Intramolecular electron transfer in a bacterial sulfite dehydrogenase

Sulfite dehydrogenase (SDH) from Starkeya novella, a sulfite-oxidizing molybdenum-containing enzyme, has a novel tightly bound αβ-heterodimeric structure in which the Mo cofactor and the c-type heme are located on different subunits. Flash photolysis studies of intramolecular electron transfer (IET) in SDH show that the process is first-order, independent of solution viscosity, and not inhibited by sulfate, which strongly indicates that IET in SDH proceeds directly through the protein medium and does not involve substantial movement of the two subunits relative to each other. The IET results for SDH contrast with those for chicken and human sulfite oxidase (SO) in which the molybdenum domain is linked to a b-type heme domain through a flexible loop, and IET shows a remarkable dependence on sulfate concentration and viscosity that has been ascribed to interdomain docking. The results for SDH provide additional support for the interdomain docking hypothesis in animal SO and clearly demonstrate that dependence of IET on viscosity and sulfate is not an inherent property of all sulfite-oxidizing molybdenum enzymes.

Diagnosing the cause of proteolysis in UHT milk

Proteolysis of UHT milk during storage at room temperature is a major factor limiting its shelf-life through changes in its flavour and texture. The latter is characterised by increases in viscosity leading in some cases to gel formation. The enzymes responsible for the proteolysis are the native milk alkaline proteinase, plasmin, and heat-stable, extracellular bacterial proteinases produced by psychrotrophic bacterial contaminants in the milk prior to heat processing. These proteinases react differently with the milk proteins and produce different peptides in the UHT milk. In order to differentiate these peptide products, reversed-phase HPLC and the fluorescamine method were used to analyse the peptides soluble in 12% trichloroacetic acid (TCA) and those soluble at pH 4.6. The TCA filtrate showed substantial peptide peaks only if the milk was contaminated by bacterial proteinase, while the pH 4.6 filtrate showed peptide peaks when either or both bacterial and native milk proteinases caused the proteolysis. Results from the fluorescamine test were in accordance with the HPLC results whereby the TCA filtrate exhibited significant proteolysis values only when bacterial proteinases were present, but the pH 4.6 filtrates showed significant values when the milk contained either or both types of proteinase. A procedure based on these analyses is proposed as a diagnostic test for determining which type of proteinase-milk plasmin, bacterial proteinase, or both-is responsible for proteolysis in UHT milk. (C) 2003 Swiss Society of Food Science and Technology. Published by Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Protein film voltammetry of Rhodobacter capsulatus xanthine dehydrogenase

Xanthine dehydrogenase (XDH) from the bacterium Rhodobacter capsulatus catalyzes the hydroxylation of xanthine to uric acid with NAD(+) as the electron acceptor. R. capsulatus XDH forms an (alphabeta)(2) heterotetramer and is highly homologous to homodimeric eukaryotic XDHs. The crystal structures of bovine XDH and R. capsulatus XDH showed that the two proteins have highly similar folds; however, R. capsulatus XDH is at least 5 times more active than bovine XDH and, unlike mammalian XDH, does not undergo the conversion to the oxidase form. Here we demonstrate electrocatalytic activity of the recombinant enzyme, expressed in Escherichia coli, while immobilized on an edge plane pyrolytic graphite working electrode. Furthermore, we have determined all redox potentials of the four cofactors (Mo-VI/V, Mo-V/IV, FAD/FADH, FADH/FADH(2) and two distinct [2Fe-2S](2+/+) clusters) using a combination of potentiometric and voltammetric methods. A novel feature identified in catalytic voltammetry of XDH concerns the potential for the onset of catalysis (ca. 400 mV), which is at least 600 mV more positive than that of the highest potential cofactor. This unusual observation is explained on the basis of a pterin-associated oxidative switch during voltammetry that precedes catalysis.

