LENTIL TANNIN-GLOBULIN INTERACTIONAND and IN VITRO HYDROLYSIS

As frações protéicas foram isoladas dos cotiledones e os taninos isolados e purificados da casca da lentilha. A fração globulina correspondeu a 42,7 % do nitrogenio total da farinha de lentilha representando a fração protéica majoritária. Comparativamente ao metanol e metanol-HCl 1% a mistura acetona:água (7:3) representou o melhor meio extrator para os taninos da casca. A fração globulina isolada, nativa e aquecida (99oC/15 min), e caseína foram hidrolisadas com tripsina e pepsina na ausência de taninos e na presença de relações tanino:proteína de 1:40, 1:20, 1:10, 1:5 e 1:2,5. A hidrólise tríptica e péptica das proteínas não-aquecidas foram reduzidas com o aumento da relação tanino-proteína. A caseína não aquecida mostrou ser mais susceptível à tripsina que à globulina, o oposto sendo observado com a pepsina. O aquecimento seguido de interação com os taninos e hidrólise teve um efeito mais pronunciado sobre a digestão com tripsina que com pepsina para ambas proteínas.

Effect of tannin levels in sorghum silage and concentrate supplementation on apparent digestibility and methane emission in beef cattle

This study evaluated the effect of diets containing sorghum silages with higher (HT) and lower-tannin (LT) concentrations supplemented with concentrate or urea on intake, digestibility, ruminal digestibility, methane emission and rumen parameters in beef cattle. Four treatments were distributed according to a 2 x 2 factorial arrangement in a duplicate 4 x 4 Latin square: LT sorghum silage + urea, LT sorghum silage + concentrate, HT sorghum silage + urea, and HT sorghum silage + concentrate. Total digestibility of the organic matter was higher when concentrate was included in the diet (0.749 and 0.753 in the LT and HT treatments, respectively). It was observed lower ruminal apparent digested matter of neutral detergent fiber in HT diets. There was no effect of tannin levels on digestibility and methane emission. The supplementation with concentrate in the LT diet decreased gas losses as a function of gross energy intake in comparison to the supplementation of the diet with urea. These results suggest the potential of concentrate supplementation to minimize energy loss as methane emission by ruminants and increase the efficiency of energy utilization. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Acyl lupeols from Cnidoscolus vitifolius

In addition to 3-acetyl aleuritolic acid, 3 beta-acetyl-, cinnamoyl-, dihydrocinnamoyl-lupeol, a new ester of lupeol has been isolated from the stems of Cnidoscolus vitifolius. Its structure was established to be 3 beta-hexanoyl lupeol by spectroscopic methods. (C) 1998 Elsevier B.V. Ltd. All rights reserved.

Deciphering the synergism of endogenous glycoside hydrolase families 1 and 9 from Coptotermes gestroi

Termites can degrade up to 90% of the lignocellulose they ingest using a repertoire of endogenous and symbiotic degrading enzymes. Termites have been shown to secrete two main glycoside hydrolases, which are GH1 (EC 3.2.1.21) and GH9 (EC 3.2.1.4) members. However, the molecular mechanism for lignocellulose degradation by these enzymes remains poorly understood. The present study was conducted to understand the synergistic relationship between GH9 (CgEG1) and GH1 (CgBG1) from Coptotermes gestroi, which is considered the major urban pest of São Paulo State in Brazil. The goal of this work was to decipher the mode of operation of CgEG1 and CgBG1 through a comprehensive biochemical analysis and molecular docking studies. There was outstanding degree of synergy in degrading glucose polymers for the production of glucose as a result of the endo-β-1,4-glucosidase and exo-β-1,4-glucosidase degradation capability of CgEG1 in concert with the high catalytic performance of CgBG1, which rapidly converts the oligomers into glucose. Our data not only provide an increased comprehension regarding the synergistic mechanism of these two enzymes for cellulose saccharification but also give insight about the role of these two enzymes in termite biology, which can provide the foundation for the development of a number of important applied research topics, such as the control of termites as pests as well as the development of technologies for lignocellulose-to-bioproduct applications. © 2013 Elsevier Ltd.

