Lipopeptides Produced by a Soil Bacillus Megaterium Strain

A soil microorganism identified as Bacillum megaterium was found to produce several antibiotics substances after growth for 20 h at 37A degrees C in a mineral culture medium. Analysis both by electron spray ionization (ESI) and matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight (MALDI-TOF) mass spectrometry (MS) identified these substances as lipopeptides. Predominant peaks at m/z 1,041 and m/z 1,065 revealed ions which are compatible with surfactins and lichenysins, respectively. Two other ions m/z 1,057 and m/z 1,464 were further studied by collision-induced dissociation (CID) unveiling an iturin A at the first and fengycins A and B at the second m/z peaks. The CID spectrum of the m/z 1,464 ion also suggests the existence of fengycins A and B variants in which Ile was changed to Val in the position 10 of the peptide moiety. Raw mixtures of all these compounds were also assayed for antibiotic features. The data enlighten the unusual diversity of the lipopeptide mixture produced by a sole Bacillus species.

The mitochondrial view of Blastocladiella emersonii

The mitochondrial genome of the chytrid Blastocladiella emersonii was sequenced and annotated, revealing the complete set of oxidative phosphorylation genes and tRNAs/rRNAs necessary for the translation process. Phylogenetic reconstructions reinforce the proposal of the new phylum Blastocladiomycota. Evidences of gene duplication due to inserted elements suggest shared susceptibility to gene invasion/exchange between chytrids and zygomycetes. The gene content of B. emersonii is very similar to Allomyces macrogynus but the content of intronic and changeable elements is much lower suggesting a stronger resistance to this kind of exchange. in addition, a total of 401 potential nuclear transcripts encoding mitochondrial proteins were obtained after B. emersonii EST database scanning using Saccharomyces cerevisiae, Homo sapiens and Arabidopsis thaliana data as probes and TargetP tool to find N-terminal mitochondrial signal in translated sequences. (c) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

The GATA-type transcriptional activator Gat1 regulates nitrogen uptake and metabolism in the human pathogen Cryptococcus neoformans

Nitrogen uptake and metabolism are essential to microbial growth. Gat1 belongs to a conserved family of zinc finger containing transcriptional regulators known as GATA-factors. These factors activate the transcription of Nitrogen Catabolite Repression (NCR) sensitive genes when preferred nitrogen sources are absent or limiting. Cryptococcus neoformans GAT1 is an ortholog to the Aspergillus nidulans AreA and Candida albicans GAD genes. In an attempt to define the function of this transcriptional regulator in C. neoformans, we generated null mutants (gat1 Delta) of this gene. The gat 1 mutant exhibited impaired growth on all amino acids tested as sole nitrogen sources, with the exception of arginine and proline. Furthermore, the gat1 mutant did not display resistance to rapamycin, an immunosuppressant drug that transiently mimics a low-quality nitrogen source. Gal is not required for C. neoformans survival during macrophage infection or for virulence in a mouse model of cryptococcosis. Microarray analysis allowed the identification of target genes that are regulated by Gat1 in the presence of proline, a poor and non-repressing nitrogen source. Genes involved in ergosterol biosynthesis, iron uptake, cell wall organization and capsule biosynthesis, in addition to NCR-sensitive genes, are Gat1-regulated in C. neoformans. (C) 2010 Elsevier Inc. All rights reserved.