Recombinant expression of Munc18c in a baculovirus system and interaction with syntaxin4

Two protein families that are critical for vesicle transport are the Syntaxin and Munc18/Sec1. families of proteins. These two molecules form a high affinity complex and play an essential role in vesicle docking and fusion. Munc18c was expressed as an N-terminally His-tagged fusion protein from recombinant baculovirus in Sf9 insect cells. His-tagged Munc18c was purified to homogeneity using both cobalt-chelating affinity chromatography and gel filtration chromatography. With this simple two-step protocol, 3.5 mg of purified Munc18c was obtained from a 1 L culture. Further, the N-terminal His-tag could be removed by thrombin cleavage while the tagged protein was bound to metal affinity resin. Recombinant Munc18c produced in this way is functional, in that it forms a stable complex with the SNARE interacting partner, syntaxin4. Thus we have developed a method for producing and purifying large amounts of functional Munc18c-both tagged and detagged-from a baculovirus expression system. We have also developed a method to purify the Munc18c:syntaxin4 complex. These methods will be employed for future functional and structural studies. Crown copyright (C) 2003 Published by Elsevier Inc. All rights reserved.

Efeitos dos ácidos húmicos provenientes de aterro sanitário em plantas

O processo de tratamento biológico dos lixiviados de aterros sanitários resulta na geração de grandes quantidades de lodo, caracterizados por conterem altas taxas de matéria orgânica. Por meio do fracionamento químico da matéria orgânica são obtidos os ácidos húmicos (AH), fração de comprovada eficiência sobre o crescimento vegetal, promovendo melhorias no desenvolvimento das plantas. Este trabalho teve como objetivo caracterizar quimicamente os AH extraídos do lodo de lixiviado de aterro sanitário e avaliar os efeitos da aplicação de diferentes doses dos AH por meio de análises biológicas em plantas, visando minimizar os potenciais riscos da utilização do lodo in natura. Por meio de caracterizações químicas, o ácido húmico apresentou elevados teores de carbono e nitrogênio, podendo constituir uma importante fonte de nutrientes para as plantas. Além disso, foram observadas alterações nas taxas de absorção, na bioconcentração e na translocação de alguns nutrientes. Com relação à análise das enzimas antioxidantes, foi possível observar aumento na atividade de algumas enzimas com a aplicação de diferentes doses de AH. Além disto, foram constatadas alterações citogenéticas por meio da análise de células meristemáticas e F1 de Allium cepa. Influências sobre o crescimento da planta também são reportadas, por meio de aumentos expressivos na área radicular e na altura de Zea mays. Em geral, os dados de crescimento revelaram um maior investimento da planta na parte aérea, provavelmente associado com a melhor eficiência do sistema radicular. Além disso, também foram reportadas alterações na espessura da epiderme. Neste contexto, apesar dos benefícios nutricionais e da comprovada atuação dos AH sobre o metabolismo vegetal, os seus efeitos biológicos sobre enzimas do estresse oxidativo e a sua capacidade citotóxica precisam ser melhor investigados. Devido à complexidade do resíduo, a utilização de análises químicas, genéticas, enzimáticas, fisiológicas e anatômicas foi uma importante ferramenta para a avaliação da possível aplicação dos ácidos húmicos em plantas.

Influência da luminosidade na fisiologia e morfoanatomia de jequitibá branco (Cariniana estrellensis (Raddi.) Kuntze) e jequitibá rosa (Cariniana legalis (Mart.) Kuntze)