Pharmacological Evaluation and Preparation of Nonsteroidal Anti-Inflammatory Drugs Containing an N-Acyl Hydrazone Subunit

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

Aspergillus niger beta-Glucosidase Has a Cellulase-like Tadpole Molecular Shape INSIGHTS INTO GLYCOSIDE HYDROLASE FAMILY 3 (GH3) beta-GLUCOSIDASE STRUCTURE AND FUNCTION

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

Antiplatelet and Antithrombotic Activities of Non-Steroidal Anti-Inflammatory Drugs Containing an N-Acyl Hydrazone Subunit

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

Understanding the Function of Conserved Variations in the Catalytic Loops of Fungal Glycoside Hydrolase Family 12

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Conformational changes in a hyperthermostable glycoside hydrolase: enzymatic activity is a consequence of the loop dynamics and protonation balance

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

Pharmacological evaluation and preparation of nonsteroidal anti-inflammatory drugs containing an N-Acyl hydrazone subunit

A series of anti-inflammatory derivatives containing an N-acyl hydrazone subunit (4a–e) were synthesized and characterized. Docking studies were performed that suggest that compounds 4a–e bind to cyclooxygenase (COX)-1 and COX-2 isoforms, but with higher affinity for COX-2. The compounds display similar anti-inflammatory activities in vivo, although compound 4c is the most effective compound for inhibiting rat paw edema, with a reduction in the extent of inflammation of 35.9% and 52.8% at 2 and 4 h, respectively. The anti-inflammatory activity of N-acyl hydrazone derivatives was inferior to their respective parent drugs, except for compound 4c after 5 h. Ulcerogenic studies revealed that compounds 4a–e are less gastrotoxic than the respective parent drug. Compounds 4b–e demonstrated mucosal damage comparable to celecoxib. The in vivo analgesic activities of the compounds are higher than the respective parent drug for compounds 4a–b and 4d–e. Compound 4a was more active than dipyrone in reducing acetic-acid-induced abdominal constrictions. Our results indicate that compounds 4a–e are anti-inflammatory and analgesic compounds with reduced gastrotoxicity compared to their respective parent non-steroidal anti-inflammatory drugs.

Tannin-phenolic resins: Synthesis, characterization, and application as matrix in biobased composites reinforced with sisal fibers

A tannin-phenolic resin (40 wt% of tannin, characterized by H-1 nuclear magnetic resonance (NMR) and C-13 NMR, Fourier transform infrared, thermogravimetry, differential scanning calorimetry) was used to prepare composites reinforced with sisal fibers (30-70 wt%). Inverse gas chromatography results showed that the sisal fibers and the tannin-phenolic thermoset have close values of the dispersive component and also have predominance of acid sites (acid character) at the surface, confirming the favoring of interaction between the sisal fibers and the tannin-phenolic matrix at the interface. The Izod impact strength increased up to 50 wt% of sisal fibers. This composite also showed high storage modulus, and the lower loss modulus, confirming its good fiber/matrix interface, also observed by SEM images. A composite with good properties was prepared from high content of raw material obtained from renewable sources (40 wt% of tannin substituted the phenol in the preparation of the matrix and 50 wt% of matrix was replaced by sisal fibers). (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Continuous enzymatic interesterification of lard and soybean oil blend: Effects of different flow rates on physical properties and acyl migration

Continuous enzymatic interesterification is an alternative to chemical interesterification for lipid modification technology which is economically viable for large scale use. A blend of 70% lard and 30% soybean oil was submitted to continuous enzymatic interesterification in a glass tubular bioreactor at flow rate ranging from 0.5 to 4.5 mL/min. The original mixture and the reaction products obtained were examined to determine melting and crystallization behavior by DSC, and analyzed for regiospecific fatty acid distribution. Continuous enzymatic interesterification changed the mixture, forming a new triacylglycerol composition, verified by DSC curves and variation in enthalpy of melting values. The regiospecific distribution of fatty acids was changed by flow variations in the reactor. In the continuous enzymatic interesterification reaction the flow rate of 4.5 mL/min, was more advantageous than slower flow rates, reducing acyl migration and increasing process productivity. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Design of a Dinuclear Nickel(II) Bioinspired Hydrolase to Bind Covalently to Silica Surfaces: Synthesis, Magnetism, and Reactivity Studies

Presented herein is the design of a dinuclear Ni-II synthetic hydrolase [Ni-2(HBPPAMFF)(mu-OAc)(2)(H2O)]-BPh4 (1) (H(2)BPPAMFF = 2-[(N-benzyl-N-2-pyridylmethylamine)]-4-methyl-6-[N-(2-pyridylmethyl)aminomethyl)])-4- methyl-6-formylphenol) to be covalently attached to silica surfaces, while maintaining its catalytic activity. An aldehyde-containing ligand (H(2)BPPAMFF) provides a reactive functional group that can serve as a cross-linking group to bind the complex to an organoalkoxysilane and later to the silica surfaces or directly to amino-modified surfaces. The dinuclear Ni-II complex covalently attached to the silica surfaces was fully characterized by different techniques. The catalytic turnover number (k(cat)) of the immobilized (NiNiII)-Ni-II catalyst in the hydrolysis of 2,4-bis(dinitrophenyl)phosphate is comparable to the homogeneous reaction; however, the catalyst interaction with the support enhanced the substrate to complex association constant, and consequently, the catalytic efficiency (E - k(cat)/K-M) and the supported catalyst can be reused for subsequent diester hydrolysis reactions.

