Neurotrophin release by neurotrophins: Implications for activity-dependent neuronal plasticity

Neurotrophins, secreted in an activity-dependent manner, are thought to be involved in the activity-dependent refinement of synaptic connections. Here we demonstrate that in hippocampal neurons and the rat pheochromocytoma cell line PC12 application of exogenous neurotrophins induces secretion of neurotrophins, an effect that is mediated by the activation of tyrosine kinase neurotrophin receptors (Trks). Like activity-dependent secretion of neurotrophins, neurotrophin-induced neurotrophin secretion requires mobilization of calcium from intracellular stores. Because neurotrophins are likely to be released from both dendrites and axons, neurotrophin-induced neurotrophin release represents a potential positive feedback mechanism, contributing to the reinforcement and stabilization of synaptic connections.

A molecular basis for nitric oxide sensing by soluble guanylate cyclase

Nitric oxide (NO) functions as a signaling agent by activation of the soluble isoform of guanylate cyclase (sGC), a heterodimeric hemoprotein. NO binds to the heme of sGC and triggers formation of cGMP from GTP. Here we report direct kinetic measurements of the multistep binding of NO to sGC and correlate these presteady state events with activation of enzyme catalysis. NO binds to sGC to form a six-coordinate, nonactivated, intermediate (kon > 1.4 × 108 M−1⋅s−1 at 4°C). Subsequent release of the axial histidine heme ligand is shown to be the molecular step responsible for activation of the enzyme. The rate at which this step proceeds also depends on NO concentration (k = 2.4 × 105 M−1⋅s−1 at 4°C), thus identifying a novel mode of regulation by NO. NO binding to the isolated heme domain of sGC was also rapid (k = 7.1 ± 2 × 108 M−1⋅s−1 at 4°C); however, no intermediate was observed. The data show that sGC acts as an extremely fast, specific, and highly efficient trap for NO and that cleavage of the iron-histidine bond provides the driving force for activation of sGC. In addition, the kinetic data indicate that transport or stabilization of NO is not necessary for effective signal transmission.

GCS1, an Arf Guanosine Triphosphatase-activating Protein in Saccharomyces cerevisiae, Is Required for Normal Actin Cytoskeletal Organization In Vivo and Stimulates Actin Polymerization In Vitro

Recent cloning of a rat brain phosphatidylinositol 3,4,5-trisphosphate binding protein, centaurin α, identified a novel gene family based on homology to an amino-terminal zinc-binding domain. In Saccharomyces cerevisiae, the protein with the highest homology to centaurin α is Gcs1p, the product of the GCS1 gene. GCS1 was originally identified as a gene conditionally required for the reentry of cells into the cell cycle after stationary phase growth. Gcs1p was previously characterized as a guanosine triphosphatase-activating protein for the small guanosine triphosphatase Arf1, and gcs1 mutants displayed vesicle-trafficking defects. Here, we have shown that similar to centaurin α, recombinant Gcs1p bound phosphoinositide-based affinity resins with high affinity and specificity. A novel GCS1 disruption strain (gcs1Δ) exhibited morphological defects, as well as mislocalization of cortical actin patches. gcs1Δ was hypersensitive to the actin monomer-sequestering drug, latrunculin-B. Synthetic lethality was observed between null alleles of GCS1 and SLA2, the gene encoding a protein involved in stabilization of the actin cytoskeleton. In addition, synthetic growth defects were observed between null alleles of GCS1 and SAC6, the gene encoding the yeast fimbrin homologue. Recombinant Gcs1p bound to actin filaments, stimulated actin polymerization, and inhibited actin depolymerization in vitro. These data provide in vivo and in vitro evidence that Gcs1p interacts directly with the actin cytoskeleton in S. cerevisiae.