The Xanthomonas citri effector protein PthA interacts with citrus proteins involved in nuclear transport, protein folding and ubiquitination associated with DNA repair

P>Xanthomonas axonopodis pv. citri utilizes the type III effector protein PthA to modulate host transcription to promote citrus canker. PthA proteins belong to the AvrBs3/PthA family and carry a domain comprising tandem repeats of 34 amino acids that mediates protein-protein and protein-DNA interactions. We show here that variants of PthAs from a single bacterial strain localize to the nucleus of plant cells and form homo- and heterodimers through the association of their repeat regions. We hypothesize that the PthA variants might also interact with distinct host targets. Here, in addition to the interaction with alpha-importin, known to mediate the nuclear import of AvrBs3, we describe new interactions of PthAs with citrus proteins involved in protein folding and K63-linked ubiquitination. PthAs 2 and 3 preferentially interact with a citrus cyclophilin (Cyp) and with TDX, a tetratricopeptide domain-containing thioredoxin. In addition, PthAs 2 and 3, but not 1 and 4, interact with the ubiquitin-conjugating enzyme complex formed by Ubc13 and ubiquitin-conjugating enzyme variant (Uev), required for K63-linked ubiquitination and DNA repair. We show that Cyp, TDX and Uev interact with each other, and that Cyp and Uev localize to the nucleus of plant cells. Furthermore, the citrus Ubc13 and Uev proteins complement the DNA repair phenotype of the yeast Delta ubc13 and Delta mms2/uev1a mutants, strongly indicating that they are also involved in K63-linked ubiquitination and DNA repair. Notably, PthA 2 affects the growth of yeast cells in the presence of a DNA damage agent, suggesting that it inhibits K63-linked ubiquitination required for DNA repair.

Transcriptional Response to Hypoxia in the Aquatic Fungus Blastocladiella emersonii

Global gene expression analysis was carried out with Blastocladiella emersonii cells subjected to oxygen deprivation (hypoxia) using cDNA microarrays. In experiments of gradual hypoxia (gradual decrease in dissolved oxygen) and direct hypoxia (direct decrease in dissolved oxygen), about 650 differentially expressed genes were observed. A total of 534 genes were affected directly or indirectly by oxygen availability, as they showed recovery to normal expression levels or a tendency to recover when cells were reoxygenated. In addition to modulating many genes with no putative assigned function, B. emersonii cells respond to hypoxia by readjusting the expression levels of genes responsible for energy production and consumption. At least transcriptionally, this fungus seems to favor anaerobic metabolism through the upregulation of genes encoding glycolytic enzymes and lactate dehydrogenase and the downregulation of most genes coding for tricarboxylic acid (TCA) cycle enzymes. Furthermore, genes involved in energy-costly processes, like protein synthesis, amino acid biosynthesis, protein folding, and transport, had their expression profiles predominantly down-regulated during oxygen deprivation, indicating an energy-saving effort. Data also revealed similarities between the transcriptional profiles of cells under hypoxia and under iron(II) deprivation, suggesting that Fe(2+) ion could have a role in oxygen sensing and/or response to hypoxia in B. emersonii. Additionally, treatment of fungal cells prior to hypoxia with the antibiotic geldanamycin, which negatively affects the stability of mammalian hypoxia transcription factor HIF-1 alpha, caused a significant decrease in the levels of certain upregulated hypoxic genes.

Structure, Dynamics, and RNA Interaction Analysis of the Human SBDS Protein

Shwachman-Bodian-Diamond syndrome is an autosomal recessive genetic syndrome with pleiotropic phenotypes, including pancreatic deficiencies, bone marrow dysfunctions with increased risk of myelodysplasia or leukemia, and skeletal abnormalities. This syndrome has been associated with mutations in the SBDS gene, which encodes a conserved protein showing orthologs in Archaea and eukaryotes. The Shwachman-Bodian-Diamond syndrome pleiotropic phenotypes may be an indication of different cell type requirements for a fully functional SBDS protein. RNA-binding activity has been predicted for archaeal and yeast SBDS orthologs, with the latter also being implicated in ribosome biogenesis. However, full-length SBDS orthologs function in a species-specific manner, indicating that the knowledge obtained from model systems may be of limited use in understanding major unresolved issues regarding SBDS function, namely, the effect of mutations in human SBDS on its biochemical function and the specificity of RNA interaction. We determined the solution structure and backbone dynamics of the human SBDS protein and describe its RNA binding site using NMR spectroscopy. Similarly to the crystal structures of Archaea, the overall structure of human SBDS comprises three well-folded domains. However, significant conformational exchange was observed in NMR dynamics experiments for the flexible linker between the N-terminal domain and the central domain, and these experiments also reflect the relative motions of the domains. RNA titrations monitored by heteronuclear correlation experiments and chemical shift mapping analysis identified a classic RNA binding site at the N-terminal FYSH (fungal, Yhr087wp, Shwachman) domain that concentrates most of the mutations described for the human SBDS. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Chemical Composition and Antimicrobial Activities of the Essential Oil of Hypericum cordatum (Vell. Conc.) N. Robson (Hypericaceae)