Diet-Sensitive Sources of Reactive Oxygen Species in Liver Mitochondria: Role of Very Long Chain Acyl-CoA Dehydrogenases

High fat diets and accompanying hepatic steatosis are highly prevalent conditions. Previous work has shown that steatosis is accompanied by enhanced generation of reactive oxygen species (ROS), which may mediate further liver damage. Here we investigated mechanisms leading to enhanced ROS generation following high fat diets (HFD). We found that mitochondria from HFD livers present no differences in maximal respiratory rates and coupling, but generate more ROS specifically when fatty acids are used as substrates. Indeed, many acyl-CoA dehydrogenase isoforms were found to be more highly expressed in HFD livers, although only the very long chain acyl-CoA dehydrogenase (VLCAD) was more functionally active. Studies conducted with permeabilized mitochondria and different chain length acyl-CoA derivatives suggest that VLCAD is also a source of ROS production in mitochondria of HFD animals. This production is stimulated by the lack of NAD+. Overall, our studies uncover VLCAD as a novel, diet-sensitive, source of mitochondrial ROS.

Biochemical analysis of the phosphatase domain of the human soluble epoxide hydrolase (sEH)

Die lösliche Epoxidhydrolase (sEH) gehört zur Familie der Epoxidhydrolase-Enzyme. Die Rolle der sEH besteht klassischerweise in der Detoxifikation, durch Umwandlung potenziell schädlicher Epoxide in deren unschädliche Diol-Form. Hauptsächlich setzt die sEH endogene, der Arachidonsäure verwandte Signalmoleküle, wie beispielsweise die Epoxyeicosatrienoic acid, zu den entsprechenden Diolen um. Daher könnte die sEH als ein Zielenzym in der Therapie von Bluthochdruck und Entzündungen sowie diverser anderer Erkrankungen eingesetzt werden. rnDie sEH ist ein Homodimer, in dem jede Untereinheit aus zwei Domänen aufgebaut ist. Das katalytische Zentrum der Epoxidhydrolaseaktivität befindet sich in der 35 kD großen C-terminalen Domäne. Dieser Bereich der sEH s wurde bereits im Detail untersucht und nahezu alle katalytischen Eigenschaften des Enzyms sowie deren dazugehörige Funktionen sind in Zusammenhang mit dieser Domäne bekannt. Im Gegensatz dazu ist über die 25 kD große N-terminale Domäne wenig bekannt. Die N-terminale Domäne der sEH wird zur Haloacid Dehalogenase (HAD) Superfamilie von Hydrolasen gezählt, jedoch war die Funktion dieses N-terminal Domäne lange ungeklärt. Wir haben in unserer Arbeitsgruppe zum ersten Mal zeigen können, dass die sEH in Säugern ein bifunktionelles Enzym ist, welches zusätzlich zur allgemein bekannten Enzymaktivität im C-terminalen Bereich eine weitere enzymatische Funktion mit Mg2+-abhängiger Phosphataseaktivität in der N-terminalen Domäne aufweist. Aufgrund der Homologie der N-terminalen Domäne mit anderen Enzymen der HAD Familie wird für die Ausübung der Phosphatasefunktion (Dephosphorylierung) eine Reaktion in zwei Schritten angenommen.rnUm den katalytischen Mechanismus der Dephosphorylierung weiter aufzuklären, wurden biochemische Analysen der humanen sEH Phosphatase durch Generierung von Mutationen im aktiven Zentrum mittels ortsspezifischer Mutagenese durchgeführt. Hiermit sollten die an der katalytischen Aktivität beteiligten Aminosäurereste im aktiven Zentrum identifiziert und deren Rolle bei der Dephosphorylierung spezifiziert werden. rnrnAuf Basis der strukturellen und möglichen funktionellen Ähnlichkeiten der sEH und anderen Mitgliedern der HAD Superfamilie wurden Aminosäuren (konservierte und teilweise konservierte Aminosäuren) im aktiven Zentrum der sEH Phosphatase-Domäne als Kandidaten ausgewählt.rnVon den Phosphatase-Domäne bildenden Aminosäuren wurden acht ausgewählt (Asp9 (D9), Asp11 (D11), Thr123 (T123), Asn124 (N124), Lys160 (K160), Asp184 (D184), Asp185 (D185), Asn189 (N189)), die mittels ortsspezifischer Mutagenese durch nicht funktionelle Aminosäuren ausgetauscht werden sollten. Dazu wurde jede der ausgewählten Aminosäuren durch mindestens zwei alternative Aminosäuren ersetzt: entweder durch Alanin oder durch eine Aminosäure ähnlich der im