NMR reveals hydrogen bonds between oxygen and distal histidines in oxyhemoglobin

Compared with free heme, the proteins hemoglobin (Hb) and myoglobin (Mb) exhibit greatly enhanced affinity for oxygen relative to carbon monoxide. This physiologically vital property has been attributed to either steric hindrance of CO or stabilization of O2 binding by a hydrogen bond with the distal histidine. We report here the first direct evidence of such a hydrogen bond in both α- and β-chains of oxyhemoglobin, as revealed by heteronuclear NMR spectra of chain-selectively labeled samples. Using these spectra, we have assigned the imidazole ring 1H and 15N chemical shifts of the proximal and distal histidines in both carbonmonoxy- and oxy-Hb. Because of their proximity to the heme, these chemical shifts are extremely sensitive to the heme pocket conformation. Comparison of the measured chemical shifts with values predicted from x-ray structures suggests differences between the solution and crystal structures of oxy-Hb. The chemical shift discrepancies could be accounted for by very small displacements of the proximal and distal histidines. This suggests that NMR could be used to obtain very high-resolution heme pocket structures of Hb, Mb, and other heme proteins.

Herpes simplex virus 1 α regulatory protein ICP0 functionally interacts with cellular transcription factor BMAL1

The infected cell protein no. 0 (ICP0) of herpes simplex virus 1 (HSV-1) is a promiscuous transactivator shown to enhance the expression of gene introduced into cells by infection or transfection. At the molecular level, ICP0 is a 775-aa ring finger protein localized initially in the nucleus and late in infection in the cytoplasm and mediates the degradation of several proteins and stabilization of others. None of the known functions at the molecular level account for the apparent activity of ICP0 as a transactivator. Here we report that ICP0 functionally interacts with cellular transcription factor BMAL1, a member of the basic helix–loop–helix PER-ARNT-SIM (PAS) super family of transcriptional regulators. Specifically, sequences mapped to the exon II of ICP0 interacted with BMAL1 in the yeast two-hybrid system and in reciprocal pull-down experiments in vitro. Moreover, the enhancement of transcription of a luciferase reporter construct whose promoter contained multiple BMAL1-binding sites by ICP0 and BMAL1 was significantly greater than that observed by ICP0 or BMAL1 alone. Although the level of BMAL1 present in nuclei of infected cells remained unchanged between 3 and 8 h after infection, the level of cytoplasmic BMAL1 was reduced at 8 h after infection. The reduction of cytoplasmic BMAL1 was significantly greater in cells infected with the ICP0-null mutant than in the wild-type virus-infected cells, suggesting that ICP0 mediates partial stabilization of the protein. These results indicate that ICP0 interacts physically and functionally with at least one cellular transcription-regulatory factor.

Virus-mediated gene transfer into hippocampal CA1 region restores long-term potentiation in brain-derived neurotrophic factor mutant mice.

Long-term potentiation (LTP) has been shown to be impaired in mice deficient in the brain-derived neurotrophic factor (BDNF) gene, as well as in a number of other knockout animals. Despite its power the gene-targeting approach is always fraught with the danger of looking at the cumulative direct and indirect effects of the absence of a particular gene rather than its immediate function. The re-expression of a specific gene at a selective time point and at a specific site in gene-defective mutants presents a potent procedure to overcome this limitation and to evaluate the causal relationship between the absence of a particular gene and the impairment of a function in gene-defective animals. Here we demonstrate that the re-expression of the BDNF gene in the CA1 region almost completely restores the severely impaired LTP in hippocampal slices of BDNF-deficient mice. The results therefore provide strong evidence for the direct involvement of BDNF in the process of LTP.

The natural killer cell receptor Ly-49A recognizes a peptide-induced conformational determinant on its major histocompatibility complex class I ligand.

