964 resultados para Intermediate´s schoool
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Signal peptides direct the cotranslational targeting of nascent polypeptides to the endoplasmic reticulum (ER). It is currently believed that the signal recognition particle (SRP) mediates this targeting by first binding to signal peptides and then by directing the ribosome/nascent chain/SRP complex to the SRP receptor at the ER. We show that ribosomes can mediate targeting by directly binding to translocation sites. When purified away from cytosolic factors, including SRP and nascent-polypeptide-associated complex (NAC), in vitro assembled translation intermediates representing ribosome/nascent-chain complexes efficiently bound to microsomal membranes, and their nascent polypeptides could subsequently be efficiently translocated. Because removal of cytosolic factors from the ribosome/nascent-chain complexes also resulted in mistargeting of signalless nascent polypeptides, we previously investigated whether readdition of cytosolic factors, such as NAC and SRP, could restore fidelity to targeting. Without SRP, NAC prevented all nascent-chain-containing ribosomes from binding to the ER membrane. Furthermore, SRP prevented NAC from blocking ribosome-membrane association only when the nascent polypeptide contained a signal. Thus, NAC is a global ribosome-binding prevention factor regulated in activity by signal-peptide-directed SRP binding. A model presents ribosomes as the targeting vectors for delivering nascent polypeptides to translocation sites. In conjunction with signal peptides, SRP and NAC contribute to this specificity of ribosomal function by regulating exposure of a ribosomal membrane attachment site that binds to receptors in the ER membrane.
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L-Glutamate is the most common excitatory neurotransmitter in the brain and plays a crucial role in neuronal plasticity as well as in neurotoxicity. While a large body of literature describes the induction of immediate-early genes, including c-fos, fosB, c-jun, junB, zif/268, and krox genes by glutamate and agonists in neurons, very little is known about preexisting transcription factors controlling the induction of such genes. This prompted us to investigate whether stimulation of glutamate receptors can activate NF-kappa B, which is present in neurons in either inducible or constitutive form. Here we report that brief treatments with kainate or high potassium strongly activated NF-kappa B in granule cells from rat cerebellum. This was detected at the single cell level by immunostaining with a monoclonal antibody that selectively reacts with the transcriptionally active, nuclear form of NF-kappa B p65. The activation of NF-kappa B could be blocked with the antioxidant pyrrolidine dithiocarbamate, suggesting the involvement of reactive oxygen intermediates. The data may explain the kainate-induced cell surface expression of major histocompatibility complex class I molecules, which are encoded by genes known to be controlled by NF-kappa B. Moreover, NF-kappa B activity was found to change dramatically in neurons during development of the cerebellum between days 5 and 7 after birth.
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Folding of lysozyme from hen egg white was investigated by using interrupted refolding experiments. This method makes use of a high energy barrier between the native state and transient folding intermediates, and, in contrast to conventional optical techniques, it enables one to specifically monitor the amount of native molecules during protein folding. The results show that under strongly native conditions lysozyme can refold on parallel pathways. The major part of the lysozyme molecules (86%) refold on a slow kinetic pathway with well-populated partially folded states. Additionally, 14% of the molecules fold faster. The rate constant of formation of native molecules on the fast pathway corresponds well to the rate constant expected for folding to occur by a two-state process without any detectable intermediates. The results suggest that formation of the native state for the major fraction of lysozyme molecules is retarded compared with the direct folding process. Partially structured intermediates that transiently populate seem to be kinetically trapped in a conformation that can only slowly reach the native structure.
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The GroE proteins are molecular chaperones involved in protein folding. The general mechanism by which they facilitate folding is still enigmatic. One of the central open questions is the conformation of the GroEL-bound nonnative protein. Several suggestions have been made concerning the folding stage at which a protein can interact with GroEL. Furthermore, the possibility exists that binding of the nonnative protein to GroEL results in its unfolding. We have addressed these issues that are basic for understanding the GroE-mediated folding cycle by using folding intermediates of an Fab antibody fragment as molecular probes to define the binding properties of GroEL. We show that, in addition to binding to an early folding intermediate, GroEL is able to recognize and interact with a late quaternary-structured folding intermediate (Dc) without measurably unfolding it. Thus, the prerequisite for binding is not a certain folding stage of a nonnative protein. In contrast, general surface properties of nonnative proteins seem to be crucial for binding. Furthermore, unfolding of a highly structured intermediate does not necessarily occur upon binding to GroEL. Folding of Dc in the presence of GroEL and ATP involves cycles of binding and release. Because in this system no off-pathway reactions or kinetic traps are involved, a quantitative analysis of the reactivation kinetics observed is possible. Our results indicate that the association reaction of Dc and GroEL in the presence of ATP is rather slow, whereas in the absence of ATP association is several orders of magnitude more efficient. Therefore, it seems that ATP functions by inhibiting reassociation rather than promoting release of the bound substrate.
