Induction of a gloverin-like antimicrobial polypeptide in the sugarcane borer Diatraea saccharalis challenged by septic injury

Diatraea saccharalis (Fabricius, 1794) (Lepidoptera: Crambidae) is an important pest for Brazilian sugarcane. In the present study, we detected two distinct spots in hemolymph from septic injured larvae (HDs1 and HDs2), which are separated by 2DE gel electrophoresis. Both spots were subjected to in-gel tryptic digestion and MALDI-TOF/TOF analysis, which revealed the sequence VFGTLGSDDSGLFGK present in both HDs1 and HDs2. This sequence had homology and 80% identity with specific Lepidoptera antimicrobial peptides called gloverins. Analyses using the ImageMaster 2D software showed pI 8.94 of the HDs1 spot, which is similar to that described to Hyalophora gloveri gloverin (pI 8.5). Moreover, the 14-kDa molecular mass of the spot HDs1 is compatible to that of gloverins isolated from the hemolymph of Trichoplusia ni, Helicoverpa armigera and H. gloveri. Antimicrobial assays with partially purified fractions containing the HDs1 and HDs2 polypeptides demonstrated activity against Escherichia coli. This is the first report of antimicrobial polypeptides in D. saccharalis, and the identification of these peptides may help in the generation of new strategies to control this pest.

Impact d'une mitochondrie exogène sur le protéome du cybride Chrosomus eos

On retrouve dans le complexe Chrosomus eos-neogaeus une forme cybride ayant le génome nucléaire de C. eos et le génome mitochondrial de C. neogaeus. Ce modèle particulier fournit une occasion unique d’étudier l’influence d’une mitochondrie exogène sur le métabolisme et la physiologie d'organismes vivant en milieu naturel, et s'étant donc adaptés à cette situation cellulaire atypique. La mitochondrie jouant un rôle fondamental vital, nous nous attendons à ce que la présence d’une mitochondrie exogène chez la forme cybride ait un impact sur l’expression de son génome et du protéome qui en découle. L’objectif de ce projet est d’étudier les différences au niveau protéomique entre des individus C. eos purs (forme sauvage) et des cybrides provenant d'habitats similaires afin de faire ressortir au maximum les différences dues à la présence de mitochondries C. neogaeus chez la forme cybride. Pour ce faire, nous avons comparé les protéomes des formes cybride et sauvage en utilisant l'électrophorèse en deux dimensions. Un sous-groupe de protéines produisant un signal spécifique révélé par l’analyse comparative a été identifié et analysé par spectrométrie de masse (LC/MS). Les résultats indiquent que la présence de mitochondries C. neogaeus chez le cybride influence fortement la régulation génique chez ce dernier. De plus, les protéines identifiées apportent des pistes intéressantes supportant l'hypothèse que la présence de mitochondries C. neogaeus chez le cybride rendrait ce biotype plus résistant au froid que la forme sauvage.

L’étude des stratégies de séparations préparatrices de protéines par électrophorèse capillaire

