Target-directed catalytic metallodrugs

Most drugs function by binding reversibly to specific biological targets, and therapeutic effects generally require saturation of these targets. One means of decreasing required drug concentrations is incorporation of reactive metal centers that elicit irreversible modification of targets. A common approach has been the design of artificial proteases/nucleases containing metal centers capable of hydrolyzing targeted proteins or nucleic acids. However, these hydrolytic catalysts typically provide relatively low rate constants for target inactivation. Recently, various catalysts were synthesized that use oxidative mechanisms to selectively cleave/inactivate therapeutic targets, including HIV RRE RNA or angiotensin converting enzyme (ACE). These oxidative mechanisms, which typically involve reactive oxygen species (ROS), provide access to comparatively high rate constants for target inactivation. Target-binding affinity, co-reactant selectivity, reduction potential, coordination unsaturation, ROS products (metal-associated vsmetal-dissociated; hydroxyl vs superoxide), and multiple-turnover redox chemistry were studied for each catalyst, and these parameters were related to the efficiency, selectivity, and mechanism(s) of inactivation/cleavage of the corresponding target for each catalyst. Important factors for future oxidative catalyst development are 1) positioning of catalyst reduction potential and redox reactivity to match the physiological environment of use, 2) maintenance of catalyst stability by use of chelates with either high denticity or other means of stabilization, such as the square planar geometric stabilization of Ni- and Cu-ATCUN complexes, 3) optimal rate of inactivation of targets relative to the rate of generation of diffusible ROS, 4) targeting and linker domains that afford better control of catalyst orientation, and 5) general bio-availability and drug delivery requirements.

Composição em aminoácidos de silagens químicas, biológicas e enzimáticas preparadas com resíduos de sardinha

Determinou-se a composição em aminoácidos de silagens químicas, biológicas e enzimáticas elaboradas com resíduos de sardinha. Entre os aminoácidos essenciais a leucina apresentou valores mais altos para todas as silagens, a saber, em g/100g de proteína, 8,31 (química); 8,33 (protease 1 semana); 8,42 (pepsina), e 8,06 (inóculo L. plantarum + melaço 2 semanas), seguida pela lisina 6,46; 6,50 6,45, e 9,01; a fenilalanina com 5,32; 5,35 e 5,25 e 5,18. Destaque especial para o aumento na concentração de valina no decorrer do processo de ensilagem passando de 4,80 g/100g de proteína na matéria-prima para 7,67 na silagem química (3 semanas); 6,26 na silagem com meio inóculo de L.plantarum + melaço (48 horas); 6,27 na silagem protease (1 semana) e 6,02 na silagem pepsina (2 semanas). A maior concentração de aminoácidos encontrados foi para o ácido glutâmico, que apresentou teor inicial de 15,20g/100g de proteína e posteriormente 14,02 na silagem química após 1 semana; 14,89 na silagem enzimática com protease (1 semana) e 17,09 na silagem biológica com meio inóculo L.plantarum + melaço após 48 horas.

ATIVIDADE ENZIMÁTICA DE MICRORGANISMOS ISOLADOS DO JACATUPÉ (Pachyrhizus erosus L. Urban)

O isolamento e a identificação de microrganismos produtores de enzimas de interesse comercial, utilizando tubérculos de jacatupé (Pachyrhizus erosus L. Urban), foi o objetivo principal deste trabalho. Isolaram-se microrganismos endofíticos e epifíticos identificados por observação micromorfológica. A avaliação da atividade enzimática das linhagens foi determinada pelo método de difusão em ágar. As sessenta e oito linhagens isoladas dos tubérculos de jacatupé foram cultivadas em meio sólido específico para amilase, lipase, protease e celulase por 96h a 280 C. Os microrganismos epifíticos encontrados foram Pithomyces (7,3%), Aspergillus (19,2%), Fusarium (5,9%) e Trichoderma (5,8%), e os endofíticos foram Mucor (7,3%), Rhizopus (10,3%), Bacillus (19,0%), Staphylococcus (10,3%) e Nocardiopsis (15%). As linhagens de Nocardiopsis sp. apresentaram atividade lipolítica superior à do padrão, porém a atividade amilolítica não apresentou diferença significativa comparada com o padrão. As linhagens de Mucor sp., Pithomyces sp. e Staphylococcus sp. produziram atividade proteolítica abaixo do padrão. Nenhum isolado apresentou atividade celulolítica.

