in an electrically tight epithelium, supporting the view that a "water leaky" barrier is not necessarily an "electrically leaky" one. Furthermore, the modest secretory deltaJ W-transp was not consistent with previous results obtained with RCCD-1 cells stimulated with vasopressin (absorptive fluxes) or with T84 cells secreting water under the action of Escherichia coli heat stable enterotoxin. We conclude that, while the presence of aquaporins is necessary to dissipate an external osmotic gradient, coupling between water and ion transport cannot be explained by a simple and common underlying mechanism.

Oxidative stress: molecular perception and transduction of signals triggering antioxidant gene defenses

Molecular oxygen (O2) is the premier biological electron acceptor that serves vital roles in fundamental cellular functions. However, with the beneficial properties of O2 comes the inadvertent formation of reactive oxygen species (ROS) such as superoxide (O2Symbol>·-), hydrogen peroxide, and hydroxyl radical (OHSymbol>·). If unabated, ROS pose a serious threat to or cause the death of aerobic cells. To minimize the damaging effects of ROS, aerobic organisms evolved non-enzymatic and enzymatic antioxidant defenses. The latter include catalases, peroxidases, superoxide dismutases, and glutathione S-transferases (GST). Cellular ROS-sensing mechanisms are not well understood, but a number of transcription factors that regulate the expression of antioxidant genes are well characterized in prokaryotes and in yeast. In higher eukaryotes, oxidative stress responses are more complex and modulated by several regulators. In mammalian systems, two classes of transcription factors, nuclear factor kB and activator protein-1, are involved in the oxidative stress response. Antioxidant-specific gene induction, involved in xenobiotic metabolism, is mediated by the "antioxidant responsive element" (ARE) commonly found in the promoter region of such genes. ARE is present in mammalian GST, metallothioneine-I and MnSod genes, but has not been found in plant Gst genes. However, ARE is present in the promoter region of the three maize catalase (Cat) genes. In plants, ROS have been implicated in the damaging effects of various environmental stress conditions. Many plant defense genes are activated in response to these conditions, including the three maize Cat and some of the superoxide dismutase (Sod) genes.

Symmetric pollen mitosis I and suppression of pollen mitosis II prevent pollen development in Brachiaria jubata (Gramineae)

Microsporogenesis and pollen development were analyzed in a tetraploid (2n = 4x = 36) accession of the forage grass Brachiaria jubata (BRA 007820) from the Embrapa Beef Cattle Brachiaria collection that showed partial male sterility. Microsporocytes and pollen grains were prepared by squashing and staining with 0.5% propionic carmine. The meiotic process was typical of polyploids, with precocious chromosome migration to the poles and laggards in both meiosis I and II, resulting in tetrads with micronuclei in some microspores. After callose dissolution, microspores were released into the anther locule and appeared to be normal. Although each microspore initiated its differentiation into a pollen grain, in 11.1% of them nucleus polarization was not observed, i.e., pollen mitosis I was symmetric and the typical hemispherical cell plate was not detected. After a central cytokinesis, two equal-sized cells showing equal chromatin condensation and the same nuclear shape and size were formed. Generative cells and vegetative cells could not be distinguished. These cells did not undergo the second pollen mitosis and after completion of pollen wall synthesis each gave rise to a sterile and uninucleate pollen grain. The frequency of abnormal pollen mitosis varied among flowers and also among inflorescences. All plants were equally affected. The absence of fertile sperm cells in a considerable amount of pollen grains in this accession of B. jubata may compromise its use in breeding and could explain, at least in part, why seed production is low when compared with the amount of flowers per raceme.

Automatic image-based identification of Saimaa ringed seals

The Saimaa ringed seal is one of the most endangered seals in the world. It is a symbol of Lake Saimaa and a lot of effort have been applied to save it. Traditional methods of seal monitoring include capturing the animals and installing sensors on their bodies. These invasive methods for identifying can be painful and affect the behavior of the animals. Automatic identification of seals using computer vision provides a more humane method for the monitoring. This Master's thesis focuses on automatic image-based identification of the Saimaa ringed seals. This consists of detection and segmentation of a seal in an image, analysis of its ring patterns, and identification of the detected seal based on the features of the ring patterns. The proposed algorithm is evaluated with a dataset of 131 individual seals. Based on the experiments with 363 images, 81\% of the images were successfully segmented automatically. Furthermore, a new approach for interactive identification of Saimaa ringed seals is proposed. The results of this research are a starting point for future research in the topic of seal photo-identification.