La protéomique est un sujet d'intérêt puisque l'étude des fonctions et des structures de protéines est essentiel à la compréhension du fonctionnement d'un organisme donné. Ce projet se situe dans la catégorie des études structurales, ou plus précisément, la séquence primaire en acides aminés pour l’identification d’une protéine. La détermination des protéines commence par l'extraction d'un mélange protéique issu d'un tissu ou d'un fluide biologique pouvant contenir plus de 1000 protéines différentes. Ensuite, des techniques analytiques comme l’électrophorèse en gel polyacrylamide en deux dimensions (2D-SDS-PAGE), qui visent à séparer ce mélange en fonction du point isoélectrique et de la masse molaire des protéines, sont utilisées pour isoler les protéines et pour permettre leur identification par chromatographie liquide and spectrométrie de masse (MS), typiquement. Ce projet s'inspire de ce processus et propose que l'étape de fractionnement de l'extrait protéique avec la 2D-SDS-PAGE soit remplacé ou supporté par de multiples fractionnements en parallèle par électrophorèse capillaire (CE) quasi-multidimensionnelle. Les fractions obtenues, contenant une protéine seule ou un mélange de protéines moins complexe que l’extrait du départ, pourraient ensuite être soumises à des identifications de protéines par cartographie peptidique et cartographie protéique à l’aide des techniques de séparations analytiques et de la MS. Pour obtenir la carte peptidique d'un échantillon, il est nécessaire de procéder à la protéolyse enzymatique ou chimique des protéines purifiées et de séparer les fragments peptidiques issus de cette digestion. Les cartes peptidiques ainsi générées peuvent ensuite être comparées à des échantillons témoins ou les masses exactes des peptides enzymatiques sont soumises à des moteurs de recherche comme MASCOT™, ce qui permet l’identification des protéines en interrogeant les bases de données génomiques. Les avantages exploitables de la CE, par rapport à la 2D-SDS-PAGE, sont sa haute efficacité de séparation, sa rapidité d'analyse et sa facilité d'automatisation. L’un des défis à surmonter est la faible quantité de masse de protéines disponible après analyses en CE, due partiellement à l'adsorption des protéines sur la paroi du capillaire, mais due majoritairement au faible volume d'échantillon en CE. Pour augmenter ce volume, un capillaire de 75 µm était utilisé. Aussi, le volume de la fraction collectée était diminué de 1000 à 100 µL et les fractions étaient accumulées 10 fois; c’est-à-dire que 10 produits de séparations étaient contenu dans chaque fraction. D'un autre côté, l'adsorption de protéines se traduit par la variation de l'aire d'un pic et du temps de migration d'une protéine donnée ce qui influence la reproductibilité de la séparation, un aspect très important puisque 10 séparations cumulatives sont nécessaires pour la collecte de fractions. De nombreuses approches existent pour diminuer ce problème (e.g. les extrêmes de pH de l’électrolyte de fond, les revêtements dynamique ou permanent du capillaire, etc.), mais dans ce mémoire, les études de revêtement portaient sur le bromure de N,N-didodecyl-N,N-dimethylammonium (DDAB), un surfactant qui forme un revêtement semi-permanent sur la paroi du capillaire. La grande majorité du mémoire visait à obtenir une séparation reproductible d'un mélange protéique standard préparé en laboratoire (contenant l’albumine de sérum de bovin, l'anhydrase carbonique, l’α-lactalbumine et la β-lactoglobulin) par CE avec le revêtement DDAB. Les études portées sur le revêtement montraient qu'il était nécessaire de régénérer le revêtement entre chaque injection du mélange de protéines dans les conditions étudiées : la collecte de 5 fractions de 6 min chacune à travers une séparation de 30 min, suivant le processus de régénération du DDAB, et tout ça répété 10 fois. Cependant, l’analyse en CE-UV et en HPLC-MS des fractions collectées ne montraient pas les protéines attendues puisqu'elles semblaient être en-dessous de la limite de détection. De plus, une analyse en MS montrait que le DDAB s’accumule dans les fractions collectées dû à sa désorption de la paroi du capillaire. Pour confirmer que les efforts pour recueillir une quantité de masse de protéine étaient suffisants, la méthode de CE avec détection par fluorescence induite par laser (CE-LIF) était utilisée pour séparer et collecter la protéine, albumine marquée de fluorescéine isothiocyanate (FITC), sans l'utilisation du revêtement DDAB. Ces analyses montraient que l'albumine-FITC était, en fait, présente dans la fraction collecté. La cartographie peptidique a été ensuite réalisée avec succès en employant l’enzyme chymotrypsine pour la digestion et CE-LIF pour obtenir la carte peptidique.

Discrimination between organically and conventionally grown winter wheat by means of holistic and selected analytical methods