The volatile Constituents of the fresh materials of Hypericum cordatum were isolated by hydrodistillation kind analyzed by CC and GC/MS. The leaves produced 0.04% of a yellowish essential oil and the flowers did not. The main components of the oil were myrcene (40.18%), alpha-pinene (16.40%), and limonene (12%). The antibacterial activities of the oil against Saccharomyces aureus and Escherichia coli and the anti-fungal activities of the oil against the fungi Cladosporium cladosporioides and C. sphaerospemum were evaluated. The oil showed an antibacterial activity against the bacteria S. aureus and anti-fungal activity against the two fungi.

Sdo1p, the yeast orthologue of Shwachman-Bodian-Diamond syndrome protein, binds RNA and interacts with nuclear rRNA-processing factors

The Shwachman-Bodian-Diamond syndrome protein (SBDS) is a member of a highly conserved protein family of not well understood function, with putative orthologues found in different organisms ranging from Archaea, yeast and plants to vertebrate animals. The yeast orthologue of SBDS, Sdo1p, has been previously identified in association with the 60S ribosomal subunit and is proposed to participate in ribosomal recycling. Here we show that Sdo1p interacts with nucleolar rRNA processing factors and ribosomal proteins, indicating that it might bind the pre-60S complex and remain associated with it during processing and transport to the cytoplasm. Corroborating the protein interaction data, Sdo1p localizes to the nucleus and cytoplasm and co-immunoprecipitates precursors of 60S and 40S subunits, as well as the mature rRNAs. Sdo1p binds RNA directly, suggesting that it may associate with the ribosomal subunits also through RNA interaction. Copyright (C) 2009 John Wiley & Sons, Ltd.

Mild mitochondrial uncoupling in mice affects energy metabolism, redox balance and longevity

Caloric restriction is the most effective non-genetic intervention to enhance lifespan known to date. A major research interest has been the development of therapeutic strategies capable of promoting the beneficial results of this dietary regimen. In this sense, we propose that compounds that decrease the efficiency of energy conversion, such as mitochondrial uncouplers, can be caloric restriction mimetics. Treatment of mice with low doses of the protonophore 2,4-dinitrophenol promotes enhanced tissue respiratory rates, improved serological glucose, triglyceride and insulin levels, decrease of reactive oxygen species levels and tissue DNA and protein oxidation, as well as reduced body weight. Importantly, 2,4-dinitrophenol-treated animals also presented enhanced longevity. Our results demonstrate that mild mitochondrial uncoupling is a highly effective in vivo antioxidant strategy, and describe the first therapeutic intervention capable of effectively reproducing the physiological, metabolic and lifespan effects of caloric restriction in healthy mammals.

Oroidin Inhibits the Activity of the Multidrug Resistance Target Pdr5p from Yeast Plasma Membranes

Oroidin was isolated from the marine sponge Agelas sventres and inhibited the activity and function of Pdr5p, an enzyme responsible for the multidrug resistance phenotype in Saccharomyces cerevisiae. This compound may help in the development of new drugs that reverse this dangerous phenotype of pathogenic yeast and fungi.