Structural and functional Studies of angucycline tailoring enzymes

Polyketides are a diverse group of natural products produced in many bacteria, fungi and plants. These metabolites have diverse biological activities and several members of this group are in clinical use as antibiotics, anticancer agents, antifungals and immunosuppressants. The different polyketides are produced by polyketide synthases, which catalyze the condensation of extender units into various polyketide scaffolds. After the biosynthesis of the polyketide backbone, more versatility is created to the molecule by tailoring enzymes catalyzing for instance hydroxylations, methylations and glycosylations. Flavoprotein monooxygenases (FPMO) and short-chain alcohol dehydrogenases/reductases (SDR) are two enzyme families that catalyze unusual tailoring reactions in the biosynthesis of natural products. In the experimental section, functions of homologous FPMO and SDR tailoring enzymes from five different angucycline pathways were studied in vitro. The results revealed how different angucyclinones are produced from a common intermediate and that FPMO JadH and SDR LanV are responsible for the divergence of jadomycins and landomycins, respectively, from other angucyclines. Structural studies of these tailoring enzymes revealed differences between homologous enzymes and enabled the use of structure-based protein engineering. Mutagenesis experiments gave important information about the enzymes behind the evolution of distinct angucycline metabolites. These experiments revealed a correlation between the substrate inhibition and bi-functionality in JadH homologue PgaE. In the case of LanV, analysis of mutagenesis results revealed that the difference between the stereospecificities of LanV and its homologues CabV and UrdMred is unexpectedly related to the conformation of the substrate rather than to the structure of the enzyme. Altogether, the results presented here have improved our knowledge about different steps of angucycline biosynthesis and the reaction mechanisms used by the tailoring enzymes behind these steps. This information can hopefully be used to modify these enzymes to produce novel metabolites, which have new biological targets or possess novel modes-of-action. The understanding of these unusual enzyme mechanisms is also interesting to enzymologists outside the field of natural product research.

CCN2/CTGF silencing blocks cell aggregation in embryonal carcinoma P19 cell

Connective tissue growth factor (CCN2/CTGF) is a matricellular-secreted protein involved in extracellular matrix remodeling. The P19 cell line is an embryonic carcinoma line widely used as a cellular model for differentiation and migration studies. In the present study, we employed an exogenous source of CCN2 and small interference RNA to address the role of CCN2 in the P19 cell aggregation phenomenon. Our data showed that increasing CCN2 protein concentrations from 0.1 to 20 nM decreased the number of cell clusters and dramatically increased cluster size without changing proliferation or cell survival, suggesting that CCN2 induced aggregation. In addition, CCN2 specific silencing inhibited typical P19 cell aggregation, which could be partially rescued by 20 nM CCN2. The present study demonstrates that CCN2 is a key molecule for cell aggregation of embryonic P19 cells.

A phthalide derivative isolated from endophytic fungiPestalotiopsis photiniae induces G1 cell cycle arrest and apoptosis in human HeLa cells

MP [4-(3′,3′-dimethylallyloxy)-5-methyl-6-methoxyphthalide] was obtained from liquid culture of Pestalotiopsis photiniaeisolated from the Chinese Podocarpaceae plant Podocarpus macrophyllus. MP significantly inhibited the proliferation of HeLa tumor cell lines. After treatment with MP, characteristic apoptotic features such as DNA fragmentation and chromatin condensation were observed in DAPI-stained HeLa cells. Flow cytometry showed that MP induced G1 cell cycle arrest and apoptosis in a dose-dependent manner. Western blotting and real-time reverse transcription-polymerase chain reaction were used to investigate protein and mRNA expression. MP caused significant cell cycle arrest by upregulating the cyclin-dependent kinase inhibitor p27KIP1 protein and p21CIP1 mRNA levels in HeLa cells. The expression of p73 protein was increased after treatment with various MP concentrations. mRNA expression of the cell cycle-related genes, p21CIP1, p16INK4a and Gadd45α, was significantly upregulated and mRNA levels demonstrated significantly increased translation ofp73, JunB, FKHR, andBim. The results indicate that MP may be a potential treatment for cervical cancer.