Natural killer (NK) cells are inhibited from killing cellular targets by major histocompatibility complex (MHC) class I molecules. In the mouse, this can be mediated by the Ly-49A NK cell receptor that specifically binds the H-2Dd MHC class I molecule, then inhibits NK cell activity. Previous experiments have indicated that Ly-49A recognizes the alpha 1/alpha 2 domains of MHC class I and that no specific MHC-bound peptide appeared to be involved. We demonstrate here that alanine-substituted peptides, having only the minimal anchor motifs, stabilized H-2Dd expression and provided resistance to H-2Dd-transfected, transporter associated with processing (TAP)-deficient cells from lysis by Ly-49A+ NK cells. Peptide-induced resistance was blocked only by an mAb that binds a conformational determinant on H-2Dd. Moreover, stabilization of "empty" H-2Dd heavy chains by exogenous beta 2-microglobulin did not confer resistance. In contrast to data for MHC class I-restricted T cells that are specific for peptides displayed MHC molecules, these data indicate that NK cells are specific for a peptide-induced conformational determinant, independent of specific peptide. This fundamental distinction between NK cells and T cells further implies that NK cells are sensitive only to global changes in MHC class I conformation or expression, rather than to specific pathogen-encoded peptides. This is consistent with the "missing self" hypothesis, which postulates that NK cells survey tissues for normal expression of MHC class I.

Minimizing a binding domain from protein A.

We present a systematic approach to minimizing the Z-domain of protein A, a three-helix bundle (59 residues total) that binds tightly (Kd = 10 nM) to the Fc portion of an immunoglobin IgG1. Despite the fact that all the contacts seen in the x-ray structure of the complex with the IgG are derived from residues in the first two helices, when helix 3 is deleted, binding affinity is reduced > 10(5)-fold (Kd > 1 mM). By using structure-based design and phage display methods, we have iteratively improved the stability and binding affinity for a two-helix derivative, 33 residues in length, such that it binds IgG1, with a Kd of 43 nM. This was accomplished by stepwise selection of random mutations from three regions of the truncated Z-peptide: the 4 hydrophobic residues from helix 1 and helix 2 that contacted helix 3 (the exoface), followed by 5 residues between helix 1 and helix 2 (the intraface), and lastly by 19 residues at or near the interface that interacts with Fc (the interface). As selected mutations from each region were compiled (12 in total), they led to progressive increases in affinity for IgG, and concomitant increases in alpha-helical content reflecting increased stabilization of the two-helix scaffold. Thus, by sequential increases in the stability of the structure and improvements in the quality of the intermolecular contacts, one can reduce larger binding domains to smaller ones. Such mini-protein binding domains are more amenable to synthetic chemistry and thus may be useful starting points for the design of smaller organic mimics. Smaller binding motifs also provide simplified and more tractable models for understanding determinants of protein function and stability.

In its active form, the GTP-binding protein rab8 interacts with a stress-activated protein kinase.

Rab8 is a small GTP-binding protein that plays a role in vesicular transport from the trans-Golgi network to the basolateral plasma membrane in polarized epithelial cells (MDCK), and to the dendritic surface in hippocampal neurons. As is the case for most other rab proteins, the precise molecular interactions by which rab8 carries out its function remain to be elucidated. Here we report the identification and the complete cDNA-derived amino acid sequence of a murine rab8-interacting protein (rab8ip) that specifically interacts with rab8 in a GTP-dependent manner. Rab8ip displays 93% identity with the GC kinase, a serine/threonine protein kinase recently identified in human lymphoid tissue that is activated in the stress response. Like the GC kinase, rab8ip has protein kinase activity manifested by autophosphorylation and phosphorylation of the classical serine/threonine protein kinase substrates, myelin basic protein and casein. When coexpressed in transfected 293T cells, rab8 and the rab8ip/GC kinase formed a complex that could be recovered by immunoprecipitation with antibodies to rab8. Cell fractionation and immunofluorescence analyses indicate that in MDCK cells endogenous rab8ip is present both in the cytosol and as a peripheral membrane protein concentrated in the Golgi region and basolateral plasma membrane domains, sites where rab8 itself is also located. In light of recent evidence that rab proteins may act by promoting the stabilization of SNARE complexes, the specific GTP-dependent association of rab8 with the rab8ip/GC kinase raises the possibility that rab-regulated protein phosphorylation is important for vesicle targeting or fusion. Moreover, the rab8ip/GC kinase may serve to modulate secretion in response to stress stimuli.