Efeitos da apomorfina e de um produto derivado de sua autoxidação em diferentes modelos biológicos

Apomorfina é um potente agonista dopaminérgico D1/D2, utilizada no tratamento da Doença de Parkinson. Em maio de 2001, apomorfina HCl foi aprovada para utilização no tratamento da disfunção erétil, aumentando o número de usuários potenciais deste fármaco. Estudos sugerem que apomorfina e outros agonistas dopaminérgicos podem induzir neurotoxicidade mediada por seus derivados de oxidação semiquinonas e quinonas, os quais levam à formação de espécies reativas de oxigênio. Os objetivos do presente estudo foram de avaliar os possíveis efeitos genotóxicos, antimutagênicos, citotóxicos de apomorfina (APO) e de um produto derivado de sua oxidação, 8-oxo-apomorfina-semiquinona (8-OASQ), utilizando o teste Salmonella/microssoma, Mutoxiteste WP2, ensaio Cometa e teste de sensibilidade em Saccharomyces cerevisiae. Em adição, foram avaliados os efeitos de APO e 8-OASQ sobre a memória e o comportamento em ratos (tarefa de esquiva inibitória, comportamento e habituação ao campo aberto) e o comportamento estereotipado em camundongos. Ambos compostos induziram mutações por erro no quadro de leitura em linhagens de S. typhimurium TA97 e TA98, sendo que 8-OASQ foi cerca de duas vezes mais mutagênico que APO, na ausência de S9 mix. Para linhagens que detectam mutágenos oxidantes, 8-OASQ foi mutagênico, enquanto APO foi antimutagênico, inibindo a mutagenicidade induzida por H2O2 e t-BOOH em linhagens de S. typhimurium e derivadas WP2 de E. coli. O S9 mix inibiu todos os efeitos mutagênicos, provavelmente retardando a oxidação de APO ou devido à conjugação de APO e seus produtos de autoxidação, como 8-OASQ, a proteínas do S9. Em testes de sensibilidade com S. cerevisiae, APO foi citotóxica para algumas linhagens apenas nas doses mais altas. Para 8-OASQ este efeito foi dose-depende para todas as linhagens, sendo que as mutantes deficientes em catalase (ctt1), superóxido dismutase (sod1) e yap1 foram as mais sensíveis. APO protegeu as linhagens de S. cerevisiae contra danos oxidativos induzidos por concentrações altas de H2O2 e t-BOOH, enquanto que 8-OASQ aumentou os efeitos pró-oxidantes e induziu respostas adaptativas para aqueles agentes. APO e 8-OASQ induziram efeitos de prejuízo na memória de curta e de longa duração em uma tarefa de esquiva inibitória em ratos. APO, mas não 8-OASQ, prejudicou a habituação a um novo ambiente de forma dose-dependente. Os efeitos de prejuízo de memória não foram atribuídos à redução da nocicepção ou outra alteração inespecífica de comportamento, visto que nem APO e nem 8-OASQ afetaram a reatividade ao choque nas patas e comportamento durante a exploração ao campo aberto. Os resultados sugerem, portanto, que os produtos de oxidação de dopamina ou de agonistas dopaminérgicos podem induzir deficiências cognitivas.APO, mas não 8-OASQ, induziu comportamento estereotipado em camundongos machos CF-1. A falta da indução deste comportamento por 8-OASQ sugere que a autoxidação de APO causa a perda na sua habilidade de ligar-se a receptores dopaminérgicos. Pelo ensaio Cometa, 8-OASQ provocou danos ao DNA do tecido cerebral de camundongos sacrificados 1 h e 3 h, mas não 24 h após sua administração, enquanto que APO induziu um fraco aumento da freqüência de dano ao DNA 3 h após o tratamento. Esses resultados sugerem que ambos APO e 8-OASQ desempenham uma atividade genotóxica no tecido cerebral.