Purificação da enzima polifenoloxidase (PFO) de polpa de pinha (Annona squamosa L.) madura

A PFO (EC 1.10.3.2) extraída de polpa de pinha madura (Annona squamosa L.), foi parcialmente purificada por fracionamento em sulfato de amônio a 80% e purificada 411 (Fração I) e 118 (Fração II) vezes após cromatografia em coluna de troca iônica em DEAE-Toyopearl 650M, e 566 vezes em coluna de Toyopearl HW55F. A enzima da fração mais ativa foi caracterizada bioquimicamente. Quanto aos parâmetros cinéticos, a enzima apresentou valores de Km e Vmax de 7,14mM e 302,0 unidades/min/ml para catecol e 25,0mM e 180,2 unidades/min/ml para L-dopa respectivamente, substratos que demonstraram maior especificidade. O peso molecular foi estimado em 90.700 daltons através de filtração em gel Sephadex G-200. O teor de cobre da enzima purificada encontrado foi de 11ppm/peso da amostra liofilizada. Quanto à composição de aminoácidos, a PFO apresentou maiores teores de ácido aspártico, ácido glutâmico e lisina e menores teores de metionina, arginina e tirosina, com ausência de cisteína.

Determinação da concentração de beta-glucano em cogumelo Agaricus blazei Murill por método enzimático

Cogumelos comestíveis contêm importantes propriedades funcionais. Em particular, beta-glucanos, homo- e hetero-glucanos com ligações glicosídicas beta(1->3), beta(1->4) e beta(1->6), supostamente responsáveis por algumas propriedades benéficas à saúde humana, como atividade imunomodulatória, antioxidante, antiinflamatória e anticancerígena. Neste trabalho, a quantidade de beta-glucano presente em cogumelo Agaricus blazei Murill, coletados de três diferentes locais, foi analisada utilizando-se método enzimático. As amostras (em base seca) foram tratadas com alfa-amilase, protease bacteriana e com glicoamilase fúngica. beta-glucano foi quantificado após hidrólise ácida e determinação da glicose liberada. Foi verificado que amostras de A. blazei Murill cultivadas em estufas apresentaram menor concentração de b-glucano (8,4±0,9 e 7,6±2,8g/100g) quando comparado com amostras cultivadas em campo aberto (10,1±2,1g/100g). Observou-se ainda que, mesmo sendo cultivado em condições semelhantes, porém em locais diferentes, as amostras apresentaram diferenças significativas (7,6±2,8 e 8,4±0,9g/100g).

Caracterização de hidrolisados enzimáticos de pescado

Hidrolisados enzimáticos são utilizados no tratamento clínico de pacientes com dificuldade em digerir e absorver proteínas, sendo preferidos em relação às misturas de aminoácidos livres. Neste trabalho foram caracterizados quimicamente seis hidrolisados de minced de pescado, obtidos pelo emprego de diferentes sistemas enzimáticos, quanto à extensão da hidrólise, distribuição de peso molecular dos peptídios, composição química e perfil de aminoácidos. A hidrólise resultou na solubilização de 63,4 a 94,2% das proteínas, sendo esta diretamente proporcional ao grau de hidrólise e dependente do sistema enzimático e das variáveis do processo (relação enzima/substrato e atividade enzimática). A composição dos hidrolisados atendeu à recomendação de ingestão dietética para aminoácidos essenciais, tanto para crianças como para adultos. A relação entre a concentração de aminoácidos ramificados e aromáticos (Relação de Fischer) resultou em valores superiores a 3,5 indicando que os hidrolisados obtidos podem ser úteis para a manutenção dietética de pacientes com doenças hepáticas crônicas. Os hidrolisados forneceram peptídios com pesos moleculares bem definidos, destacando-se o obtido com pepsina e protease de Streptomyces griseus, que apresentou 57% de peptídios menores do que 3 kDa, adequado para o uso em formulações hipoalergênicas.