SEPARATION OF SATURED AND UNSATURATED FATTY ACIDS FROM PALM FATTY ACIDS DISTILLATES IN CONTINUOUS MULTISTAGE COUNTERCURRENT COLUMNS WITH SUPERCRITICAL CARBON DIOXIDE AS SOLVENT: A PROCESS DESIGN METHODOLOGY

In this work the separation of multicomponent mixtures in counter-current columns with supercritical carbon dioxide has been investigated using a process design methodology. First the separation task must be defined, then phase equilibria experiments are carried out, and the data obtained are correlated with thermodynamic models or empirical functions. Mutual solubilities, Ki-values, and separation factors aij are determined. Based on this data possible operating conditions for further extraction experiments can be determined. Separation analysis using graphical methods are performed to optimize the process parameters. Hydrodynamic experiments are carried out to determine the flow capacity diagram. Extraction experiments in laboratory scale are planned and carried out in order to determine HETP values, to validate the simulation results, and to provide new materials for additional phase equilibria experiments, needed to determine the dependence of separation factors on concetration. Numerical simulation of the separation process and auxiliary systems is carried out to optimize the number of stages, solvent-to-feed ratio, product purity, yield, and energy consumption. Scale-up and cost analysis close the process design. The separation of palmitic acid and (oleic+linoleic) acids from PFAD-Palm Fatty Acids Distillates was used as a case study.

HIGH PRESSURE PHASE EQUILIBRIUM: PREDICTION OF ESSENTIAL OIL SOLUBILITY

This work describes a method to predict the solubility of essential oils in supercritical carbon dioxide. The method is based on the formulation proposed in 1979 by Asselineau, Bogdanic and Vidal. The Peng-Robinson and Soave-Redlich-Kwong cubic equations of state were used with the van der Waals mixing rules with two interaction parameters. Method validation was accomplished calculating orange essential oil solubility in pressurized carbon dioxide. The solubility of orange essential oil in carbon dioxide calculated at 308.15 K for pressures of 50 to 70 bar varied from 1.7± 0.1 to 3.6± 0.1 mg/g. For same the range of conditions, experimental solubility varied from 1.7± 0.1 to 3.6± 0.1 mg/g. Predicted values were not very sensitive to initial oil composition.

ANÁLISE DESCRITIVA QUANTITATIVA DA AGUARDENTE DE CANA DURANTE O ENVELHECIMENTO EM TONEL DE CARVALHO (Quercus alba L.)

Apesar da importância econômica e social da aguardente de cana brasileira, são ainda muito escassos os estudos sobre sua qualidade sensorial, porém as crescentes exigências do mercado, tem feito crescer a preocupação com a qualidade dessa bebida. A aguardente de cana é muito apreciada por seu aroma e sabor característicos, que podem ainda melhorar pelo envelhecimento em recipientes de madeira. O complexo processo que ocorre durante o envelhecimento depende além de vários fatores, do tipo de madeira empregada, do tempo de maturação e obviamente da qualidade inicial do destilado. A análise descritiva quantitativa, metodologia muito aplicada na caracterização dos atributos sensoriais de alimentos e bebidas, foi utilizada neste trabalho para estudar o perfil sensorial da aguardente de cana, durante o envelhecimento, em toneis de carvalho. Nesse sentido, foram analisadas amostras de aguardente envelhecidas durante zero, 12, 24, 36 e 48 meses em um tonel de carvalho de 200 litros e duas amostras comerciais, sendo uma delas envelhecida. Dezesseis provadores pré-selecionados através de testes triangulares e análise sequencial, geraram pelo método rede (Kelly's Repertory Grid Method), os termos descritores das aguardentes. Após a etapa de treinamento, foram selecionados 10 provadores com base em seu poder de discriminação, repetibilidade e concordância com a equipe no uso de escalas. As amostras foram então apresentadas e avaliadas pelos provadores, em cabines individuais de forma monádica, com quatro repetições. Os resultados obtidos foram submetidos à análise de variância, teste de médias de Tukey e à Análise de Componentes Principais. Os termos descritores escolhidos em consenso pelos membros da equipe sensorial foram: coloração amarela, aroma alcoólico, aroma de madeira, aroma de baunilha, doçura inicial, doçura residual, sabor alcóolico inicial, sabor alcóolico residual, sabor de madeira inicial, sabor de madeira residual, sabor agressivo, adstringente e ácido. Os resultados obtidos revelaram mudanças significativas (p£0,05) das características sensoriais da aguardente ao longo do envelhecimento. Após 48 meses em tonel de carvalho, a bebida apresentou aroma de madeira, doçura inicial e residual, aroma de baunilha, coloração amarela, gosto inicial e residual de madeira pronunciados, sendo os descritores o aroma alcoólico, agressividade, sabor inicial e residual de álcool, significativamente inferiores aos das demais amostras.