Dominant-negative p53 mutations selected in yeast hit cancer hot spots.

Clinically important mutant p53 proteins may be tumorigenic through a dominant-negative mechanism or due to a gain-of-function. Examples for both hypotheses have been described; however, it remains unclear to what extent they apply to TP53 mutations in general. Here it is shown that the mutational spectrum of dominant-negative p53 mutants selected in a novel yeast assay correlates tightly with p53 mutations in cancer. Two classes of dominant-negative mutations are described; the more dominant one affects codons that are essential for the stabilization of the DNA-binding surface of the p53 core domain and for the direct interaction of p53 with its DNA binding sites. These results predict that the vast majority of TP53 mutations leading to cancer do so in a dominant-negative fashion.

An auxiliary factor containing a 240-kDa protein complex is involved in apolipoprotein B RNA editing.

A protein complex involved in apolipoprotein B (apoB) RNA editing, referred to as AUX240 (auxiliary factor containing p240), has been identified through the production of monoclonal antibodies against in vitro assembled 27S editosomes. The 240-kDa protein antigen of AUX240 colocalized with editosome complexes on immunoblots of native gels. Immunoadsorbed extracts were impaired in their ability to assemble editosomes beyond early intermediates and in their ability to edit apoB RNA efficiently. Supplementation of adsorbed extract with AUX240 restored both editosome assembly and editing activities. Several proteins, in addition to p240, ranging in molecular mass from 150 to 45 kDa coimmunopurify as AUX240 under stringent wash conditions. The activity of the catalytic subunit of the editosome APOBEC-1 and mooring sequence RNA binding proteins of 66 and 44 kDa could not be demonstrated in AUX240. The data suggest that p240 and associated proteins constitute an auxiliary factor required for efficient apoB RNA editing. We propose that the role of AUX240 may be regulatory and involve mediation or stabilization of interactions between APOBEC-1 subunits and editing site recognition proteins leading the assembly of the rat liver C/U editosome.

