Development of impedimetric and optical calcium biosensor by using modified gold electrode with porcine S100A12 protein

We describe the development of a label free method to analyze the interactions between Ca(2+) and the porcine S100A12 protein immobilized on polyvinyl butyral (PVB). The modified gold electrodes were characterized using cyclic voltammetry (CV), electrochemical impedance spectroscopy (EIS), scanning electron microscopy (SEM) and surface plasmon resonance (SPR) techniques. SEM analyses of PVB and PVB-S100A12 showed a heterogeneous distribution of PVB spherules on gold surface. EIS and CV measurements have shown that redox probe reactions on the modified gold electrodes were partially blocked due the adsorption of PVB-S100A12, and confirm the existence of a positive response of the immobilized S100Al2 to the presence of calcium ions. The biosensor exhibited a wide linear response to Ca(2+) concentrations ranging from 12.5 to 200 mM. The PVB-S100A12 seems to be bound to the gold electrode surface by physical adsorption: we observed an increase of 1184.32 m degrees in the SPR angle after the adsorption of the protein on the PVB surface (in an indication that 9.84 ng of S100A12 are adsorbed per mm(2) of the Au-PVB electrode), followed by a further increase of 581.66 m degrees after attachment of the Ca(2+) ions. In addition, no SPR response is obtained for non-specific ions. These studies might be useful as a platform for the design of new reusable and sensitive biosensing devices that could find use in the clinical applications. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Mg(2+) Ions Bind at the C-Terminal Region of Skeletal Muscle alpha-Tropomyosin

Tropomyosin (Tm) is a dimeric coiled-coil protein that polymerizes through head-to-tail interactions. These polymers bind along actin filaments and play an important role in the regulation of muscle contraction. Analysis of its primary structure shows that Tm is rich in acidic residues, which are clustered along the molecule and may from sites for divalent cation binding. In a previous study, we showed that the Mg(2+)-induced increase in stability of the C-terminal half of Tin is sensitive to imitations near the C-terminus. In the present report, we study the interaction between Mg(2+) and full-length Tin and smaller fragments corresponding to the last 65 and 26 Tin residues. Although the smaller Tin peptide (Tm(259-284(W269))) is flexible and to large extent unstructured, the larger Tm(220-284(W269)) fragments forms a coiled coil in solution whose stability increases significantly in the presence of Mg(2+). NMR analysis shows thin Mg(2+) induces chemical shift perturbations in both Tm(220-284(W269)) and Tm(259-284(W269)) in the vicinity of His276, in which are located several negatively charged residues. (C) 2009 Wiley Periodicals, Inc. Biopolymers 91: 583-590, 2009.

Deciphering the role of the electrostatic interactions in the alpha-tropomyosin head-to-tail complex

Skeletal alpha-tropomyosin (Tm) is a dimeric coiled-coil protein that forms linear assemblies under low ionic strength conditions in vitro through head-to-tail interactions. A previously published NMR structure of the Tin head-to-tail complex revealed that it is formed by the insertion of the N-terminal coiled-coil of one molecule into a cleft formed by the separation of the helices at the C-terminus of a second molecule. To evaluate the contribution of charged residues to complex stability, we employed single and double-mutant Tm fragments in which specific charged residues were changed to alanine in head-to-tail binding assays, and the effects of the mutations were analyzed by thermodynamic double-mutant cycles and protein-protein docking. The results show that residues K5, K7, and D280 are essential to the stability of the complex. Though D2, K6, D275, and H276 are exposed to the solvent and do not participate in intermolecular contacts in the NMR structure, they may contribute to head-to-tail complex stability by modulating the stability of the helices at the Tm termini.

Impacto clínico e econômico da redefinição dos critérios diagnósticos de infarto do miocárdio