CARACTERÍSTICAS DE QUALIDADE DO CONTRAFILÉ (m. L. dorsi) DE TOUROS JOVENS DA RAÇA NELORE

Com o objetivo de analisar as características de qualidade da carne de touros jovens da raça Nelore e os possíveis efeitos da idade, entre os 690 e os 780 dias, nessas características, efetuou-se o abate de 113 bovinos, que haviam sido confinados por um período de 109 dias com ração à base de 20% de concentrado e 80% de volumoso. Todas as carcaças foram tipificadas pela Inspeção Federal na sala de matança do frigorífico e resfriadas por 24 h em câmara fria (Tinicial=5°C; Tfinal=2°C). Meias carcaças (lado direito, N=51), do tipo B - do Sistema B R A S I L - de animais de 23 a 26 meses foram desossadas. Dois bifes (2,5cm de espessura) de contrafilé (m. L. dorsi) de cada uma foram embalados à vácuo e maturados por 7 dias a 0-2°C. O pH variou entre 5,44 e 5,83 e apenas duas amostras tinham pH ³ 5,70. O valor L* (luminosidade) médio foi de 34,85. As médias de umidade e gordura foram de 75,65% e 1,71%, respectivamente. A média de força de cisalhamento foi de 6,70kg e não foi influenciada pela idade do animal entre 690 e 734 dias, mas apresentou uma tendência (Teste t, p=0,22) de aumento entre 735 e 780 dias. Não se detectou influência da idade do animal nas demais características de qualidade analisadas (Teste t, p>0,20). Concluiu-se que o contrafilé de animais como esses pode ter problemas de aceitação na faixa mais exigente de mercado, e que carcaças tipificadas como B, presumivelmente o melhor tipo, não apresentam necessariamente as melhores características de qualidade da carne.

TEOR DE VITAMINA C, ATIVIDADE DE ASCORBATO OXIDASE E PERFIL SENSORIAL DE MANGA (Mangífera índica L.) VAR. HADEN, DURANTE O AMADURECIMENTO

A composição química e bioquímica da manga, varia de acordo com as condições da cultura, variedade e estágio de maturação, geralmente contendo alto conteúdo de ácido ascórbico. Com o objetivo de estabelecer o papel da ascorbato oxidase [E.C.1.10.3.3], sobre os níveis de ácido ascórbico durante o processo de amadurecimento de manga (Mangífera índica L.) var. Haden, foram analisadas amostras da fruta correspondentes aos estágios verde maturo (zero) e armazenadas por 2, 4, 6, 8, 10, 12 e 14 dias a 20 ± 2oC. As amostras foram obtidas das polpas cortadas em pequenos cubos de aproximadamente 8 cm3 de 8 mangas com textura sem diferença significativa entre elas, medidas com auxílio de um penetrômetro Magness-Taylor. Em cada amostra foi determinada atividade de ascorbato oxidase para verificar sua participação em possíveis quedas de ácido ascórbico durante o amadurecimento das frutas. Também foram determinados periodicamente o teor de ácido ascórbico e o perfil sensorial durante o período de amadurecimento. A atividade enzimática foi determinada espectrofotometricamente a 245 nm 30oC, o ácido ascórbico foi analisado de acordo com a metodologia da AOAC modificada e a análise sensorial através de análise descritiva quantitativa. Os dados da análise sensorial foram analisados através de análise de variância (ANOVA), testes de médias de Tukey, análise de componentes principais e análise discriminante por passos. Durante o amadurecimento, a atividade da ascorbato oxidase aumentou e o teor de ácido ascórbico diminuiu, havendo significativa (p£0,05) correlação linear negativa (r=-0,98). Os termos descritores para a manga foram: sabor característico, aroma característico, acidez, adstringência, coloração amarela da polpa, doçura e suculência. O perfil sensorial apresentou significativa melhora com o amadurecimento. Todos os atributos sensoriais aumentaram significativamente (p£0,05) durante o amadurecimento das mangas, exceto acidez e adstringência.