VAR models and methods for monetary and health economics

Negli ultimi anni i modelli VAR sono diventati il principale strumento econometrico per verificare se può esistere una relazione tra le variabili e per valutare gli effetti delle politiche economiche. Questa tesi studia tre diversi approcci di identificazione a partire dai modelli VAR in forma ridotta (tra cui periodo di campionamento, set di variabili endogene, termini deterministici). Usiamo nel caso di modelli VAR il test di Causalità di Granger per verificare la capacità di una variabile di prevedere un altra, nel caso di cointegrazione usiamo modelli VECM per stimare congiuntamente i coefficienti di lungo periodo ed i coefficienti di breve periodo e nel caso di piccoli set di dati e problemi di overfitting usiamo modelli VAR bayesiani con funzioni di risposta di impulso e decomposizione della varianza, per analizzare l'effetto degli shock sulle variabili macroeconomiche. A tale scopo, gli studi empirici sono effettuati utilizzando serie storiche di dati specifici e formulando diverse ipotesi. Sono stati utilizzati tre modelli VAR: in primis per studiare le decisioni di politica monetaria e discriminare tra le varie teorie post-keynesiane sulla politica monetaria ed in particolare sulla cosiddetta "regola di solvibilità" (Brancaccio e Fontana 2013, 2015) e regola del GDP nominale in Area Euro (paper 1); secondo per estendere l'evidenza dell'ipotesi di endogeneità della moneta valutando gli effetti della cartolarizzazione delle banche sul meccanismo di trasmissione della politica monetaria negli Stati Uniti (paper 2); terzo per valutare gli effetti dell'invecchiamento sulla spesa sanitaria in Italia in termini di implicazioni di politiche economiche (paper 3). La tesi è introdotta dal capitolo 1 in cui si delinea il contesto, la motivazione e lo scopo di questa ricerca, mentre la struttura e la sintesi, così come i principali risultati, sono descritti nei rimanenti capitoli. Nel capitolo 2 sono esaminati, utilizzando un modello VAR in differenze prime con dati trimestrali della zona Euro, se le decisioni in materia di politica monetaria possono essere interpretate in termini di una "regola di politica monetaria", con specifico riferimento alla cosiddetta "nominal GDP targeting rule" (McCallum 1988 Hall e Mankiw 1994; Woodford 2012). I risultati evidenziano una relazione causale che va dallo scostamento tra i tassi di crescita del PIL nominale e PIL obiettivo alle variazioni dei tassi di interesse di mercato a tre mesi. La stessa analisi non sembra confermare l'esistenza di una relazione causale significativa inversa dalla variazione del tasso di interesse di mercato allo scostamento tra i tassi di crescita del PIL nominale e PIL obiettivo. Risultati simili sono stati ottenuti sostituendo il tasso di interesse di mercato con il tasso di interesse di rifinanziamento della BCE. Questa conferma di una sola delle due direzioni di causalità non supporta un'interpretazione della politica monetaria basata sulla nominal GDP targeting rule e dà adito a dubbi in termini più generali per l'applicabilità della regola di Taylor e tutte le regole convenzionali della politica monetaria per il caso in questione. I risultati appaiono invece essere più in linea con altri approcci possibili, come quelli basati su alcune analisi post-keynesiane e marxiste della teoria monetaria e più in particolare la cosiddetta "regola di solvibilità" (Brancaccio e Fontana 2013, 2015). Queste linee di ricerca contestano la tesi semplicistica che l'ambito della politica monetaria consiste nella stabilizzazione dell'inflazione, del PIL reale o del reddito nominale intorno ad un livello "naturale equilibrio". Piuttosto, essi suggeriscono che le banche centrali in realtà seguono uno scopo più complesso, che è il regolamento del sistema finanziario, con particolare riferimento ai rapporti tra creditori e debitori e la relativa solvibilità delle unità economiche. Il capitolo 3 analizza l’offerta di prestiti considerando l’endogeneità della moneta derivante dall'attività di cartolarizzazione delle banche nel corso del periodo 1999-2012. Anche se gran parte della letteratura indaga sulla endogenità dell'offerta di moneta, questo approccio è stato adottato raramente per indagare la endogeneità della moneta nel breve e lungo termine con uno studio degli Stati Uniti durante le due crisi principali: scoppio della bolla dot-com (1998-1999) e la crisi dei mutui sub-prime (2008-2009). In particolare, si considerano gli effetti dell'innovazione finanziaria sul canale dei prestiti utilizzando la serie dei prestiti aggiustata per la cartolarizzazione al fine di verificare se il sistema bancario americano è stimolato a ricercare fonti più economiche di finanziamento come la cartolarizzazione, in caso di politica monetaria restrittiva (Altunbas et al., 2009). L'analisi si basa sull'aggregato monetario M1 ed M2. Utilizzando modelli VECM, esaminiamo una relazione di lungo periodo tra le variabili in livello e valutiamo gli effetti dell’offerta di moneta analizzando quanto la politica monetaria influisce sulle deviazioni di breve periodo dalla relazione di lungo periodo. I risultati mostrano che la cartolarizzazione influenza l'impatto dei prestiti su M1 ed M2. Ciò implica che l'offerta di moneta è endogena confermando l'approccio strutturalista ed evidenziando che gli agenti economici sono motivati ad aumentare la cartolarizzazione per una preventiva copertura contro shock di politica monetaria. Il capitolo 4 indaga il rapporto tra spesa pro capite sanitaria, PIL pro capite, indice di vecchiaia ed aspettativa di vita in Italia nel periodo 1990-2013, utilizzando i modelli VAR bayesiani e dati annuali estratti dalla banca dati OCSE ed Eurostat. Le funzioni di risposta d'impulso e la scomposizione della varianza evidenziano una relazione positiva: dal PIL pro capite alla spesa pro capite sanitaria, dalla speranza di vita alla spesa sanitaria, e dall'indice di invecchiamento alla spesa pro capite sanitaria. L'impatto dell'invecchiamento sulla spesa sanitaria è più significativo rispetto alle altre variabili. Nel complesso, i nostri risultati suggeriscono che le disabilità strettamente connesse all'invecchiamento possono essere il driver principale della spesa sanitaria nel breve-medio periodo. Una buona gestione della sanità contribuisce a migliorare il benessere del paziente, senza aumentare la spesa sanitaria totale. Tuttavia, le politiche che migliorano lo stato di salute delle persone anziane potrebbe essere necessarie per una più bassa domanda pro capite dei servizi sanitari e sociali.