Cariniana estrellensis (Raddi.) Kuntze e C. legalis (Mart.) Kuntze são arbóreas nativas do Brasil que, além de possuírem alto poder econômico, são objeto de interesse em programas de recuperação de áreas degradadas e em plantios comerciais. A escassez de informações relacionadas ao desempenho ecofisiológico dessas espécies em condições ambientais estressantes dificultam o manejo e conservação das mesmas. Dessa forma, o presente estudo objetivou avaliar a ecofisiologia das espécies em um gradiente de irradiância, por meio de dois experimentos. No experimento 1, plantas de C. estrellensis com 12 meses de idade foram submetidas a quatro tratamentos: 40%, 50%, 70% e 100% de irradiância, durante 104 dias. Ao final desse período foram feitas análises de crescimento, do conteúdo de pigmentos fotossintéticos, de trocas gasosas, da fluorescência da clorofila a, do conteúdo foliar de carboidratos solúveis, das características anatômicas foliares e caulinares e da plasticidade fenotípica da espécie. No experimento 2, plantas de C. estrellensis e C. legalis com 14 meses de idade foram submetidas a dois tratamentos: 30% e 100% de irradiância (sombra e sol, respectivamente), durante 30 dias. Ao final desse período foram feitas análises do estresse oxidativo das espécies, por meio da quantificação da atividade das enzimas catalase e peroxidase do ascorbato e por meio da quantificação do conteúdo foliar de pigmentos fotossintéticos. No experimento 1, em 70% de irradiância, as plantas apresentaram melhor crescimento em altura e diâmetro, maior massa seca de folhas (MSF), de caule (MSC) e de raiz (MSR). Em 70% e 100% de irradiância, as plantas apresentaram folhas menores (AFU) e mais espessas (AFE e MFE) resultando em menor área foliar total (AFT). Nesses tratamentos as plantas também apresentaram menor conteúdo foliar de clorofila a (Chl a) e b (Chl b), porém, maior razão Chl a/b e maior conteúdo de carotenóides, o que implicou em menor razão Chl a/Carot. Taxas fotossintéticas maiores foram encontradas nas plantas em 70% e inibidas em 40% e 50%, em função da baixa irradiância solar, e em 100%, possivelmente pela ocorrência de fotoinibição, como mostraram os parâmetros do fluxo de energia do fotossistema II. De acordo com a análise da fluorescência da clorofila a, em pleno sol, as plantas apresentaram menor densidade de centros de reação ativos (RC/ABS) e maior dissipação de energia (DI0/ABS), culminando com menor desempenho do fotossistema II (PIabs) e desempenho total (PITotal). O conteúdo foliar de carboidratos solúveis foi maior nas plantas em 70%, seguido das plantas em 100% de irradiância, com exceção da glicose, que não variou entre os tratamentos. A maior espessura encontrada nas folhas sob 100% de irradiância foi em função da maior espessura das epidermes adaxial e abaxial e dos parênquimas paliçádico e esponjoso. E o maior diâmetro do caule em 70% de irradiância se deu pela maior espessura do xilema e floema secundários. No experimento 2, as plantas em pleno sol de ambas as espécies também apresentaram menor conteúdo foliar de clorofila a (Chl a) e b (Chl b) e maior razão Chl a/b. No entanto, o conteúdo de carotenóides foi maior, o que implicou em menores razões Chl a/Carot. A atividade da catalase (CAT) variou em função do tempo e da espécie, apresentando uma queda em C. estrellensis aos 16 dias, possivelmente em função de fotoinativação, e um aumento em C. legalis aos 30 dias. Já a atividade da peroxidase do ascorbato (APX) não variou em função do tempo, da espécie ou dos tratamentos. O estudo da plasticidade fenotípica mostrou que C. estrellensis é uma espécie plástica, principalmente em função das variáveis de fotossíntese e trocas gasosas, sendo capaz de sobreviver no gradiente de irradiância testado, o que viabiliza o seu uso em projetos de recuperação de áreas degradadas. E, uma vez que as análises ecofisiológicas mostraram que C. estrellensis e C. legalis apresentaram melhor desempenho em luminosidade moderada, sugere-se que ambas comportaram-se como espécies intermediárias no processo de sucessão florestal. No entanto, uma vez que a concentração de pigmentos foliares e a produção de enzimas antioxidantes inferiram maior susceptibilidade de C. estrellensis à fotoinibição em alta irradiância, sugere-se maior viabilidade do uso de C. legalis em projetos de recuperação de áreas degradas.