Extração aquosa enzimática de óleo de soja

O tratamento enzimático em meio aquoso tem se mostrado eficiente na degradação das paredes dos tecidos vegetais, propiciando maior rendimento na extração do óleo, melhorias na qualidade nutricional do farelo e aumento na estabilidade do produto final. Este trabalho avaliou a atuação de enzimas comerciais (Alcalase - protease - e Celluclast - celulase) no processo de extração aquosa de óleo de soja, bem como a influência da concentração das enzimas, do tempo de extração e da diluição da amostra (soja) no rendimento final. Foram realizados quatro experimentos de extração e os resultados foram obtidos a partir de um planejamento fatorial 2³. A análise estatística mostrou que a variável mais significativa de todo processo de extração foi a diluição da amostra (1:20). O rendimento do processo de extração aquosa foi inferior ao processo de extração por solvente. O aumento na concentração enzimática e no tempo de extração favoreceu o rendimento. Das enzimas utilizadas, a Alcalase apresentou melhor eficiência na extração, sendo que a utilização das duas enzimas simultaneamente propiciou incremento significativo sobre o rendimento do processo.

Effect of chickpea (Cicer arietinum L.) germination on the major globulin content and in vitro digestibility

Chickpea seed germination was carried out over a period of 6 days. Little variation in the nitrogen and total globulin content was observed. The major globulin (11 S type) showed higher variation after the 4th day of germination. The elution behaviour and distribution of the isolated major globulin fraction on Sepharose CL-6B chromatography showed little modification at the end of germination. On SDS-PAGE the peak eluted from Sepharose CL-6B showed changes in protein bands between 20 and 30 kDa and above 60 kDa, indicating protein degradation during the period. Proteolytic activity was detected in the albumin fraction of the seeds, which increased up to the fourth and then decreased up to the sixth day, when isolated chickpea total globulin and casein were used as substrates. Chickpea flour, isolated albumin and total globulin fractions did not show an increase for in vitro digestibility; however, the isolated major globulin was more susceptible to hydrolysis after germination.

Inibição do escurecimento enzimático de banana maçã minimamente processada

Objetivou-se, neste trabalho, avaliar o efeito do ácido ascórbico (AA), do cloreto de cálcio (CC), do cloridrato de L-cisteína (Cis) e EDTA, na prevenção do escurecimento enzimático de banana maçã minimamente processada. Foram utilizadas as combinações: (i) AA 1%+CC 1%+Cis 0,5%, (ii) AA 1%+CC 1%+Cis 1%, (iii) AA 1%+CC 1%+Cis 1,5% e (iv) EDTA 1%, constituindo quatro tratamentos de um delineamento inteiramente casualizado. Produtos minimamente processados não tratados quimicamente não foram analisados, considerando-se seu acentuado escurecimento e sua vida de prateleira inferior a 6 h. As bananas foram tratadas com hipoclorito de sódio, fatiadas, imersas nos tratamentos químicos, acondicionadas em embalagens rígidas envoltas com filme PVC 30 µm e armazenadas durante cinco dias a 5+1°C e 85+3% UR. Amostras foram analisadas diariamente, durante os cinco dias de armazenamento. Os tratamentos contendo AA 1%+CC 1%+Cis 1% e AA 1%+CC 1%+Cis 1,5% determinaram os maiores valores de acidez titulável e menores de pH. Observaram-se aumentos no valor a* e redução nos valores b* e L* na banana maçã minimamente processada, independente do tratamento químico, durante o armazenamento. O tratamento AA 1%+CC 1%+Cis 1,5% foi o mais efetivo na prevenção das modificações dos valores a*, b* e L*, associados à coloração das rodelas. Observou-se aumento na atividade da polifenoloxidase (PPO) e peroxidase (POD) durante o armazenamento das rodelas de banana, independente do tratamento, à exceção da redução observada na atividade da PPO, nos produtos tratados com EDTA. Os tratamentos contendo EDTA e AA 1%+CC 1%+Cis 1,5% foram os mais efetivos na contenção do aumento das atividades da PPO e POD, respectivamente.

Qualidade nutricional e escore químico de aminoácidos de diferentes fontes protéicas

