Control of the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator by alpha G(i) and RGS proteins

The cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) has been shown previously to be regulated by inhibitory G proteins. In the present study, we demonstrate inhibition of CFTR by alphaG(i2) and alphaG(i1), but not alphaG(0), in Xenopus oocytes. We further examined whether regulators of G protein signaling (RGS) proteins interfere with alphaG(i)-dependent inhibition of CFTR. Activation of CFTR by IBMX and forskolin was attenuated in the presence of alphaG(i2), indicating inhibition of CFTR by alphaG(i2) in Xenopus oocytes. Coexpression of the proteins RGS3 and RGS7 together with CFTR and alphaG(i2) partially recovered activation by IBMX/forskolin. 14-3-3, a protein that is known to interfere with RGS proteins, counteracted the effects of RGS3. These data demonstrate the regulation of CFTR by alphaG(i) in Xenopus oocytes. Because RGS proteins interfere with the G protein-dependent regulation of CFTR, this may offer new potential pathways for pharmacological intervention in cystic fibrosis. (C) 2001 Academic Press.

Functional coupling of the human dopamine D-2 receptor with G alpha(i1), G alpha(i2), G alpha(i3) and G alpha(o) G proteins: evidence for agonist regulation of G protein selectivity

1 The human dopamine D-2long (D-2L) receptor was expressed with four different G proteins in Sf9 cells using the baculovirus expression system. When co-expressed with G(i)/G(o) G proteins (G(i1)alpha, G(i2)alpha, G(i3)alpha, or G(o)alpha, plus Gbeta(1) and Ggamma(2)) the receptor displayed a high-affinity binding site for the agonists (dopamine and NPA), which was sensitive to GTP (100 mum), demonstrating interaction between the receptor and the different G proteins. 2 The receptor to G protein ratio (R: G ratio) was evaluated using [H-3]-spiperone saturation binding (R) and [S-35]-GTPgammaS saturation binding (G). R: G ratios of 1: 12, 1: 3, 1: 14 and 1: 5 were found for G(i1), G(i2), G(i3), and Go preparations, respectively. However, when R:G ratios of 1:2 and 1: 12 were compared for G(i2) and G(o), no difference was found for the stimulation of [S-35]-GTPgammaS binding. 3 Several agonists were tested for their ability to stimulate [S-35]-GTPgammaS binding to membranes co-expressing the receptor and various G proteins. All the compounds tested showed agonist activity in preparations expressing G(i3) and G(o). However, for G(i2) and G(i1) preparations, compounds such as S-(-)-3-PPP and p-tyramine were unable to stimulate [S-35]-GTPyS binding. 4 Most of the compounds showed higher relative efficacies (compared to dopamine) and higher potencies in the preparation expressing G(o). Comparison of the effects of different agonists in the different preparations showed that each agonist differentially activates the four G proteins. 5 We conclude that the degree of selectivity of G protein activation by the D-2L receptor can depend on the conformation of the receptor stabilised by an agonist.

GAIP is membrane-anchored by palmitoylation and interacts with the activated (GTP-bound) form of Gαi subunits

GAIP (G Alpha Interacting Protein) is a member of the recently described RGS (Regulators of G-protein Signaling) family that was isolated by interaction cloning with the heterotrimeric G-protein Gαi3 and was recently shown to be a GTPase-activating protein (GAP). In AtT-20 cells stably expressing GAIP, we found that GAIP is membrane-anchored and faces the cytoplasm, because it was not released by sodium carbonate treatment but was digested by proteinase K. When Cos cells were transiently transfected with GAIP and metabolically labeled with [35S]methionine, two pools of GAIP—a soluble and a membrane-anchored pool—were found. Since the N terminus of GAIP contains a cysteine string motif and cysteine string proteins are heavily palmitoylated, we investigated the possibility that membrane-anchored GAIP might be palmitoylated. We found that after labeling with [3H]palmitic acid, the membrane-anchored pool but not the soluble pool was palmitoylated. In the yeast two-hybrid system, GAIP was found to interact specifically with members of the Gαi subfamily, Gαi1, Gαi2, Gαi3, Gαz, and Gαo, but not with members of other Gα subfamilies, Gαs, Gαq, and Gα12/13. The C terminus of Gαi3 is important for binding because a 10-aa C-terminal truncation and a point mutant of Gαi3 showed significantly diminished interaction. GAIP interacted preferentially with the activated (GTP) form of Gαi3, which is in keeping with its GAP activity. We conclude that GAIP is a membrane-anchored GAP with a cysteine string motif. This motif, present in cysteine string proteins found on synaptic vesicles, pancreatic zymogen granules, and chromaffin granules, suggests GAIP’s possible involvement in membrane trafficking.

Theoretical study of the electrostatically driven step of receptor-G protein recognition.