Utilização de ultrassom na conservação de suco de laranja : efeito sobre características físico-químicas, enzimáticas, microbiológicas e sensoriais

O consumo de suco de frutas vem aumentando no Brasil. Entre 2002 e 2009 o consumo de sucos, sejam eles concentrados, em pó, sucos ou néctares, aumentou em 21%. Devido ao seu sabor agradável e doce, e ao seu valor nutricional, o suco de laranja é o suco mais comum fabricado pela indústria de processamento de bebidas. Diversos fatores podem afetar a qualidade do suco de laranja. A microbiota típica presente no suco de laranja pode ser proveniente de várias etapas de sua produção. Em relação às enzimas, a pectinametilesterase (PME) é a principal causadora de alterações em suco laranja. A pasteurização e a esterilização comercial são os métodos de conservação mais comuns utilizados para inativar enzimas e micro-organismos, porém podem causar efeitos adversos em relação às características sensoriais (cor, sabor, aroma, e outros) dos produtos. A tecnologia de ultrassom vem sendo estudada recentemente como uma forma de conservar os alimentos sem causar efeitos indesejáveis como os provocados pelos tratamentos térmicos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a utilização da tecnologia de ultrassom e de ultrassom aliado a temperaturas brandas, como forma de conservar suco de laranja. Para isto, foram analisadas a contagem de mesófilos totais e bolores e leveduras, a atividade da pectinametilesterase, o teor de vitamina C, a cor, o pH, o teor de sólidos solúveis e a estabilidade em relação à turbidez. Ainda, avaliou-se a aceitação sensorial de suco de laranja submetido à termossonicação. Os resultados foram comparados com os obtidos para o suco natural e o suco pasteurizado. Utilizou-se um ultrassom de 40 kHz, associado às temperaturas de 25 ºC, 30 ºC, 40 ºC, 50 ºC e 60 ºC durante 10 minutos. Os tratamentos utilizando ultrassom a 50 ºC e 60 ºC foram capazes de reduzir a contagem de bolores e leveduras e de mesófilos totais, apresentando uma redução de 3 ciclos logarítmicos. Resultado similar foi encontrado quando realizado o tratamento térmico a 90 ºC por 30 segundos. Observou-se que a aplicação da termossonicação permitiu uma redução significativa na atividade de PME e uma menor perda de vitamina C. O tratamento que apresentou melhor redução na atividade de PME foi utilizando ultrassom 40 kHz com temperatura de 60 ºC. Em relação ao ácido ascórbico, quanto menor a temperatura utilizada em conjunto com a sonicação, menor foi a perda deste composto. O teor de sólidos solúveis, o pH e a cor do suco não foram alterados ao longo do processamento. Avaliando a aceitabilidade do suco, verificou-se que a cor não foi influenciada por nenhum tratamento. Em relação ao aroma, sabor e aceitação global o suco submetido a termossonicação obteve aceitação sensorial superior à encontrada para o suco pasteurizado. Concluiu-se então que a utilização da termossonicação como uma forma de conservação para suco de laranja é viável.

Ácidos húmicos extraídos do lodo de esgoto sanitário e seus efeitos em plantas

O lodo de esgoto possui alto teor de matéria orgânica porém, também estão presentes diferentes poluentes e patógenos. Desta forma, neste trabalho foi extraído ácido húmico (AH) o qual é um composto resultante do fracionamento de substâncias húmicas que compreendem um grupo de compostos de carbono gerados na decomposição de resíduos orgânicos que sofrem ressíntese formando o húmus. O ácido húmico promove diversos benefícios nos vegetais, como crescimento, elongação celular, tolerância a estresses e aumento da permeabilidade da membrana plasmática. Com base nestas características, o presente trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos citogenéticos (ensaio Allium cepa), fisiológicos, anatômicos e bioquímicos do ácido húmico do lodo de esgoto sanitário. Foi realizada caracterização elementar do material para a definição das doses. Após 20 dias de tratamento, foram realizadas coletas do material e, posteriormente, analisadas. A caracterização química do AH indicou-o como bom condicionador para culturas apresentando elevadas taxas de C, H e N. Não foi observado efeito de toxicidade, citotoxicidade, genotoxicidade e mutagenicidade do AH. Foi verificado aumento expressivo de todos os pigmentos fotossintéticos vegetais nas concentrações mais altas (2 mM C L-1 e 4 mM C L-1). Houve aumento da expressão da ATPAse em todos os tratamentos e das enzimas do estresse oxidativo (CAT, SOD, APX, GST) em diferentes concentrações. A integração destas análises permitiu concluir que o ácido húmico do lodo de esgoto pode ser utilizado como adubo orgânico, pois foi observado benefícios no vegetal tais como maior crescimento vegetal e aumento da atividade nas enzimas do estresse oxidativo.