As proteínas são moléculas essenciais para aos organismos animais, devendo, portanto, estar presentes na alimentação em quantidades adequadas. Além do aspecto quantitativo deve-se levar em conta o aspecto qualitativo, isto é, seu valor nutricional, que dependerá de sua composição, digestibilidade, biodisponibilidade de aminoácidos essenciais, ausência de toxicidade e de fatores antinutricionais. O objetivo deste trabalho foi avaliar a digestibilidade in vivo, o escore químico de aminoácidos (EQ) e o escore químico de aminoácido corrigido pela digestibilidade protéica (PDCAAS) das seguintes fontes de proteína: carne de rã sem osso, carne de rã com osso, carne de rã mecanicamente separada (CMS), carne bovina, ovo em pó, caseína, trigo, milho, soja convencional, soja isenta de inibidor de tripsina Kunitz e de lipoxigenases (soja KTI-LOX-), proteína texturizada de soja (PTS) e feijão. As proteínas de origem animal apresentaram maiores valores de digestibilidade que as de origem vegetal. Carne de rã sem osso apresentou a proteína com maior digestibilidade protéica de todas as proteínas estudadas, não diferindo, entretanto, da caseína, CMS, carne bovina e rã com osso. Das proteínas de origem animal, a do ovo em pó foi aquela que apresentou menor digestibilidade protéica. Nenhuma das proteínas de origem animal apresentou aminoácidos essenciais limitantes quando comparadas com o padrão da FAO/WHO. Feijão, soja convencional, soja KTI-LOX- e PTS, tiveram os aminoácidos sulfurados (metionina+cisteína) como limitantes. Enquanto que para trigo e milho, o aminoácido mais limitante foi a lisina. Soja KTI-LOX- e PTS apresentaram valores de PDCAAS superiores aos da soja convencional, mostrando uma possível elevação na qualidade protéica da soja melhorada geneticamente e da soja processada.

Atividade enzimática de isolados de rizóbia nativos da Amazônia Central crescendo em diferentes níveis de acidez

A importância das bactérias conhecidas como rizóbia no estabelecimento de leguminosas tem sido amplamente reconhecida. Porém, poucas são as informações referentes ao perfil enzimático dessas bactérias benéficas. O estudo objetivou investigar a influência do pH do meio sólido sobre a atividade enzimática de rizóbios nativos da Amazônia Central. Essa triagem constitui o primeiro passo no processo de seleção de microorganismos benéficos, como produtores de enzimas de aplicação biotecnológica. Nesse estudo, 64 isolados de rizóbia foram testados para a produção extracelular de amilase, lipase, pectinase e protease, em meio YMA modificado. Excetuando a atividade pectinolítica, todas as outras enzimas (amilase, lipase e protease) foram detectadas nos isolados investigados. Dois isolados (INPA R-975 e INPA R-926) exibiram atividades amilolíticas, lipolíticas e proteolíticas. Os índices enzimáticos amilolíticos e proteolíticos variaram significativamente entre os isolados e as condições de pH do meio de cultura. De maneira geral, as maiores atividades amilolíticas e proteolíticas foram exibidas pelos isolados INPA R-957, INPA R-915B e INPA R-991 em pH 6,5. O isolado INPA R-957 também se mostrou amilolítico e proteolítico nos pHs 5,0 e 8,0. Esse estudo mostrou que alguns rizóbios nativos da Amazônia representam fontes promissoras de amilase e protease de uso biotecnológico, sobretudo na tecnologia de alimentos.

Avaliação da disponibilidade de ferro de feijão comum (Phaseolus vulgaris L.) em comparação com carne bovina

O presente trabalho avaliou a disponibilidade do ferro do feijão comum e os efeitos de suas interações com ácido ascórbico e cistina em comparação a disponibilidade deste metal em carne bovina. Para a determinação do teor de ferro e diálise de ferro in vitro, foram realizadas análises químicas nas amostras de carne bovina (C), feijão comum (F), feijão comum com ácido ascórbico (FA), feijão comum com cistina (FCI) e feijão comum com ácido ascórbico e cistina (FACI). Em F foram determinados taninos, ácido fítico e ácido oxálico. Em F foi encontrado 0,065 g de tanino/100 g; 8,03 mg de ácido fítico/g e 7,12 mg de ácido oxálico/g. A quantidade de ferro variou de 9,64 mg/100 g a 10,37 mg/100 g. A amostra FCI e FA apresentaram os menores teores de ferro. A quantidade de ferro encontrada na amostra C foi de 10,37 mg/100 g. A porcentagem de ferro dialisável variou de 17,33% a 24,31%. As amostras de carne bovina apresentaram a maior porcentagem de ferro dialisável, seguida por FACI. A menor porcentagem de ferro dialisável foi observada nas amostras F e FCI. Portanto, pode-se concluir que a adição simultânea de ácido ascórbico e cistina, tornou o ferro presente no feijão mais biodisponível, equiparando-o ao da carne bovina.