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In earlier studies it was shown that the mammalian translation system is highly organized in vivo and that the intermediates in the process, aminoacyl-tRNAs, are channeled--i.e., they are directly transferred from the aminoacyl-tRNA synthetases to the elongation factor to the ribosomes without dissociating into the cellular fluid. Here, we examine whether spent tRNAs leaving the ribosome enter the fluid phase or are transferred directly to their cognate aminoacyl-tRNA synthetases to complete a channeled tRNA cycle. Using a permeabilized CHO cell system that closely mimics living cells, we find that there is no leakage of endogenous tRNA during many cycles of translation, and protein synthesis remains linear during this period, even though free aminoacyl-tRNA is known to rapidly equilibrate between the inside and outside of these cells. We also find that exogenous tRNA and periodate-oxidized tRNA have no effect on protein synthesis in this system, indicating that they do not enter the translation machinery, despite the fact that exogenous tRNA rapidly distributes throughout the cells. Furthermore, most of the cellular aminoacyl-tRNA synthetases function only with endogenous tRNAs, although a portion can use exogenous tRNA molecules. However, aminoacylation of these exogenous tRNAs is strongly inhibited by oxidized tRNA; this inhibitor has no effect on endogenous aminoacylation. On the basis of these and the earlier observations, we conclude that endogenous tRNA is never free of the protein synthetic machinery at any stage of the translation process and, consequently, that there is a channeled tRNA cycle during protein synthesis in mammalian cells.
Structure and stability of a second molten globule intermediate in the apomyoglobin folding pathway.
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Apomyoglobin folding proceeds through a molten globule intermediate (low-salt form; I1) that has been characterized by equilibrium (pH 4) and kinetic (pH 6) folding experiments. Of the eight alpha-helices in myoglobin, three (A, G, and H) are structured in I1, while the rest appear to be unfolded. Here we report on the structure and stability of a second intermediate, the trichloroacetate form of the molten globule intermediate (I2), which is induced either from the acid-unfolded protein or from I1 by > or = 5 mM sodium trichloroacetate. Circular dichroism measurements monitoring urea- and acid-induced unfolding indicate that I2 is more highly structured and more stable than I1. Although I2 exhibits properties closer to those of the native protein, one-dimensional NMR spectra show that it maintains the lack of fixed side-chain structure that is the hallmark of a molten globule. Amide proton exchange and 1H-15N two-dimensional NMR experiments are used to identify the source of the extra helicity observed in I2. The results reveal that the existing A, G, and H helices present in I1 have become more stable in I2 and that a fourth helix--the B helix--has been incorporated into the molten globule. Available evidence is consistent with I2 being an on-pathway intermediate. The data support the view that apomyoglobin folds in a sequential fashion through a single pathway populated by intermediates of increasing structure and stability.
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Microbial elicitors or attempted infection with an avirulent pathogen strain causes the rapid production of reactive oxygen intermediates. Recent findings indicate that H2O2 from this oxidative burst plays a central role in the orchestration of the hypersensitive response: (i) as the substrate driving the cross-linking of cell wall structural proteins to slow microbial ingress prior to the deployment of transcription-dependent defenses and to trap pathogens in cells destined to undergo hypersensitive cell death, (ii) as a local threshold trigger of this programmed death in challenged cells, and (iii) as a diffusible signal for the induction in adjacent cells of genes encoding cellular protectants such as glutathione S-transferase and glutathione peroxidase. These findings provide the basis for an integrated model for the orchestration of the localized hypersensitive resistance response to attack by an avirulent pathogen.