Preparação e caracterização de nanopartículas de prata para aplicação no desenvolvimento de imunoensaio para imunoglobulina G humana

Neste trabalho, anticorpos anti-IgGh foram conjugados às nanopartículas de prata (NPAg) para detectar imunoglobulina G humana (IgGh). Um imunoensaio colorimétrico baseado na diminuição da agregação devido ao aumento da repulsão eletrostática após a interação ligante-alvo. A agregação é induzida pela variação da força iônica e uma mudança da coloração da suspensão coloidal de amarelo para vermelho pode ser observada. Na presença de IgGh, a agregação é inibida e a coloração da suspensão coloidal não se altera. As nanopartículas foram obtidas por meio de cinco procedimentos diferentes e caracterizadas por espectroscopia UV-Vis, espalhamento dinâmico de luz, difração de raios-X e microscopia eletrônica. Glicose e borohidreto de sódio foram utilizados como agentes redutores, enquanto CTAB e β-ciclodextrina foram utilizados como estabilizantes. Citrato de sódio foi utilizado como agente redutor e/ou estabilizante. Nanoesferas de carbono foram obtidas por tratamento hidrotérmico de uma solução aquosa de glicose e também foram utilizadas no preparo das nanopartículas. As nanopartículas foram funcionalizadas com ácido mercaptossuccínico e a conjugação ocorreu devido à interação entre grupos aminas e grupos carboxílicos ionizados, presentes no anticorpo e agente de acoplamento, respectivamente. A estabilidade dos conjugados e o efeito da adição de IgGh foram avaliados para todos os sistemas preparados. As nanopartículas de prata preparadas com borohidreto de sódio e citrato de sódio foram selecionadas para serem aplicadas no desenvolvimento do imunoensaio e as condições experimentais foram avaliadas. Em condições ótimas, observou-se uma correlação linear entre a diminuição da agregação do sistema (NPAg-anti-IgGh) e a concentração de IgGh (0 a 200 ng mL-1). O limite de detecção foi estimado em 25 ng mL-1. O método colorimétrico apresentou boa seletividade para a detecção de IgGh. Além disso, foi obtido um resultado satisfatório ao aplicar o método para determinação do fator IX de coagulação. Foi desenvolvido também um método para determinação de ATP baseado na agregação de nanopartículas de ouro. Aptâmeros foram utilizados como elemento de reconhecimento. Em princípio, o método pode ser aplicável à determinação de outros analitos, por meio da substituição do aptâmero utilizado neste trabalho pelo oligonucleotídeo específico para o alvo de interesse.