Introdução: Estudos sobre implicações clínicas da nova definição de infarto do miocárdio (IAM), incorporando novos marcadores de lesão miocárdica, são escassos na literatura. A prevalência de IAM e das suas complicações são diretamente dependentes do critério diagnóstico utilizado. Objetivo: Avaliar o impacto diagnóstico, prognóstico e econômico da nova definição de IAM proposta pela AHA/ ESC usando troponina T (TnT) como marcador de lesão cardíaca. Métodos: Um total de 740 pacientes com dor torácica admitidos na Emergência do Hospital de Clínicas de Porto Alegre no período de julho/ 1999 a janeiro/ 2002 foram incluídos no estudo. Creatina quinase total (CK), CK-MB atividade e TnT foram dosados em uma amostra de 363 pacientes, representativa de toda a coorte. Para redefinição de IAM foram utilizados como ponto de corte valores pico de TnT > 0,2 mg/dl. Os desfechos avaliados foram classificados como eventos cardíacos maiores (angina recorrente, insuficiência cardíaca congestiva, choque cardiogênico e óbito) e como procedimentos de revascularização. Também foram avaliados o manejo prescrito, os custos e o faturamento hospitalar. Resultados: Nos 363 pacientes com marcadores dosados, foram diagnosticados 59 casos de IAM (16%) pelos critérios clássicos; enquanto 40 pacientes (11%) tiveram o diagnóstico de IAM pelo critério redefinido, o que corresponde a um incremento de 71% na incidência. Pacientes com IAM redefinido eram significativamente mais idosos e do sexo masculino, apresentaram mais dor atípica e diabetes mellitus. Na análise multivariada, pacientes com infarto redefinido tiveram um risco 5,1 [IC 95% 1,0-28] vezes maior para óbito hospitalar e 3,4 [IC 95% 1,1-10] vezes maior para eventos combinados em relação aqueles sem IAM. O manejo dos casos de IAM redefinido foi semelhante ao manejo daqueles com IAM tradicional, exceto pelos procedimentos de revascularização que foram menos freqüentes (25% vs. 51%, P < 0,001). O grupo com IAM redefinido permaneceu mais tempo internado e foi submetido a procedimentos mais tardiamente. Do ponto de vista institucional, o uso dos novos critérios para IAM poderia resultar em um aumento de 9% (mais R$ 2.756,00 por grupo de 100 pacientes avaliados) no faturamento baseado em diagnóstico segundo a tabela do SUS. Conclusões: O novo diagnóstico de IAM acrescenta um número expressivo de indivíduos com infarto aos serviços de emergência. A incorporação deste critério é importante na medida que estes pacientes têm um prognóstico semelhante aos demais casos tradicionalmente diagnosticados. Como a identificação destes casos poderia resultar em um manejo mais qualificado e eficiente destes pacientes, esforços deveriam ser adotados para reforçar a adoção da redefinição de IAM.

Ativação linfocitária durante a cirurgia de revascularização miocárdica : papel da circulação extracorpórea

Introdução: Sabe-se que a cirurgia de revascularização miocárdica está associada com alteração dos mediadores inflamatórios e da função imunitária, com ativação precoce dos linfócitos que poderia ser responsável pela linfopenia e diminuição da atividade dos linfócitos no pós-operatório. A elevação enzimática está diminuída na cirurgia sem circulação extracorpórea mas este achado não está associado a melhor evolução clínica. Nesta tese, testamos a hipótese de que a cirurgia de revascularização miocárdica realizada sem circulação extracorpórea pode levar a uma ativação linfocitária de menor intensidade do que a cirurgia com circulação extracorpórea. Métodos: A resposta da ativação linfocitária foi estudada durante o período trans e pósoperatório em 28 pacientes randomizados para cirurgia de coronária sem circulação extracorpórea (n=13) ou cirurgia convencional com circulação extracorpórea (n=15), utilizando citometria de fluxo para determinar a expressão de CD25, CD26, CD69 e DR em linfócitos T (CD3+) e B (CD19+), em sangue periférico. No mesmo período foram realizadas dosagens de troponina I por quimioluminescência e realizado ecocardiograma uni-bidimensional antes e após a cirurgia. Resultados: Não houve diferença estatisticamente significativa para nenhum dos marcadores de ativação linfocitária quando comparados os grupos operados sem ou com circulação extracorpórea (ANOVA bicaudal para medidas repetidas, p>0,05). Considerando todos os pacientes estudados, houve uma elevação da expressão proporcional de CD25 e CD69 em linfócitos T (CD3+) e B (CD19+). Nos linfócitos T, o valor proporcional médio mais elevado (+ EP) de CD69 foi observado 6 horas após terem sido completadas as anastomoses (+75 + 476%) e CD25 teve uma elevação mais gradual, com o pico de seu valor médio (+48 + 24 %) ocorrendo 24 horas após a revascularização. Em linfócitos B, o pico do valor médio de CD69 (+104 + 269 %) ocorreu também após o fim das anastomoses. CD25 teve seu pico de valor médio (+150 + 773 %) 112 horas após a revascularização e seu último valor medido ainda estava elevado. A expressão de CD26 em linfócitos T teve um aparente declínio nos seus valores proporcionais médios (-42 + 32 %) 12 horas após o fim das anastomoses. Não houve diferença significativa na elevação enzimática entre os dois grupos (teste estatístico >0,05). No ecocardiograma, o grupo operado sem circulação extracorpórea apresentou diminuição do volume diastólico (p=0,001) de da fração de ejeção (P=0,012), enquanto no grupo com circulação extracorpórea, diminuíram os volumes diastólico (p=0,006) e sistólico (p=0,01). Conclusões: 1) Comparando a cirurgia de revascularização miocárdica com circulação extracorpórea, a cirurgia sem circulação extracorpórea não reduz a ativação dos linfócitos. 2) A cirurgia de revascularização miocárdica produz uma ativação precoce dos linfócitos, com aumento da expressão de CD69 e CD25 em linfócitos T (CD3+) e B (CD19+), em sangue periférico. A elevação precoce de CD69, e elevação mais tardia de CD25, pode indicar duas partes de uma seqüência de ativação linfocitária. 3) O comportamento das enzimas cardíacas e dos achados ecocardiográficos não sugere benefício da cirurgia sem circulação extracorpórea sobre o dano miocárdio.