Die Verordnung des Europäischen Rates (EC) 834/2007 erkennt das Recht des Konsumenten auf eine Entscheidung basierend auf vollständiger Information bezüglich der enthaltenen Zutaten im Produkt und deren Herkunft (Qualität der Verarbeitung). Die primäre Kennzeichnungsverordnung betont „organische“ Produktionsstandards ebenso wie die Notwendigkeit zur Kontrolle und Aufsicht. Jedoch ist zurzeit keine validierte Methode zur analytischen Diskriminierung zwischen „organischer“ und „konventioneller“ Herkunft von angebotenen Lebensmitteln verfügbar. Das Ziel der Dissertationsarbeit war die Überprüfung der Möglichkeit mit ausgewählten analytischen und holistischen Methoden zwischen organisch und konventionell angebautem Weizen objektiv zu unterscheiden. Dies beinhaltete die Bestimmung des Gesamtstickstoff (Protein) nach Dumas, zweidimensionale Fluoreszenzdifferenz Gelelektrophorese (2D DIGE) und die Kupferchloridkristallisation. Zusätzlich wurde die Anzahl der Körner pro Ähre (Kornzahl) bestimmt. Alle Bestimmungen wurden an rückverfolgbaren in den Jahren 2005 – 2007 in Belgien gesammelten Proben des Winterweizen (Triticum aestivum L. cv. Cubus) durchgeführt. Statistisch signifikante (p < 0.05) Unterschiede wurden innerhalb der untersuchten Probengruppen sowohl in der Kornzahl, dem Gesamtsticksoff (Eiweißgehalt), als auch in der Gesamtausbeute gefunden, wobei in den meisten Fällen die konventionellen Proben höhere Kornzahlen und Gesamtsticksoff (Eiweißgehalte) aufwiesen. Eine mit der 2D DIGE kompatible Probenvorbereitungsmethode für Winterweizen wurde entwickelt und auf einen internen Winterweizenstandard sowie die entsprechenden Proben angewendet. Die organischen Proben waren im Vergleich mit den konventionellen Gegenstücken in allen Fällen durch eine kleinere Anzahl von signifikant (p < 0.05) stärker exprimierten Proteinspots gekennzeichnet. Gewisse Tendenzen in Richtung der Bevorzugung bestimmter Regionen von stärker ausgeprägten Proteinspots auf aufeinanderfolgenden 2D Abbildungen in Abhängigkeit von der landwirtschaftlichen Methode konnten zwar beobachtet werden, jedoch konnte kein universelles Markerprotein zur Unterscheidung von konventionell und biologisch angebautem Winterweizen identifiziert werden. Die rechnergestützte Verarbeitung der digitalisierten Kristallisierungsbilder mittels multivariater statistischer Analyse und der Regression partieller kleinster Quadrate ermöglichte eine 100%ig korrekte Vorhersage der landwirtschaftlichen Methode unbekannter Proben sowie der Beschreibung der Kristallisierungsbilder. Diese Vorhersage bezieht sich nur auf den hier verwendeten Datensatz (Proben einer Sorte von drei Standorten über zwei Jahre) und kann nicht ohne weiteres übertragen (generalisiert) werden. Die Ergebnisse deuten an, dass die Quantifizierung der beschriebenen Parameter ein hohes Potential zur Lösung der gestellten Aufgabe besitzt.

Proteomic profiling of neuromas reveals alterations in protein composition and local protein synthesis in hyper-excitable nerves

Neuropathic pain may arise following peripheral nerve injury though the molecular mechanisms associated with this are unclear. We used proteomic profiling to examine changes in protein expression associated with the formation of hyper-excitable neuromas derived from rodent saphenous nerves. A two-dimensional difference gel electrophoresis ( 2D-DIGE) profiling strategy was employed to examine protein expression changes between developing neuromas and normal nerves in whole tissue lysates. We found around 200 proteins which displayed a > 1.75-fold change in expression between neuroma and normal nerve and identified 55 of these proteins using mass spectrometry. We also used immunoblotting to examine the expression of low-abundance ion channels Nav1.3, Nav1.8 and calcium channel alpha 2 delta-1 subunit in this model, since they have previously been implicated in neuronal hyperexcitability associated with neuropathic pain. Finally, S(35)methionine in vitro labelling of neuroma and control samples was used to demonstrate local protein synthesis of neuron-specific genes. A number of cytoskeletal proteins, enzymes and proteins associated with oxidative stress were up-regulated in neuromas, whilst overall levels of voltage-gated ion channel proteins were unaffected. We conclude that altered mRNA levels reported in the somata of damaged DRG neurons do not necessarily reflect levels of altered proteins in hyper-excitable damaged nerve endings. An altered repertoire of protein expression, local protein synthesis and topological re-arrangements of ion channels may all play important roles in neuroma hyper-excitability.