This study proposes a theoretical model describing the electrostatically driven step of the alpha 1 b-adrenergic receptor (AR)-G protein recognition. The comparative analysis of the structural-dynamics features of functionally different receptor forms, i.e., the wild type (ground state) and its constitutively active mutants D142A and A293E, was instrumental to gain insight on the receptor-G protein electrostatic and steric complementarity. Rigid body docking simulations between the different forms of the alpha 1 b-AR and the heterotrimeric G alpha q, G alpha s, G alpha i1, and G alpha t suggest that the cytosolic crevice shared by the active receptor and including the second and the third intracellular loops as well as the cytosolic extension of helices 5 and 6, represents the receptor surface with docking complementarity with the G protein. On the other hand, the G protein solvent-exposed portions that recognize the intracellular loops of the activated receptors are the N-terminal portion of alpha 3, alpha G, the alpha G/alpha 4 loop, alpha 4, the alpha 4/beta 6 loop, alpha 5, and the C-terminus. Docking simulations suggest that the two constitutively active mutants D142A and A293E recognize different G proteins with similar selectivity orders, i.e., G alpha q approximately equal to G alpha s > G alpha i > G alpha t. The theoretical models herein proposed might provide useful suggestions for new experiments aiming at exploring the receptor-G protein interface.

An intronic G run within HIV-1 intron 2 is critical for splicing regulation of vif mRNA

Within target T lymphocytes, human immunodeficiency virus type I (HIV-1) encounters the retroviral restriction factor APOBEC3G (apolipoprotein B mRNA-editing enzyme, catalytic polypeptide-like 3G; A3G), which is counteracted by the HIV-1 accessory protein Vif. Vif is encoded by intron-containing viral RNAs that are generated by splicing at 3' splice site (3'ss) A1 but lack splicing at 5'ss D2, which results in the retention of a large downstream intron. Hence, the extents of activation of 3'ss A1 and repression of D2, respectively, determine the levels of vif mRNA and thus the ability to evade A3G-mediated antiviral effects. The use of 3'ss A1 can be enhanced or repressed by splicing regulatory elements that control the recognition of downstream 5'ss D2. Here we show that an intronic G run (G(I2)-1) represses the use of a second 5'ss, termed D2b, that is embedded within intron 2 and, as determined by RNA deep-sequencing analysis, is normally inefficiently used. Mutations of G(I2)-1 and activation of D2b led to the generation of transcripts coding for Gp41 and Rev protein isoforms but primarily led to considerable upregulation of vif mRNA expression. We further demonstrate, however, that higher levels of Vif protein are actually detrimental to viral replication in A3G-expressing T cell lines but not in A3G-deficient cells. These observations suggest that an appropriate ratio of Vif-to-A3G protein levels is required for optimal virus replication and that part of Vif level regulation is effected by the novel G run identified here.

The small GTP-binding protein Rho links G protein-coupled receptors and Gα12 to the serum response element and to cellular transformation

Receptors coupled to heterotrimeric G proteins can effectively stimulate growth promoting pathways in a large variety of cell types, and if persistently activated, these receptors can also behave as dominant-acting oncoproteins. Consistently, activating mutations for G proteins of the Gαs and Gαi2 families were found in human tumors; and members of the Gαq and Gα12 families are fully transforming when expressed in murine fibroblasts. In an effort aimed to elucidate the molecular events involved in proliferative signaling through heterotrimeric G proteins we have focused recently on gene expression regulation. Using NIH 3T3 fibroblasts expressing m1 muscarinic acetylcholine receptors as a model system, we have observed that activation of this transforming G protein-coupled receptors induces the rapid expression of a variety of early responsive genes, including the c-fos protooncogene. One of the c-fos promoter elements, the serum response element (SRE), plays a central regulatory role, and activation of SRE-dependent transcription has been found to be regulated by several proteins, including the serum response factor and the ternary complex factor. With the aid of reporter plasmids for gene expression, we observed here that stimulation of m1 muscarinic acetylcholine receptors potently induced SRE-driven reporter gene activity in NIH 3T3 cells. In these cells, only the Gα12 family of heterotrimeric G protein α subunits strongly induced the SRE, while Gβ1γ2 dimers activated SRE to a more limited extent. Furthermore, our study provides strong evidence that m1, Gα12 and the small GTP-binding protein RhoA are components of a novel signal transduction pathway that leads to the ternary complex factor-independent transcriptional activation of the SRE and to cellular transformation.

On the influence of non-thermal pressure on the mass determination of galaxy clusters