A família Pso2/Snm1 e suas possíveis funções na reparação de DNA e na manutenção genômica dos cromossomos

O genoma das células eucarióticas é um dos principais alvos para danos induzidos por inúmeros fatores ambientes, sejam estes de origem biótica ou abiótica. Considerando a complexidade da molécula de DNA, não é supreendente que existam diferentes tipos de lesões com os mais variados graus de severidade. Dentre todas as lesões que podem ser induzidas no DNA, as pontes intercadeias (ICLs) estão entre as mais graves. Se não forem reparadas, a presença de apenas um ICL pode ser letal para a célula. Além disso, as lesões do tipo ICLs são quimicamente heterogêneas, podendo modificar a estrutura do DNA de forma permanente ou temporária. Os mecanismos relacionados à reparação de ICLs ainda são pouco conhecidos em eucariotos. Apesar de várias proteínas terem sido descritas como essenciais ao processo, não há um modelo único que explique esta reparação. Contudo, dentre as diferentes proteínas que participam na reparação de ICLs, destacam-se as nucleases Pso2/Snm1. A forma de atuação das proteínas Pso2/Snm1 não é conhecida, mas inúmeros dados obtidos com mutantes de Saccharomyces cerevisiae e, recentemente, com células de mamífero, mostram que a ausência de Pso2p/Snm1p bloqueia a restituição do DNA de alta massa molecular. Por outro lado, tem sido mostrado que o Pso2p/Snm1p provavelmente atua na manutenção da cromatina, mas de uma forma ainda não completamente esclarecida. Uma das proteínas pertencentes à família Pso2p/Snm1p, Ártemis, possui um papel importante no desenvolvimento do sistema imunológico adaptativo de metazoários e parece ser essencial para outros processos relacionados ao metabolismo de DNA eucariótico. Desta maneira, este trabalho teve como objetivo principal o estudo da família Pso2p/Snm1p por meio da análise filogenética e de seqüências, comparando-a com proteínas homólogas já descritas em outros organismos. Além disso, esta comparação XVII permitiu estabelecer uma correlação funcional entre as proteínas em termos de reparação de DNA e manutenção da cromatina eucariótica. As análises de filogenia e de seqüências claramente demonstraram que as proteínas Pso2/Snm1 podem ser agrupadas em quatro grupos principais ao invés de três, ao contrário do que se conhecia previamente. Três destes grupos, por sua vez, são formados por subgrupos específicos, que possivelmente atuam de forma diferenciada na reparação de DNA, na manutenção da cromatina e na geração de diversidade biológica. Por outro lado, os estudos das seqüências Pso2/Snm1, baseados principalmente na técnica de análises de agrupamentos hidrofóbicos (HCA), revelaram um alto grau de similaridade de estruturas primárias e secundárias entre os diferentes grupos, um indicativo da importância estrutural para a função destas proteínas no metabolismo de DNA. A técnica de HCA permitiu mapear regiões conservadas (CRs) em todas as seqüências estudadas, compondo o chamado domínio Pso2p/Snm1p. Em alguns casos, o domínio Pso2p/Snm1p encontra-se fusionado a outros domínios catalíticos. Neste caso, destaca-se o estudo de uma nova família de DNA ligases dependentes de ATP que são exclusivas de plantas. Esta nova família, denominada de Lig6p, parece ter funções importantes no metabolismo do DNA de plantas, sendo esta a primeira DNA ligase eucariótica com função nucleásica identificada. Usando os dados obtidos neste trabalho em conjunto com os resultados de outros autores, é sugerido um possível modo de atuação das proteínas Pso2p/Snm1p na reparação de danos do tipo ICL, na manutenção da cromatina e na geração de diversidade biológica.