Evaluation of the influence of the ADH3 ILE349VAL polymorphism in the frequency of genotoxicity biomarkers in workers exposed to formaldehyde and tobacco smoking

Formaldehyde (FA) is a colourless gas widely used in the industry and hospitals as an aqueous solution, formalin. It is extremely reactive and induces various genotoxic effects in proliferating cultured mammalian cells. Tobacco smoke has been epidemiologically associated to a higher risk of development of cancer, especially in the oral cavity, larynx and lungs, as these are places of direct contact with many carcinogenic tobacco’s compounds. Genetic polymorphisms in enzymes involved in the metabolism are very important and can make changes in the individual susceptibility to disease. Alcohol dehydrogenase class 3 (ADH3), also known as formaldehyde dehydrogenase dependent of glutathione, is the major enzyme involved in the formaldehyde oxidation, especially in the buccal mucosa. The polymorphism in study is a substitution of an isoleucine for a valine in codon 349. The cytokinesis-blocked micronucleus assay (CBMN) in human lymphocytes is one of the most commonly used methods for measuring DNA damage, namely the detection of micronucleus, nucleoplasmic bridges, and nuclear buds, classified as genotoxicity biomarkers.

Effects of physical exercise training in DNA damage and repair - could the difference be in hOGG1 Ser326Cys polymorphism?

Acute physical exercise is associated with increased oxygen consumption, which could result in an increased formation of reactive oxygen species (ROS). ROS can react with several organic structures, namely DNA, causing strand breaks and a variety of modified bases in DNA. Physical exercise training seems to decrease the incidence of oxidative stress-associated diseases, and is considered as a key component of a healthy lifestyle. This is a result of exercise-induced adaptation, which has been associated with the possible increase in antioxidant activity and in oxidative damage repair enzymes, leading to an improved physiological function and enhanced resistance to oxidative stress (Radak et al. 2008). Human 8-oxoguanine DNA glycosylase 1 (hOGG1) is involved in the base excision repair (BER) pathway and encodes an enzyme responsible for removing the most common product of oxidative damage in DNA, 8-hydroxyguanine (8-OH-G). The genetic polymorphism of hOGG1 at codon 326 results in a serine (Ser) to cysteine (Cys) amino acid substitution (Ser326Cys). It has been suggested that the carriers of at least one hOGG1Cys variant allele exhibit lower 8-OH-G excision activity than the wild-type (Wilson et al. 2011). The aim of this study was to investigate the possible influence of hOGG1 Ser326Cys polymorphism on DNA damage and repair activity in response to 16 weeks of combined physical exercise training, in thirty healthy Caucasian men. Comet assay was carried out using peripheral blood lymphocytes and enabled the evaluation of DNA damage, both strand breaks and FPG-sensitive sites, and DNA repair activity. Genotypes were determined by PCR-RFLP analysis. The subjects with Ser/Ser genotype were considered as wild-type group (n=20), Ser/Cys and Cys/Cys genotype were analyzed together as mutant group (n=10). Regarding differences between pre and post-training in the wild-type group, the results showed a significant decrease in DNA strand breaks (DNA SBs) (p=0.002) and also in FPG-sensitive sites (p=0.017). No significant differences were observed in weight (p=0.389) and in lipid peroxidation (MDA) (p=0.102). A significant increase in total antioxidant capacity (evaluated by ABTS) was observed (p=0.010). Regarding mutant group, the results showed a significant decrease in DNA SBs (p=0.008) and in weight (p=0.028). No significant differences were observed in FPG-sensitive sites (p=0.916), in ABTS (p=0.074) and in MDA (p=0.086). No significant changes in DNA repair activity were observed in both genotype groups. This preliminary study suggests the possibility of different responses in DNA damage to physical exercise training, considering the hOGG1 Ser326Cys polymorphism.