FÉCULA E FARELO DE MANDIOCACOMO SUBSTRATO NA PRODUÇÃO DE CICLODEXTRINAS

Ciclodextrinas (CDs) são oligossacarídeos cíclicos, não redutores, capazes de formar complexos de inclusão com outras moléculas, modificando suas características químicas e físicas. São de interesse industrial, mas o fator limitante para sua utilização ainda é o alto custo de produção. Devido à sua pureza e ao teor de amilopectina, a fécula de mandioca se apresenta como substrato potencial para a produção de CDs, tendo mais de 95% de amido. Outro substrato potencial é o farelo, resíduo da extração da fécula de mandioca, com cerca de 70% de amido e custo consideravelmente inferior ao da fécula. O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de CDs usando fécula e farelo de mandioca como substratos, empregando ciclodextrina glucosiltransferase (CGTase; E. C. 2.4.1.19) proveniente de Bacillus macerans. A conversão do amido em a-CDs foi de 19% para a fécula e 21% para o farelo. Para b-CDs, os valores foram de 27% e 15% para a fécula e o farelo, respectivamente. A proporção de a: b-CDs produzidas a partir da fécula foi de 1,0:1,4, enquanto que para o farelo foi de 1,5:1,0. Após 4 horas a 50ºC houve considerável perda da atividade enzimática, indicando tendência de estabilização da reação.

OCORRÊNCIA E CARACTERIZAÇÃO DO AMIDO RESISTENTE EM AMIDOS DE MILHO E DE BANANA

No presente trabalho foi estudada a ocorrência de Amido Resistente (AR) em amidos de milho e de banana (naturalmente resistente) e investigado o efeito das variáveis: umidade de condicionamento, tempo e temperatura de armazenamento dos géis, na formação do AR em amido normal de milho; além das características físico-químicas e a estrutura fina do AR de milho e de banana. Foi observado que o teor de AR em amidos de milho e banana (2,5% e 49,61%, respectivamente) parece não estar relacionada com a composição química do grânulo. O amido de banana apresentou grânulos com certo poliformismo, padrão de raio-x tipo B, além de uma fração linear de DP 34 resistente à b-amilólise. A estrutura cristalina que mantém o grânulo do amido de banana coeso, por si só, não explicou o alto teor de AR encontrado. O amido de milho normal apresentou formas poliédricas e padrão difração em raio-x tipo A. Não foi observada a fração com DP 34 resistente à b-amilólise, apesar da sua maior coesividade quando comparado ao amido de banana. O tratamento hidrotérmico aplicado no amido normal de milho quase triplicou o teor de AR (7,15%) devido à formação de estruturas cristalinas coesas. O AR de milho (7,15% de AR), constituído por fragmentos porosos, apresentou padrão de difração tipo C. A não significância do tempo de armazenamento dos géis na produção do AR e a fração linear com DP 34 resistente à b-amilólise presente nos cromatogramas, sugerem a participação da amilose na formação desta estrutura resistente.

COMPORTAMENTO DO ÓLEO DE GIRASSOL COM ALTO TEOR DE ÁCIDO OLÉICO EM TERMOXIDAÇÃO E FRITURA

Óleos de sementes de girassol com diferentes níveis de ácido oléico foram utilizados sob condições de termoxidação e fritura para avaliar o comportamento do óleo de girassol com alto teor de ácido oléico quanto ao seu grau de insaturação quando comparado com o óleo de girassol convencional. Os métodos analíticos aplicados incluíram a determinação de compostos polares totais, quantificação de compostos glicerídicos menores, quantificação da composição triglicerídica, período de indução a 100oC e níveis de a -tocoferol. Os resultados para compostos polares totais apresentaram menores valores em óleo de girassol com alto teor de ácido oléico quando comparados com óleo de girassol convencional. Quanto à distribuição dos compostos glicerídicos menores, verificou-se, de modo geral, que o aumento dos compostos polares totais estava relacionado essencialmente aos compostos de maior peso molecular, isto é, polímeros, dímeros e triglicerídios oxidados, os quais são representantes das alterações térmica e oxidativa. Já os diglicerídios e ácidos graxos, indicativos da alteração hidrolítica, permaneceram praticamente nos níveis originais; uma vez que a umidade não se encontrava presente no meio. A perda quantitativa da composição triglicerídica dependeu do grau de insaturação do triglicerídio, sendo mais elevada em triglicerídios que contêm duas ou três moléculas de ácido linoléico. Em todos os casos, o óleo de girassol convencional teve uma maior tendência à polimerização, um maior grau de alteração total e uma maior perda de triglicerídios majoritários que o óleo de girassol com alto teor de ácido oléico. Assim, dentre os óleos utilizados neste estudo, os resultados mostraram um excelente comportamento do óleo de girassol com alto teor de ácido oléico em relação à termoxidação, independente do tipo de aquecimento e à fritura descontínua. Tais resultados demonstraram que sua resistência à alteração termoxidativa estava relacionada com seu baixo teor em ácidos graxos polinsaturados e alto teor em ácido oléico e trioleína.