Produção de proteases por Bacillus sp SMIA-2 crescido em soro de leite e água de maceração de milho e compatibilidade das enzimas com detergentes comerciais

A produção de proteases por Bacillus sp. SMIA-2 cultivado em um meio de cultura contendo soro de leite e água de maceração de milho foi estudada. Além disso, a compatibilidade da enzima com detergentes comerciais foi também avaliada. A atividade máxima da enzima (70 U/mg proteína) foi observada na fase estacionária de crescimento, com 32 h de incubação. Estudos sobre a caracterização da protease revelaram que a temperatura ótima para atividade desta enzima foi 70 °C e que a mesma manteve 91% de sua atividade quando incubada a 70 °C na presença do cálcio. O valor ótimo de pH encontrado para a protease foi 8,0, sendo que a enzima manteve 85% e 46% de sua atividade quando incubada por 1 h em pH 9 e pH 10 respectivamente. A protease manteve 64% e 50% de sua atividade quando incubada a 70 °C por 30 min com os detergentes Cheer® e Tide® respectivamente. A utilização da glicina juntamente com íons cálcio resultou em um aumento da estabilidade enzimática em todos os detergentes testados. Em presença dos detergentes Ultra bizz®, Cheer® e Tide®, a enzima manteve aproximadamente 100% de atividade, após 30 min de incubação a 70 °C.

Chemical and nutritional evaluation of kernels of bocaiuva, Acrocomia aculeata (Jacq.) Lodd.

Protein characterization and results of proximate composition and mineral analyses of fruit kernels of bocaiuva, Acrocomia aculeata (Jacq.) Lodd., are reported. The kernels presented high contents of oil (51.7%), protein (17.6%) and fiber (15.8%). The seeds´ soluble proteins were isolated according to their solubility. The main separated proteins were globulins (53.5%) and glutelins (40.0%). Moreover, the presence of low molecular mass proteases in these two fractions was shown by the SDS-PAGE method. The assays of protease-inhibitory and hemagglutinating activities showed that bocaiuva´s protein fractions were not resistant to trypsin or chymotrypsin activities and that both had low lectin content. The globulin in vitro digestibility assay resembled a casein standard. Neither globulin nor glutelin enzymatic hydrolyses increased significantly (p < 0.05) after heat treatment. Threonine and lysine are the most limiting amino acids, respectively from two major protein fractions of the bocaiuva kernel, globulin (47.1% amino acid score) and glutelin (49.5% amino acid score), in terms of the theoretical profiles for children in the age range of 2 to 5 years recommended by the FAO/WHO. Bocaiuva kernels are found to be rich in calcium, phosphorus and manganese compared to some fruit nuts such as cashew and coconut.

Enzimas hidrolíticas extracelulares de isolados de rizóbia nativos da Amazônia Central, Amazonas, Brasil

A associação rizóbia x leguminosa contribui para enriquecer o solo com nitrogênio por meio da fixação biológica. Entretanto, pouco se conhece a respeito do perfil enzimático desses microrganismos. Nesse contexto, a presente investigação propõe avaliar a produção de enzimas hidrolíticas extracelulares por isolados de rizóbia nativos da Amazônia Central. Essa triagem constitui o primeiro passo na seleção de microrganismos nativos que são potencialmente exploráveis como produtores de enzimas. Foram testados 67 isolados nativos de rizóbia para as atividades amilolítica, celulolítica, lactolítica, lipolítica, pectinolítica e proteolítica, em meio YMA modificado. A atividade ureolítica foi detectada em meio ágar-uréia. As bactérias isoladas dos nódulos de feijão caupi mostraram maior capacidade em produzir enzimas do que os isolados bacterianos de soja. De todas as enzimas hidrolíticas avaliadas, apenas a pectinase não foi detectada neste estudo. Amilase (32,8%), protease (28,4%), urease (20,9%) e carboximetilcelulase (9,0%) foram as enzimas mais freqüentes produzidas pelos isolados. Neste trabalho, apenas as enzimas amilase e protease variaram significativamente entre os isolados de rizóbia. Os isolados INPA R-926 e INPA R-915 exibiram os maiores índices amilolíticos (IE = 3,1) e proteolíticos (IE = 6,6), respectivamente. Este estudo revelou alguns isolados de rizóbia nativos da Amazônia Central como fontes promissoras de enzimas de importância industrial para uso biotecnológico.