High-level production of functional muscle alpha-tropomyosin in Pichia pastoris

Although numerous studies have reported the production of skeletal muscle alpha -tropomyosin in E. coli, the protein needs to be modified at the amino terminus in order to be active. Without these modifications the protein does not bind to actin, does not exhibit head-to-tail polymerization, and does not inhibit the actomyosin Mg2+-ATPase in the absence of troponin. on the other hand, the protein produced in insect cells using baculovirus as an expression vector (Urbancikova, M., and Hitchcock-DeGregori, S. E., J. Biol. Chem., 269, 24310-24315, 1994) is only partially acetylated at its amino terminal and therefore is not totally functional. In an attempt to produce an unmodified functional recombinant muscle alpha -tropomyosin for structure-function correlation studies we have expressed the chicken skeletal alpha -tropomyosin cDNA in the yeast Pichia pastoris. Recombinant protein was produced at a high level (20 mg/L) and was similar to the wild type muscle protein in its ability to polymerize, to bind to actin and to regulate the actomyosin S1 Mg2+-ATPase. (C) 2001 Academic Press.

Malondialdeído e troponina I cardíaca em equinos da raça Puro Sangue Árabe submetidos ao exercício e à suplementação com vitamina E

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

Cardiac trauma confirmed by cardiac markers in dogs: two case reports

Relatam-se dois casos de miocardite em cães. A avaliação radiográfica mostrou pneumotórax e padrão alveolar no lobo diafragmático pulmonar em um cão e arritmia em ambos os cães. As análises das proteínas cardíacas altamente sensíveis, como a CK-MB e a troponina I cardíaca, associadas ao histórico clínico e aos achados eletrocardiográficos, indicaram, com acurácia, a extensão da injúria miocárdica secundária ao trauma.

FUNCTIONAL ALPHA-TROPOMYOSIN PRODUCED IN ESCHERICHIA-COLI - A DIPEPTIDE EXTENSION CAN SUBSTITUTE THE AMINO-TERMINAL ACETYL GROUP

Unlike the muscle protein, alpha-tropomyosin expressed in Escherichia coli does not bind actin, does not exhibit head-to-tail polymerization, and does not inhibit actomyosin ATPase activity in the absence of troponin. The only chemical difference between recombinant and muscle tropomyosins is that the first methionine is not acetylated in the recombinant protein (Hitchcock-DeGregori, S. E., and Heald, R. W. (1987) J. Biol. Chem. 262, 9730-9735). We expressed three fusion tropomyosins in E. coli with 2, 3, and 17 amino acids fused to its amino terminus. Ah three fusions restored actin binding, head-to-tail polymerization, and the capacity to inhibit the actomyosin ATPase to these unacetylated tropomyosins. Unlike larger fusions, the small fusions of 2 and 3 amino acids do not interfere with regulatory function. Therefore the presence of a fused dipeptide at the amino terminus of unacetylated tropomyosin is sufficient to replace the function of the N-acetyl group present in muscle tropomyosin. A structural interpretation for the function of the acetyl group, based on our results and the coiled coil structure of tropomyosin, is presented.

Effects of cardiomyopathic mutations on the biochemical and biophysical properties of the human alpha-tropomyosin

Mutations in the protein alpha-tropomyosin (Tm) can cause a disease known as familial hypertrophic cardiomyopathy. In order to understand how such mutations lead to protein dysfunction, three point mutations were introduced into cDNA encoding the human skeletal tropomyosin, and the recombinant Tms were produced at high levels in the yeast Pichia pastoris. Two mutations (A63V and K70T) were located in the N-terminal region of Tm and one (E180G) was located close to the calcium-dependent troponin T binding domain. The functional and structural properties of the mutant Tms were compared to those of the wild type protein. None of the mutations altered the head-to-tail polymerization, although slightly higher actin binding was observed in the mutant Tm K70T, as demonstrated in a cosedimentation assay. The mutations also did not change the cooperativity of the thin filament activation by increasing the concentrations of Ca2+. However, in the absence of troponin, all mutant Tms were less effective than the wild type in regulating the actomyosin subfragment 1 Mg2+ ATPase activity. Circular dichroism spectroscopy revealed no differences in the secondary structure of the Tms. However, the thermally induced unfolding, as monitored by circular dichroism or differential scanning calorimetry, demonstrated that the mutants were less stable than the wild type. These results indicate that the main effect of the mutations is related to the overall stability of Tm as a whole, and that the mutations have only minor effects on the cooperative interactions among proteins that constitute the thin filament.

Avaliação da função cardíaca em cães com anemia normovolência aguda experimental

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Malondialdeído, troponina I cardíaca e eletrocardiografia em equinos da raça puro sangue árabe submetido ao exercício e à suplementação com vitamina E(dl-alfa-tocofenol)

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

Efeitos da hiperaceleração de histonas na diferenciação in vitro de células tronco embrionárias murinas

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

Cardiomiopatia hipertensiva em cães com leishmaniose visceral

Pós-graduação em Medicina Veterinária - FCAV

Caracterização clínica da cardiomiopatia hipertrófica hipertensiva em cães com doença renal crônica (DRC)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)