Doenças lisossomais de sobrecarga em Portugal: 10 anos de experiência em estudos moleculares no INSA (2006-2016)

As Doenças Lisososomais de Sobrecarga (DLS) são um grupo de mais de 50 doenças hereditárias do metabolismo, sendo a maioria causada por defeitos em enzimas lisossomais específicas. A característica distintiva das DLS é a acumulação lisossomal do(s) substrato(s) não degradado(s), bem como a acumulação de outro material secundariamente à disfunção lisossomal. A apresentação clínica destas patologias é bastante heterogénea, variando desde formas pré-natais, até apresentações infantis ou na idade adulta, sendo frequente a presença de atraso psicomotor e neurodegeneração progressiva. Neste artigo são apresentados os resultados de vários estudos de caracterização molecular efetuados ao longo da última década (2006-2016) em doentes portugueses com as seguintes DLS: Mucopolissacaridose II, Mucopolissacaridose IIIA, Mucopolissacaridose IIIB, Mucopolissacaridose IIIC, Sialidose, Galactosialidose, Gangliosidose GM1, Mucolipidose II alfa/beta, Mucolipidose III alfa/beta, Mucolipidose III gama e Doença de Unverricht-Lundborg. De um modo geral, estes trabalhos permitiram conhecer as variações genéticas associadas a estas DLS, analisar a sua distribuição na população portuguesa e compreender o seu papel na forma de apresentação clínica destas patologias.

Dor abdominal aguda como apresentação de porfirias

As porfirias são um grupo de oito doenças metabólicas raras, em resultado de uma deficiência enzimática em cada uma das oito enzimas envolvidas na biossíntese do grupo heme. São doenças maioritariamente hereditárias, mas podem também ser adquiridas aquando da exposição a certos fatores ambientais e/ou patológicos. Estes fatores externos, denominados de porfirinogénicos também têm um papel preponderante no diagnóstico das porfirias, uma vez que mimetizam os sintomas clínicos de um ataque agudo de porfiria, contribuindo para subestimar esta doença, levando a um atraso no diagnóstico e diminuído o sucesso do prognóstico. Os ataques agudos de porfiria, nomeadamente na porfiria aguda intermitente, porfiria variegata, coproporfiria hereditária, e deficiência da desidratase do ácido delta-aminolevulínico, apesar de serem doenças multissistémicas, têm em comum como apresentação clínica, a dor abdominal aguda. A pesquisa de porfobilinogénio (PBG) na urina, através da realização do teste de Hoesch, é uma forma rápida e fácil de excluir a suspeita clínica de porfiria. Pretendemos com este trabalho, alertar para a necessidade de um diagnóstico laboratorial atempado, que pela sua simplicidade poderá descartar ou confirmar se a dor abdominal aguda, tão frequente nas urgências hospitalares, será ou não uma manifestação clínica de um ataque agudo de porfiria. Este estudo contribuirá não só para aumentar o nosso conhecimento acerca destas doenças, como também permitirá uma melhor compreensão dos mecanismos de patogenicidade das porfirias, o qual ainda permanece pouco conhecido.

Extraction of hemoglobin with calixarenes and biocatalysis in organic media of the complex with pseudoactivity of peroxidase

The present work involves the use of p-tert-butylcalix[4,6,8]arene carboxylic acid derivatives ((t)Butyl[4,6,8]CH2COOH) for selective extraction of hemoglobin. All three calixarenes extracted hemoglobin into the organic phase, exhibiting extraction parameters higher than 0.90. Evaluation of the solvent accessible positively charged amino acid side chains of hemoglobin (PDB entry 1XZ2) revealed that there are 8 arginine, 44 lysine and 30 histidine residues on the protein surface which may be involved in the interactions with the calixarene molecules. The hemoglobin-(t)Butyl[6]CH2COOH complex had pseudoperoxidase activity which catalysed the oxidation of syringaldazine in the presence of hydrogen peroxide in organic medium containing chloroform. The effect of pH, protein and substrate concentrations on biocatalysis was investigated using the hemoglobin-(t)Butyl[6]CH2COOH complex. This complex exhibited the highest specific activity of 9.92 x 10(-2) U mg protein(-1) at an initial pH of 7.5 in organic medium. Apparent kinetic parameters (V'(max), K'(m), k'(cat) and k'(cat)/K'(m)) for the pseudoperoxidase activity were determined in organic media for different pH values from a Michaelis-Menten plot. Furthermore, the stability of the protein-calixarene complex was investigated for different initial pH values and half-life (t(1/2)) values were obtained in the range of 1.96 and 2.64 days. Hemoglobin-calixarene complex present in organic medium was recovered in fresh aqueous solutions at alkaline pH, with a recovery of pseudoperoxidase activity of over 100%. These results strongly suggest that the use of calixarene derivatives is an alternative technique for protein extraction and solubilisation in organic media for biocatalysis.