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Proton translocation experiments with intact cells of Halobacterium salinarium overproducing sensory rhodopsin I (SRI) revealed transport activity of SRI in a two-photon process. The vectoriality of proton translocation depends on pH, being outwardly directed above, and inwardly directed below, pH 5.7. Activation of the transport cycle requires excitation of the initial dark state of SRI, SRI590, to form the intermediate SRI380. Action spectra identify the photocycle intermediates SRI380 and SRI520 as the two photochemically reactive species in the outwardly directed transport process. As shown by flash photolysis experiments, SRI520 undergoes a so-far unknown photochemical reaction to SRI380 with a half-time of <200 micros. Mutation of SRI residue Asp-76, the residue which is equivalent to the proton acceptor Asp-85 in bacteriorhodopsin, to asparagine leads to inactivation of proton translocation. This demonstrates that the underlying mechanisms of proton transport in both retinal proteins share similar features. However, SRI is to our knowledge the first case where photochemical reactions between two thermally unstable photoproducts of a retinal protein constitute a catalytic ion transport cycle.
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A sensitive test for kinetic unfolding intermediates in ribonuclease A (EC 3.1.27.5) is performed under conditions where the enzyme unfolds slowly (10 degrees C, pH 8.0, 4.5 M guanidinium chloride). Exchange of peptide NH protons (2H-1H) is used to monitor structural opening of individual hydrogen bonds during unfolding, and kinetic models are developed for hydrogen exchange during the process of protein unfolding. The analysis indicates that the kinetic process of unfolding can be monitored by EX1 exchange (limited by the rate of opening) for ribonuclease A in these conditions. Of the 49 protons whose unfolding/exchange kinetics was measured, 47 have known hydrogen bond acceptor groups. To test whether exchange during unfolding follows the EX2 (base-catalyzed) or the EX1 (uncatalyzed) mechanism, unfolding/exchange was measured both at pH 8.0 and at pH 9.0. A few faster-exchanging protons were found that undergo exchange by both EX1 and EX2 processes, but the 43 slower-exchanging protons at pH 8 undergo exchange only by the EX1 mechanism, and they have closely similar rates. Thus, it is likely that all 49 protons undergo EX1 exchange at the same rate. The results indicate that a single rate-limiting step in unfolding breaks the entire network of peptide hydrogen bonds and causes the overall unfolding of ribonuclease A. The additional exchange observed for some protons that follows the EX2 mechanism probably results from equilibrium unfolding intermediates and will be discussed elsewhere.
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Riassunto I biomarcatori o “marcatori biologici” svolgono un ruolo fondamentale nel monitoraggio biologico. In questo lavoro ci siamo soffermati sullo studio di biomarcatori di effetto e di esposizione a xenobiotici ambientali. Nel primo caso abbiamo valutato i micro RNA (miRNA) da utilizzare per la diagnosi precoce del tumore al polmone in matrici di facile accesso, quale il CAE e il plasma, utilizzando il miRNA-21, oncogeno, e il miRNA-486, oncosoppressore. I risultati evidenziano una loro capacità di distinguere correttamente i soggetti con tumore polmonare dai soggetti sani, ipotizzando un loro utilizzo a scopo diagnostico. Nella seconda parte del lavoro di tesi sono stati studiati i biomarcatori di esposizione a benzene per valutare gli effetti dell’esposizione a concentrazioni ambientali su bambini residenti in città e a diverso livello di urbanizzazione. Lo studio ha evidenziato una correlazione dose-effetto fra le concentrazioni di benzene e dei suoi metaboliti urinari e un danno ossidativo a livello degli acidi nucleici. Tuttavia, le concentrazioni di benzene urinario non sono influenzate dal grado di industrializzazione, a differenza dell’S-PMA e degli indicatori di stress ossidativo (8-oxodGuo e 8-oxoGuo) che sembrano risentire sia della residenza che del momento del campionamento. Infine abbiamo ricercato possibili biomarcatori di esposizione a vinilcicloesene (VCH), sottoprodotto industriale nella polimerizzazione del 1,3-butadiene, poiché non sono ancora stati proposti BEI di riferimento nonostante i bassi valori di TLV-TWA (0.1 ppm) proposti dall’ACGIH. Nella prima fase del lavoro abbiamo studiato i meccanismi di tossicità del VCH tramite modelli in vitro, testando varie linee cellulari. I risultati evidenziano come la dose reale di VCH sia di molto inferiore a quella nominale per effetto dell’evaporazione. Inoltre, nelle linee cellulari più sensibili si sono evidenziati effetti citostatici, con alterazioni del ciclo cellulare, a differenza dell’esposizione agli epossidi del VCH, il VCD e l’1,2-VCHME, che determinano lisi cellulare con IC50 di 3 ordini di grandezza inferiori a quelli del VCH. La quantificazione dei metaboliti di I fase e di II fase del VCH nelle linee cellulari epatiche ha evidenziato concentrazioni di circa 1000 volte inferiori a quelle del VCH confermando come la sua tossicità sia principalmente dovuta alla produzione degli intermedi epossidici. La trasformazione nei metaboliti di II fase conferma inoltre l’effetto detossificante del metabolismo. La trasferibilità dei risultati ottenuti in vitro su sistemi in vivo fornirà le basi per poter identificare possibili metaboliti da proporre per il monitoraggio biologico di lavoratori esposti a VCH. PAROLE CHIAVE: biomarcatori di effetto e di esposizione, tumore al polmone, miRNA, benzene, vinilcicloesene.