Effect of fluoroquinolone exposure on the proteome of Salmonella enterica serovar Typhimurium

Objectives: The physiological response of Salmonella enterica serovar Typhimurium to fluoroquinolone antibiotics was investigated using proteomic methods. Methods: Proteomes were prepared from strain SL1344 following treatment of broth cultures with ciprofloxacin (0.03 and 0.008 mg/L; 2x and 0.5x MIC) and enrofloxacin (0.03 mg/L) and from a multiple antibiotic resistant (MAR) mutant. Protein expression was determined by two-dimensional HPLC-MSn and also after exposure to ciprofloxacin by two-dimensional gel electrophoresis (2D-GE). Results: The number of proteins (mean +/- SD) detected by 2D-GE derived from control cultures of the wild-type strain was significantly (P < 0.05) reduced from 296 +/- 77 to 153 +/- 36 following treatment with ciprofloxacin (0.03 mg/L). Raised expression (P < 0.05) of 17 proteins was also detected, and increases of up to 8-fold (P < 0.0001) were observed for subunits of F1F0-ATP synthase, TolC and Imp. Analysis by two-dimensional HPLC-MSn provided higher proteome coverage with 787 +/- 50 proteins detected, which was reduced (P < 0.005) to 560 +/- 14 by ciprofloxacin (0.03 mg/L). Increased expression of 43 proteins was observed which included those detected by 2D-GE and additionally the efflux pump protein AcrB. The basal expression of the AcrAB/TolC efflux pump was elevated in the MAR mutant compared with the untreated wild-type and augmented following treatment with ciprofloxacin (0.03 mg/L). F1F0-ATP synthase and Imp were only elevated in the mutant when treated with ciprofloxacin. Conclusions: These studies suggest that increased expression of AcrAB/TolC was associated with resistance while other increases, such as in F1F0-ATP synthase and Imp, were a response to fluoroquinolone.

Quantification of major camel milk proteins by capillary electrophoresis

Proteins from dromedary camel milk (CM) produced in Europe were separated and quantified by capillary electrophoresis (CE). CE analysis showed that camel milk lacks b-lactoglobulin and consists of high concentration of a-lactalbumin (2.01 ± 0.02 mg mL-1), lactoferrin (1.74 ± 0.06 mg mL-1) and serum albumin (0.46 ± 0.01 mg mL-1 ). Among caseins, the concentration of b-casein (12.78 ± 0.92 mg mL-1) was found the highest followed by a-casein (2.89 ± 0.29 mg mL-1) while k-casein represented only minor amount (1.67 ± 0.01 mg mL-1). These results were in agreement with sodium dodecyl sulphatepolyacrylamide gel electrophoresis patterns. Overall, CE offers a quick and reliable method for the determination of major CM proteins, which may be responsible for the many nutritional and health properties of CM.

Shiga toxin-producing Escherichia coli and atypical enteropathogenic Escherichia coli strains isolated from healthy sheep of different populations in Sao Paulo, Brazil

Aims: Sheep are important carriers of Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) in several countries. However, there are a few reports about ovine STEC in American continent. Methods and Results: About 86 E. coli strains previously isolated from 172 healthy sheep from different farms were studied. PCR was used for detection of stx(1), stx(2), eae, ehxA and saa genes and for the identification of intimin subtypes. Restriction fragment length polymorphism (RFLP)-PCR was performed to investigate the variants of stx(1) and stx(2), and the flagellar antigen (fliC) genes in nonmotile isolates. Five isolates were eae(+) and stx(-), and belonged to serotypes O128:H2/beta-intimin (2), O145:H2/gamma, O153:H7/beta and O178:H7/epsilon. Eighty-one STEC isolates were recovered, and the stx genotypes identified were stx(1c)stx(2d-O118) (46.9%), stx(1c) (27.2%), stx(2d-O118) (23.4%), and stx(1c)stx(2dOX3a) (2.5%). Pulsed-field gel electrophoresis (PFGE) revealed 27 profiles among 53 STEC and atypical enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) isolates. Conclusions: This study demonstrated that healthy sheep in Sao Paulo, Brazil, can be carriers of potential human pathogenic STEC and atypical EPEC. Significance and Impact of the Study: As some of the STEC serotypes presently found have been involved with haemolytic uraemic syndrome (HUS) in other countries, the important role of sheep as sources of STEC infection in our settings should not be disregarded.