Biochemical and structural characterization of β-lactamases tem-180 and tem-201

With the constant development of new antibiotics, selective pressure is a force to reckon when investigating antibiotic resistance. Although advantageous for medical treatments, it leads to increasing resistance. It is essential to use more potent and toxic antibiotics. Enzymes capable of hydrolyzing antibiotics are among the most common ways of resistance and TEM variants have been detected in several resistant isolates. Due to the rapid evolution of these variants, complex phenotypes have emerged and the need to understand their biological activity becomes crucial. To investigate the biochemical properties of TEM-180 and TEM-201 several computational methodologies have been used, allowing the comprehension of their structure and catalytic activity, which translates into their biological phenotype. In this work we intent to characterize the interface between these proteins and the several antibiotics used as ligands. We performed explicit solvent molecular dynamics (MD) simulations of these complexes and studied a variety of structural and energetic features. The interfacial residues show a distinct behavior when in complex with different antibiotics. Nevertheless, it was possible to identify some common Hot Spots among several complexes – Lys73, Tyr105 and Glu166. The structural changes that occur during the Molecular Dynamic (MD) simulation lead to the conclusion that these variants have an inherent capacity of adapting to the various antibiotics. This capability might be the reason why they can hydrolyze antibiotics that have not been described until now to be degraded by TEM variants. The results obtained with computational and experimental methodologies for the complex with Imipenem have shown that in order to this type of enzymes be able to acylate the antibiotics, they need to be capable to protect the ligand from water molecules.

Bioconversion of D-glucose into D-glucosone by immobilized glucose 2-oxidase from Coriolus versicolorat moderate pressures

The immobilized glucose 2-oxidase (pyranose oxidase, pyranose:oxygen-2-oxidoreductase, EC 1.1.3.10) from Coriolus versicolor was used to convert D-glucose into D-glucosone at moderate pressures, up to 150 bar, with compressed air in a modified commercial batch reactor. Several parameters affecting biocatalysis at moderate pressures were investigated as follows: pressure, different forms of immobilized biocatalysts, glucose concentration, pH, temperature and the presence of catalase. Glucose 2-oxidase (GOX2) was purified by immobilized metal affinity chromatography on epoxy-activated Sepharose 6B-IDA-Cu(II) column at pH 6.0. Purified enzyme and catalase were immobilized into a polyethersulfone (PES) membrane in the presence of glutaraldehyde and gelatin. Enhancement of the bioconversion of D-glucose was done by the pressure since an increase in the pressure with compressed air increases the conversion rates. The optimum temperature and pH for bioconversion of D-glucose were found to be 62 degrees C and pH 6.0, respectively and the activation energy (E(a)) was 28.01 kJ mol(-1). The apparent kinetic constants (V(max)' K(m)', K(cat)' and K(cat)/K(m)') for this bioconversion were 2.27 U mg(-1) protein, 11.15 mM, 8.33 s(-1) and 747.38 s(-1) M(-1), respectively. The immobilized biomass of C. versicolor as well as crude extract containing GOX2 activity were also useful for bioconversion of D-glucose at 65 bar with a yield of 69.9 +/- 3.8% and 91.3 +/- 1.2%, respectively. The immobilized enzyme was apparently stable for several months without any significant loss of enzyme activity. On the other hand, this immobilized enzyme was also stable at moderate pressures, since such pressures did not affect significantly the enzyme activity. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.