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Melanina é um polímero constituído por uma grande heterogeneidade de monômeros tendo como característica comum a presença de grupos indóis. Por outro lado, a eumelanina produzida pela oxidação enzimática da tirosina é um polímero mais simples constituído principalmente de monômeros 5,6-dihidroxindol (DHI) e de indol-5,6-quinona (IQ). Tirosinase é a enzima chave na produção de melanina, sendo que a sua atividade cinética é medida em função da formação do intermediário dopacroma. Nanopartículas (NPs) de sílica são partículas nanométricas compostas de oxido de silício e são obtidas pelo processo sol-gel desenvolvido por Stöber de hidrólise e condensação de tetraetilortosilicato (TEOS), usando etanol como solvente em meio alcalino. As NPs foram funcionalizadas com 3-Aminopropiltrietoxissilano (ATPES) e depois com glutaraldeído. Este último permitiu a imobilização da tirosinase na superfície da sílica. Caracterizamos as NPs antes e após a reação da enzima, a atividade catalítica da enzima ligada à NP e o mecanismos de formação de melanina na superfície da sílica. As NPs foram caracterizadas por espectrofotometria de absorção e de reflectância, termogravimetria e microscopia eletrônica. A síntese da NP de sílica retornou partículas esféricas com 55nm de diâmetro e a funcionalização da partícula mostrou modificar eficientemente a sua superfície. A imobilização da tirosinase por ligação covalente foi de 99,5% contra 0,5% da adsorção física. A atividade da tirosinase foi caracterizada pela formação de dopacroma. O Km da enzima imobilizada não sofreu alteração em comparação com a tirosinase livre, mas a eficiência catalítica - que considera a eficiência recuperada - foi de apenas 1/3 para a enzima ligada covalentemente, significando que 2/3 das enzimas ligadas não estão ativas. Obtivemos NPs revestidas com melanina a partir de oxidação de tirosina solubilizada em duas preparações: NP com tirosinase ligada covalentemente na superfície e NP funcionalizada com glutaraldeido dispersa em solução de DHI e IQ. O revestimento de melanina foi na forma de um filme fino com espessura ~1,9nm, conferindo perfil de absorção luminosa equivalente ao da própria melanina. Mostramos que o mecanismo de polimerização passa pela oxidação da tirosina pela tirosinase, que gera intermediários oxidados (principalmente DHI e IQ) que vão para solução (mesmo quando a tirosinase está ligada covalentemente na sílica). Estes intermediários ligam-se ao glutaraldeido e a superfície da sílica passa a funcionar como ambiente de polimerização da melanina.
