Conformation of coenzyme pyrroloquinoline quinone and role of Ca2+ in the catalytic mechanism of quinoprotein methanol dehydrogenase

The ab initio structures of 2,7,9-tricarboxypyrroloquinoline quinone (PQQ), semiquinone (PQQH), and dihydroquinone (PQQH2) have been determined and compared with ab initio structures of the (PQQ)Ca2+, (PQQH)Ca2+, and (PQQH2)Ca2+ complexes as well as the x-ray structure of (PQQ)Ca2+ bound at the active site of the methanol dehydrogenase (MDH) of methyltropic bacteria. Plausible mechanisms for the MDH oxidation of methanol involving the (PQQ)Ca2+ complex are explored via ab initio computations and discussed. Considering the reaction of methanol with PQQ in the absence of Ca2+, nucleophilic addition of methanol to the PQQ C-5 carbonyl followed by a retro-ene elimination is deemed unlikely due to large energy barrier. A much more favorable disposition of the methanol C-5 adduct to provide formaldehyde involves proton ionization of the intermediate followed by elimination of methoxide concerted with hydride transfer to the oxygen of the C-4 carbonyl. Much the same transition state is reached if one searches for the transition state beginning with Asp-303–CO2−general-base removal of the methanol proton of the (PQQ)Ca2+O(H)CH3 complex concerted with hydride transfer to the oxygen at C-4. For such a mechanism the role of the Ca2+ moiety would be to (i) contribute to the formation of the ES complex (ii) provide a modest decrease in the pKa of methanol substrate,; and (iii) polarize the oxygen at C-5.

Convergent evolution of Trichomonas vaginalis lactate dehydrogenase from malate dehydrogenase

Lactate dehydrogenase (LDH) is present in the amitochondriate parasitic protist Trichomonas vaginalis and some but not all other trichomonad species. The derived amino acid sequence of T. vaginalis LDH (TvLDH) was found to be more closely related to the cytosolic malate dehydrogenase (MDH) of the same species than to any other LDH. A key difference between the two T. vaginalis sequences was that Arg91 of MDH, known to be important in coordinating the C-4 carboxyl of oxalacetate/malate, was replaced by Leu91 in LDH. The change Leu91Arg by site-directed mutagenesis converted TvLDH into an MDH. The reverse single amino acid change Arg91Leu in TvMDH, however, gave a product with no measurable LDH activity. Phylogenetic reconstructions indicate that TvLDH arose from an MDH relatively recently.

É possível determinar a maturidade fisiológica das sementes de milho (Zea mays) utilizando o sal de tetrazólio?

Nessa pesquisa foi avaliada a utilização do sal de tetrazólio para determinar a maturidade fisiológica das sementes de milho. As sementes utilizadas foram dos híbridos Pioneer 4285 e Dow 2B587, semeadas em 03/10/2014 e 05/12/2014 respectivamente, e colhidas a partir dos 40 dias após o florescimento (DAF), com intervalos de 4 dias até os 68 DAF. As sementes colhidas foram avaliadas quanto à viabilidade e ao vigor (testes de germinação, de emergência da plântula, de condutividade elétrica, de envelhecimento acelerado e determinações do comprimento da plântula). Os parâmetros utilizados para determinar o ponto de maturidade fisiológica das sementes foram a camada preta, a linha de leite, a massa de matéria seca, o teor de água e a avaliação dos tecidos da semente utilizando o sal de tetrazólio, utilizando o método descrito para avaliar a viabilidade, complementado pela avaliação da atividade das células da chalaza e da zona de transferência do endosperma para o embrião. Para as sementes de milho dos dois híbridos a germinação foi superior a 95% e não houve diferença entre as épocas de colheita, somente nas últimas colheitas das sementes do híbrido Dow 2B587 houve redução da germinação e do vigor. O ponto de maturidade fisiológica (PM) foi identificado aos 56 DAF para as sementes de milho do híbrido P4285 e aos 48 DAF para as do híbrido Dow 2B587 e correspondeu ao estádio 4 da linha de leite e ao máximo de acúmulo da matéria seca. O máximo de vigor foi detectado por meio do resultado do teste de envelhecimento acelerado oito dias antes do (PM) para os dois híbridos. A atividade das células do endosperma está relacionada com os demais indicadores do PM (linha de leite, camada preta, massa de matéria seca e teor de água). O transporte de fotoassimilados da planta mãe para a semente cessa no ponto de maturidade fisiológica da semente, desativando o transporte no qual atuam as células da chalaza e da região basal do endosperma. A utilização do sal de tetrazólio possibilita identificar a morte das células da região basal do endosperma, uma vez que a partir desse momento não há mais a reação dessas células com o sal de tetrazólio, indicando que não têm atividade celular. Dessa forma, é possível caracterizar o ponto de maturidade fisiológica da semente de milho, por meio da atividade do sal de tetrazólio; essa caracterização é confirmada pela expressão das enzimas CAT e MDH.

Caracterização genética da pimenta-do-reino e do cupuaçu através de isoenzimas.

O objetivo da pesquisa foi analisar a variação isoenzimática presente em híbridos e cultivares de pimenta-do-reino (Piper nigrum) e acessos de cupuaçu (Theobroma grandiflorum). O material utilizado foi proveniente dos bancos de germoplasma da Embrapa Amazônia Oriental. As metodologias para a extração das enzimas, formulação de tampões do gel e da cuba e para os procedimentos de coloração foram os descritos por Tsumura, 1990, modificado. Foram testados dezoito sistemas enzimáticos: FUM, ACP; PGI; SKDH; ACO; GOT; G6PD ; 6PGD; DIA; MNR; ME; MDH; GDH; PGM; TZO; ADH; LAP e SoDH. As interpretações genéticas foram feitas de acordo com o método descrito por Alfenas et al., 1991. Concluiu-se, através dos padrões eletroforéticos encontrados, que seis sistemas empregados apresentaram polimorfismo enzimático para a pimenta-do-reino e quatro para o cupuaçu. A presença de heterozigosidade nos materiais estudados significa variabilidade a ser explorada no programa de melhoramento genetic° destas espécies. A resolução obtida nestes sistemas com bandas bem nítidas indica a presença de atividade enzimática em folhas jovens de pimenta-do-reino e cupuaçu.