Efeitos da glutamina e taurina sobre a via de sinalização do NFκB em células Raw 264.7 estimuladas com LPS

O sistema imunológico preserva a integridade do organismo perante o ambiente que ele está inserido. As reações imunológicas são essenciais para controle e eliminação da infecção, no entanto se os mecanismos contra regulatórios da resposta imunológica forem superados, a homeostasia pode falhar levando a um desequilíbrio no processo de reparo do organismo, podendo causar danos, insuficiência de órgão e até a morte. Muitos estudos têm demonstrado a interação entre o sistema imunológico e os aminoácidos. Visto que a glutamina é utilizada como substrato energético para enterócitos, além de fornecer nitrogênio para síntese de purinas e pirimidinas para proliferação celular e a taurina participa da hemostasia, estabilização de membranas, mobilização de cálcio, além de ser importante agente antioxidante, nos propusemos nesse trabalho investigar os efeitos da glutamina e taurina sobre aspectos relacionados a resposta imunológica de células da linhagem Raw 264.7. Para tanto foram avaliadas: viabilidade celular; a capacidade proliferativa e o ciclo celular; a capacidade de síntese de citocinas: IL-1 α, IL-1β, IL-6, IL-10 e TNF-α e a expressão do fator de transcrição NFκB, bem como de seu inibidor IκBα. Foi possível observar aumento da viabilidade e proliferação celular para células tratadas com glutamina, entretanto não foi observado o mesmo efeito para taurina. Quando ambos aminoácidos foram associados, houve prevalência dos efeitos da glutamina. Observamos neste trabalho, que houve uma tendência da diminuição de expressão da relação de p-NFκB/NFκB quando se aumentou a concentração de glutamina. Paralelamente, o mesmo foi encontrado para relação p-IκB/IκB. Esses resultados corroboram com os resultados encontrados na produção das citocinas pró-inflamatórias IL-1α, Il-1β e TNF-α, uma vez que ao aumentarmos a concentração de glutamina bem como glutamina e taurina, observamos menor produção das mesmas. Complementarmente, encontramos resultados opostos para a citocina anti-inflamatória IL-10, a qual teve maior síntese em resposta ao aumento da concentração dos aminoácidos. Portanto concluímos que tanto a glutamina quanto a taurina possuem capacidade de modular aspectos da resposta imunológica de células Raw 264.7.

Investigação da estabilidade de fases da zircônia-escândia

Nesse trabalho foi proposto investigar a estabilidade de fases do sistema zircônia-escândia (ScSZ) por meio do estudo termodinâmico de nanopartículas, na faixa de 0 a 20% em mol de Sc2O3, e a partir da introdução de um segundo aditivo (Dy2O3 e Nb2O5) ao ZrO2 contendo 10% em mol de Sc2O3 (10ScSZ). A estabilidade de fases do ScSZ foi avaliada com base em dados termodinâmicos determinados pelas técnicas de microcalorimetria de adsorção de água e calorimetria de dissolução à alta temperatura. As soluções sólidas foram sintetizadas pelo método de coprecipitação de hidróxidos. Dados termodinâmicos foram determinados para as formas polimórficas encontradas (monoclínica, tetragonal, cúbica, romboédrica β e γ) por difração de raios X no ScSZ. Esse trabalho resultou no diagrama de fases em nanoescala de tamanho de partícula-composição. Os efeitos produzidos pela introdução de aditivos na matriz de 10ScSZ foram investigados visando obter a possível estabilização da estrutura cúbica (c) e a supressão da transformação de fase c-β, característica do sistema binário. As composições foram sintetizadas por coprecipitação de hidróxidos e por reações em estado sólido para fins comparativos. Os materiais foram sinterizados convencionalmente e por sinterização assistida por campo elétrico. A estabilização completa da fase cúbica ocorreu a partir de teores molares de 1% de Dy2O3 e 0,5% de Nb2O5. O menor teor de Nb2O5 necessário para a estabilização da fase foi atribuído à provável formação da fase líquida durante a sinterização e ao menor tamanho do íon Nb5+. Os resultados de difratometria de raios X em alta temperatura e análise térmica mostraram que houve supressão da transição c-β. As amostras contendo 0,5% mol de Nb2O5 apresentaram valores de condutividade iônica similares aos do 10ScSZ sem aditivos em uma ampla faixa de temperatura com elevada estabilidade em um período de 170 h a 600 °C.