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As chapas de ligas de alumínio trabalháveis são produzidas atualmente por dois processos, o método de vazamento contínuo conhecido TRC (Twin Roll Continous Casting) ou pelo método tradicional de vazamento de placas DC (Direct Chill). A fabricação de ligas de alumínio pelos dois processos confere características microestruturais diferentes quando comparadas entre si, o que se reflete em suas propriedades. Além disto, ocorrem variações microestruturais ao longo da espessura, especialmente nas chapas produzidas pelo processo TRC. Neste sentido, é importante estudar a evolução microestrutural que ocorre durante o seu processamento e sua influência com relação à resistência à corrosão. Dessa forma foi realizado neste trabalho um estudo comparativo do comportamento de corrosão, bem como das microestruturas do alumínio de alta pureza AA1199 (99,995% Al) e das ligas de alumínio AA1050 (Fe+Si0,5%) e AA4006 (Fe+Si1,8%) produzidas pelos processos industriais de lingotamento contínuo e semi-contínuo. Os resultados obtidos evidenciaram que as microestruturas das ligas AA4006 DC e AA4006 TRC são distintas, sendo observada maior fração volumétrica dos precipitados na liga fabricada pelo processo TRC comparativamente ao DC. Para caracterizar o comportamento de corrosão foram realizados ensaios de Espectroscopia de Impedância Eletroquímica e Polarização Potenciodinâmica, que mostraram a maior resistência à corrosão localizada para a liga fabricada pelo processo TRC em comparação ao processo DC. Além disso, foi verificada, em ordem decrescente, uma maior resistência à corrosão do alumínio AA1050, seguida pela superfície da liga AA4006 e por fim, pelo centro da chapa desta última. Os resultados obtidos por espectroscopia de impedância eletroquímica para as ligas AA4006 fabricadas pelo processo TRC apresentaram melhor desempenho que o processo DC, principalmente em intervalos de 2 a 12 horas de imersão na solução de sulfato de sódio contaminada com íons cloreto. Para tempos de imersão acima de 4 horas foi observado comportamento indutivo em baixas frequências para os dois tipos de processamento investigados, o que foi associado à adsorção de espécies químicas, principalmente íons sulfato e oxigênio, na interface metal/óxido. As curvas de polarização anódica mostraram maior resistência à corrosão localizada para a liga fabricada pelo processo viii TRC em comparação ao processo DC. Este comportamento foi associado às diferentes características microestruturais, observadas para liga AA4006 obtida pelos dois processos.
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Diversas classes de compostos orgânicos de telúrio foram exploradas neste trabalho. Inicialmente foi estudada a transmetalação entre teluretos alílicos e dibutil cianocupratos de lítio de ordem superior, levando aos respectivos cianocupratos alílicos de lítio. Estes, por sua vez, foram acoplados com triflatos vinílicos, importantes intermediários sintéticos preparados previamente a partir de teluretos vinílicos, levando a sistemas altamente insaturados em ótimos rendimentos (Esquema 1). (Ver no arquivo em PDF) Em seguida, foi explorada a reatividade de teluretos aromáticos frente a reagentes organometálicos. Cianocupratos arílicos, gerados a partir da transmetalação entre teluretos aromáticos com cianocupratos de lítio de ordem superior, foram adicionados a cetonas α,β -insaturadas, levando aos produtos de adição 1,4 em bons rendimentos (Esquema 2). (Ver no arquivo em PDF) Teluretos vinílicos funcionalizados de configuração Z também foram alvo de estudo visando a formação de ligação carbono-carbono. Reações de substituição entre estes teluretos e cianocupratos de lítio de ordem inferior levaram a cetonas e ésteres α,β- insaturados com estereoquímica defInida em ótimos rendimentos (Esquema 3). (Ver no arquivo em PDF) De agosto/20OJ a março/2004, a aluna realizou um estágio sanduíche na University of California, Santa Barbara, sob a orientação do Prof. Bruce H. Lipshutz, onde realizou estudos sobre a ciclização de Bergman, visando a síntese do fragmentobiarílico A-B da vancornicina. Diversas condições para a ciclização foram estudadas com um composto modelo (Esquema 4) (Ver no arquivo em PDF) e parte da síntese total do fragmento da vancomlcma, onde a ciclização seria a etapa-chave, foi realizada com sucesso (Esquema 5). (Ver no arquivo em PDF)
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Binap-AgSbF6 catalyzed 1,3-dipolar cycloadditions between azomethine ylides and electrophilic alkenes are described and compared with analogous transformations mediated by other Binap-silver(I) salt complexes. Maleimides and 1,2-bis(phenylsulfonyl)ethylene are suitable dipolarophiles for obtaining very good enantioselectivities, even better values are generated by a multicomponent version. There are some very interesting applications of the disulfonylated cycloadducts in the total synthesis of cis-2,5-disubstituted pyrrolidines, precursors of natural products, or valuable intermediates in the synthesis of antiviral compounds.
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The isoprene-mediated lithiation, with lithium metal, of different imidazole derivatives is an interesting methodology for their functionalization. Studies of different possible intermediates involved in the reaction employing density functional theory calculations, at the B3LYP/6-311++G(d,p) level are considered. A plausible mechanism is described, in which isoprene is reduced, to the corresponding radical anion, in the presence of Li(s), acting then as a base deprotonating N-methylimidazole (NMI) and producing the 1,1-dimethylallyl radical. This radical is further reduced by the excess of lithium proceeding once more as a base. This final step produces stable final products that compensate the previous equilibriums, making favourable the whole process.