Proteinograma sérico de cães sadios e com linfoma obtido por eletroforese em gel de poliacrilamida (SDS-PAGE)

Foram avaliadas amostras de soro sanguíneo de 10 cães sadios e de 12 com linfoma, utilizando-se a eletroforese em gel de poliacrilamida contendo dodecil sulfato de sódio. Houve diferença entre as médias dos teores de proteína total de cães sadios, 7,68g/dL±0,46 e de cães com linfoma, 7,93g/dL±2,49. As concentrações de IgA e IgG não foram diferentes entre os grupos. Os teores das proteínas de pesos moleculares 142000, 110000, 52000, 49000, 24000 e 18000 dáltons foram mais elevados em cães com linfoma. Os cães com linfoma apresentaram concentrações mais elevadas de ceruloplasmina, 43,95mg/dL±18,19, e haptoglobina, 554mg/dL±449,51, e menores de albumina, 2908mg/dL±476,67, em comparação aos cães sadios (ceruloplasmina: 3,42mg/dL±7,44; haptoglobina: 94,54mg/dL±59,50 e albumina: 4207mg/dL±206,18). Conclui-se que concentrações séricas mais elevadas de ceruloplasmina e haptoglobina e menores de albumina podem estar associadas ao linfoma em cães.

Influência do puerpério sobre o proteinograma sérico de caprinos da raça Saanen obtido por eletroforese em gel de poliacrilamida

Aiming to evaluate the puerperal influence on the proteinogram of Saanen goats, 108 samples of blood serum from 12 goats were collected, and the results were presented at nine times: just after parturition, 1, 3, 5, 7, 10, 15, 21 and 30 days after parturition. Total amount of serum proteins were determined by the biuret technique, and the sodium dodecyl sulphate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) was used to the protein fractionation. In this last method, 17 protein bands were observed, from which molecular weights varied between 25 KDa and 275 KDa. In addition, it was possible to identify the following protein fractions: immunoglobulin A (180 KDa), ceruloplasmin (115 KDa), transferrin (79 KDa), albumin (65 KDa), heavy-chain immunoglobulin G (58 KDa), haptoglobin (45 KDa), acid glycoprotein (37 KDa) and light-chain immunoglobulin G (28 KDa). Another 9 nonidentified protein fractions presented, each molecular weights equal to 275 KDa, 140 KDa, 125 KDa, 103 KDa, 95 KDa, 41 KDa, 35 KDa, 30 Kda and 25 KDa. The results allow us to conclude that by the first week of puerperium, an improvement of acid glycoprotein occurs, whereas those others protein fractions do not suffer any puerperal influence.

Protein expression upon desiccation and imbibition of Magnolia ovata A. St.-Hil seeds

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Fertility-associated proteins in Nelore bull sperm membranes

The present study was undertaken to evaluate the protein composition of the sperm membranes (SM) of Nelore bulls, assessing protein markers associated with bull fertility, and whether these markers can be used for predicting bull fertility. Samples were obtained of 20 Nelore bulls, with fertility ranked and divided into three groups (greater, normal and least). To rank the bull's fertility weighted classification was used (according to the number of pregnant cows, number of AI cows and number of herds, considering three different breeding seasons), using the PROC GENMOD as a statistical model, with 99% significance. A total of 7897 Nelore cows, randomly distributed among 28 different farms, were considered in the statistical analyses. The bulls were divided into three fertility groups (pregnancy rates): greater (%F > 80), normal (79 <%F > 71) and least (< 68%F) with 3, 13 and 4 bulls, respectively. Two-dimensional gel electrophoresis (2DE) of sperm membranes indicated in 27 spots (SM40, SM53, SM69, SM93, SM102, SM111, SM137, SM138, SM189, SM196, SM201, SM202, SM204, SM225, SM236, SM237, SM239, SM241, SM246, SM247, SM275, SM283, SM342, SM346, SM355, SM372, SM391) was prevalent in the higher fertility group, and just one spot (SM244) was prevalent in the lower fertility group. Spots SM244 and SM239 had their identification defined by PMF/MALDI-MS, as BSP-A3 and aSFP, respectively. Both these proteins showed a great potential for predicting bull's fertility. The amount of aSFP was 8.5 times greater in the sperm membrane protein profile of the higher fertility groups of Nelore bulls. Besides that, the BSP-A3 was 2.5 times greater in the lower fertility group. For the other spots potentially associated with fertility not yet identified, additional tests will be necessary, but it is clear that the 2D electrophoresis of the sperm membrane can be used for a new approach to predict Nelore bull fertility. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

A Preliminary and Qualitative Metallomics Study of Mercury in the Muscle of Fish from Amazonas, Brazil

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Análise proteômica diferencial de Trypanosoma cruzi na presença de substâncias extraídas de plantas da família piperaceae

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Desenvolvimento de metodologias analíticas para avaliação de cálcio, ferro e zinco ligados a proteínas de tecido hepático de Tilápia do Nilo(Oreochromis Niloticus )

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)