Wildtyp-Enzym. Insgesamt wurden 18 verschiedene rekombinante Klone generiert, die für eine mutante sEH Phosphatase Domäne kodieren, in dem lediglich eine Aminosäure gegenüber dem Wildtyp-Enzym ersetzt wurde. Die 18 Mutanten sowie das Wildtyp (Sequenz der N-terminalen Domäne ohne Mutation) wurden in einem Expressionsvektor in E.coli kloniert und die Nukleotidsequenz durch Restriktionsverdau sowie Sequenzierung bestätigt. Die so generierte N-terminale Domäne der sEH (25kD Untereinheit) wurde dann mittels Metallaffinitätschromatographie erfolgreich aufgereinigt und auf Phosphataseaktivität gegenüber des allgemeinen Substrats 4-Nitophenylphosphat getestet. Diejenigen Mutanten, die Phosphataseaktivität zeigten, wurden anschließend kinetischen Tests unterzogen. Basiered auf den Ergebnissen dieser Untersuchungen wurden kinetische Parameter mittels vier gut etablierter Methoden berechnet und die Ergebnisse mit der „direct linear blot“ Methode interpretiert. rnDie Ergebnisse zeigten, dass die meisten der 18 generierten Mutanten inaktiv waren oder einen Großteil der Enzymaktivität (Vmax) gegenüber dem Wildtyp verloren (WT: Vmax=77.34 nmol-1 mg-1 min). Dieser Verlust an Enzymaktivität ließ sich nicht durch einen Verlust an struktureller Integrität erklären, da der Wildtyp und die mutanten Proteine in der Chromatographie das gleiche Verhalten zeigten. Alle Aminosäureaustausche Asp9 (D9), Lys160 (K160), Asp184 (D184) und Asn189 (N189) führten zum kompletten Verlust der Phosphataseaktivität, was auf deren katalytische Funktion im N-terminalen Bereich der sEH hindeutet. Bei einem Teil der Aminosäureaustausche die für Asp11 (D11), Thr123 (T123), Asn124 (N124) und Asn185 (D185) durchgeführt wurden, kam es, verglichen mit dem Wildtyp, zu einer starken Reduktion der Phosphataseaktivität, die aber dennoch für die einzelnen Proteinmutanten in unterschiedlichem Ausmaß zu messen war (2 -10% and 40% of the WT enzyme activity). Zudem zeigten die Mutanten dieser Gruppe veränderte kinetische Eigenschaften (Vmax allein oder Vmax und Km). Dabei war die kinetische Analyse des Mutanten Asp11  Asn aufgrund der nur bei dieser Mutanten detektierbaren starken Vmax Reduktion (8.1 nmol-1 mg-1 min) und einer signifikanten Reduktion der Km (Asp11: Km=0.54 mM, WT: Km=1.3 mM), von besonderem Interesse und impliziert eine Rolle von Asp11 (D11) im zweiten Schritt der Hydrolyse des katalytischen Zyklus.rnZusammenfassend zeigen die Ergebnisse, dass alle in dieser Arbeit untersuchten Aminosäuren für die Phosphataseaktivität der sEH nötig sind und das aktive Zentrum der sEH Phosphatase im N-terminalen Bereich des Enzyms bilden. Weiterhin tragen diese Ergebnisse zur Aufklärung der potenziellen Rolle der untersuchten Aminosäuren bei und unterstützen die Hypothese, dass die Dephosphorylierungsreaktion in zwei Schritten abläuft. Somit ist ein kombinierter Reaktionsmechanismus, ähnlich denen anderer Enzyme der HAD Familie, für die Ausübung der Dephosphorylierungsfunktion denkbar. Diese Annahme wird gestützt durch die 3D-Struktur der N-terminalen Domäne, den Ergebnissen dieser Arbeit sowie Resultaten weiterer biochemischer Analysen. Der zweistufige Mechanismus der Dephosphorylierung beinhaltet einen nukleophilen Angriff des Substratphosphors durch das Nukleophil Asp9 (D9) des aktiven Zentrums unter Bildung eines Acylphosphat-Enzym-Zwischenprodukts, gefolgt von der anschließenden Freisetzung des dephosphorylierten Substrats. Im zweiten Schritt erfolgt die Hydrolyse des Enzym-Phosphat-Zwischenprodukts unterstützt durch Asp11 (D11), und die Freisetzung der Phosphatgruppe findet statt. Die anderen untersuchten Aminosäuren sind an der Bindung von Mg 2+ und/oder Substrat beteiligt. rnMit Hilfe dieser Arbeit konnte der katalytischen Mechanismus der sEH Phosphatase weiter aufgeklärt werden und wichtige noch zu untersuchende Fragestellungen, wie die physiologische Rolle der sEH Phosphatase, deren endogene physiologische Substrate und der genaue Funktionsmechanismus als bifunktionelles Enzym (die Kommunikation der zwei katalytischen Einheiten des Enzyms) wurden aufgezeigt und diskutiert.rn