Efeitos do composto 3'3-ditrifluormetildifenil disseleneto em diferentes modelos biológicos

O 3’3-ditrifluormetildifenil disseleneto (DFDD) é um composto organoselenado análogo ao disseleneto de difenila (DPDS). No entanto, diferentemente do DPDS, maiores estudos em relação às atividades biológicas do DFDD ainda permanecem escassos na literatura. Com o objetivo de ampliar o conhecimento dos efeitos biológicos do DFDD, nesse estudo investigou-se a interferência desta molécula no neurocomportamento em camundongos. Além disso, as atividades genotóxicas deste organoselenado em linhagens de Salmonella typhimurium, Saccharomyces cerevisiae e em células de mamíferos em cultura (células V79) também foram avaliadas. Nos ensaios neurocomportamentais em camundongos, o DFDD apresentou uma interessante atividade bloqueadora da estereotipia induzida por apomorfina, que é um modelo animal de esquizofrenia, sem agir sobre outros parâmetros importantes como a memória, ansiedade, exploração e locomoção detectados nas tarefas de esquiva inibitória, campo aberto e habituação a um novo ambiente. Demonstrou-se também neste trabalho que o DFDD não foi mutagênico no Teste Salmonella/microssoma tanto na presença quanto na ausência de ativação metabólica. Entretanto, em linhagens de S. cerevisiae, o DFDD induziu mutações “forward” e reversa, porém lócus não-específico. Diferentemente do seu análogo estrutural DPDS, o DFDD não foi capaz de induzir mutações “frameshift” em S. typhimurium ou S. cerevisiae mesmo quando as linhagens foram tratadas em condições de crescimento. Deste modo, sugere-se que o DFDD não é capaz de se intercalar entre as bases do DNA e que, possivelmente, este efeito seja provocado por um impedimento alostérico causado pelos grupamentos CF3 presentes neste organoselenado. Além disso, o DFDD mostrou-se um fraco agente citotóxico e genotóxico em S. cerevisiae e células V79. Por outro lado, como foi demonstrado no Teste Salmonella/microssoma, o DFDD apresentou um efeito protetor contra a mutagenicidade induzida por peróxido de hidrogênio. De maneira interessante, utilizando um ensaio in vitro, mostrou-se que o DFDD possui uma atividade “catalase-like” até o momento não apresentada por nenhum outro composto organoselenado. No presente trabalho tornou-se evidente também que o DFDD atua de maneira distinta do seu análogo DPDS em vários modelos experimentais e que, provavelmente, os grupamentos CF3 presentes no DFDD sejam de fundamental importância para as interessantes atividades demonstradas por este disseleneto.

Seleção de leveduras

Disciplina Monitoramento e Controle Microbiológico em Usinas. Unidade 7

Characterization and polymorphism screening of IGF-I and prolactin genes in Nelore heifers

Insulin growth factor I (IGF-I) and prolactin (PRL) are peptide hormones that exert complementary effects on reproductive traits by acting on folliculogenesis. In view of the lack of information about the IGF-I and PRL genes in Bos indicus, the objective of this study was to partially characterize the promoter regions of these genes and to screen animals of different ages at first pregnancy for the presence of polymorphisms in these regions. In addition, we determined whether polymorphisms influence the regulation of the two hormone genes, evaluating their association with sexual precocity.The animals were divided into three groups according to age at first pregnancy: 1) 100 heifers considered to be sexually precocious that became pregnant at 15-16 months of age, 2) 100 heifers that became pregnant during the normal breeding season at 24 months of age, and 3) 100 heifers that did not become pregnant until 24 months of age. For the IGF-I gene, PCR-RFLP-SnaBI analysis showed the presence of genotypes AB and BB at frequencies of 0.02 and 0.98, respectively. Sequencing of the IGF-I gene fragment revealed a single nitrogen base change from cytosine to thymine, corresponding to the restriction site of SnaBI. The polymorphisms identified in the 5'-flanking region of the IGF-I gene may serve as a basis for future studies of molecular markers in cattle. For the PRL gene, PCR-RFLP-HaeIII analysis showed the presence of only one migration pattern, a finding characterizing the region studied as monomorphic. The study of other regions in the IGF-I and PRL genes might provide molecular data that can be used in the future for the selection of sexually precocious animals.