Aims. Given that in most cases just thermal pressure is taken into account in the hydrostatic equilibrium equation to estimate galaxy cluster mass, the main purpose of this paper is to consider the contribution of all three non-thermal components to total mass measurements. The non-thermal pressure is composed by cosmic rays, turbulence and magnetic pressures. Methods. To estimate the thermal pressure we used public XMM-Newton archival data of five Abell clusters to derive temperature and density profiles. To describe the magnetic pressure, we assume a radial distribution for the magnetic field, B(r) proportional to rho(alpha)(g). To seek generality we assume alpha within the range of 0.5 to 0.9, as indicated by observations and numerical simulations. Turbulent motions and bulk velocities add a turbulent pressure, which is considered using an estimate from numerical simulations. For this component, we assume an isotropic pressure, P(turb) = 1/3 rho(g)(sigma(2)(r) + sigma(2)(t)). We also consider the contribution of cosmic ray pressure, P(cr) proportional to r(-0.5). Thus, besides the gas (thermal) pressure, we include these three non-thermal components in the magnetohydrostatic equilibrium equation and compare the total mass estimates with the values obtained without them. Results. A consistent description for the non-thermal component could yield a variation in mass estimates that extends from 10% to similar to 30%. We verified that in the inner parts of cool core clusters the cosmic ray component is comparable to the magnetic pressure, while in non-cool core clusters the cosmic ray component is dominant. For cool core clusters the magnetic pressure is the dominant component, contributing more than 50% of the total mass variation due to non-thermal pressure components. However, for non-cool core clusters, the major influence comes from the cosmic ray pressure that accounts for more than 80% of the total mass variation due to non-thermal pressure effects. For our sample, the maximum influence of the turbulent component to the total mass variation can be almost 20%. Although all of the assumptions agree with previous works, it is important to notice that our results rely on the specific parametrization adopted in this work. We show that this analysis can be regarded as a starting point for a more detailed and refined exploration of the influence of non-thermal pressure in the intra-cluster medium (ICM).

Valorização da Borra de Café: Otimização da Produção de Biodiesel por Catálise Enzimática

O decréscimo das reservas de petróleo e as consequências ambientais resultantes do recurso a combustíveis fósseis nos motores a diesel têm levado à procura de combustíveis alternativos. Esta pesquisa alicerçada nas fontes de energia renovável tornou-se essencial, face à crescente procura de energia e ao limitado fornecimento de combustíveis fósseis . Resíduos de óleo de cozinha, gordura animal, entre outros resíduos de origem biológica, tais como a borra de café, são exemplos de matérias-primas para a produção de biodiesel. A sua valorização tem interesse quer pela perspetiva ambiental, quer pela económica, pois aumenta não só a flexibilidade e diversificação das matérias-primas, mas também contribui para uma estabilidade de custos e alteração nas políticas agrícolas e de uso do solo. É neste contexto que se enquadra o biodiesel e a borra de café, pretendendo-se aqui efetuar o estudo da produção, à escala laboratorial, de biodiesel a partir da borra de café, por transesterificação enzimática, visando a procura das melhores condições reacionais. Iniciando-se com a caracterização da borra de café, foram avaliados antes e após a extração do óleo da borra de café, diversos parâmetros, de entre os quais se destacam: o teor de humidade (16,97% e 6,79%), teor de cinzas (1,91 e 1,57%), teor de azoto (1,71 e 2,30%), teor de proteínas (10,7 e 14,4%), teor de carbono (70,2 e 71,7%), teor de celulose bruta (14,77 e 18,48%), teor de lenhina (31,03% e 30,97%) e poder calorifico superior (19,5 MJ/kg e 19,9 MJ/kg). Sumariamente, constatou-se que os valores da maioria dos parâmetros não difere substancialmente dos valores encontrados na literatura, tendo sido evidenciado o potencial da utilização desta biomassa, como fonte calorifica para queima e geração de energia. Sendo a caracterização do óleo extraído da borra de café um dos objetivos antecedentes à produção do biodiesel, pretendeu-se avaliar os diferentes parâmetros mais significativos. No que diz respeito à caracterização do óleo extraído, distingue-se a sua viscosidade cinemática (38,04 mm2/s), densidade 0,9032 g/cm3, poder calorífico de 37,9 kcal/kg, índice de iodo igual a 63,0 gI2/ 100 g óleo, o teor de água do óleo foi de 0,15 %, o índice de acidez igual a 44,8 mg KOH/g óleo, ponto de inflamação superior a 120 ºC e teor em ácidos gordos de 82,8%. Inicialmente foram efetuados ensaios preliminares, a fim de selecionar a lipase (Lipase RMIM, TL 100L e CALB L) e álcool (metanol ou etanol puros) mais adequados à produção de biodiesel, pelo que o rendimento de 83,5% foi obtido através da transesterificação mediada pela lipase RMIM, utilizando como álcool o etanol. Sendo outro dos objetivos a otimização do processo de transesterificação enzimática, através de um desenho composto central a três variáveis (razão molar etanol: óleo, concentração de enzima e temperatura), recorrendo ao software JMP 8.0, determinou-se como melhores condições, uma razão molar etanol: óleo 5:1, adição de 4,5% (m/m) de enzima e uma temperatura de 45 ºC, que conduziram a um rendimento experimental equivalente a 96,7 % e teor de ésteres 87,6%. Nestas condições, o rendimento teórico foi de 99,98%. Procurou-se ainda estudar o efeito da adição de água ao etanol, isto é, o efeito da variação da concentração do etanol pela adição de água, para teores de etanol de 92%, 85% e 75%. Verificou-se que até 92% decorreu um aumento da transesterificação (97,2%) para um teor de ésteres de (92,2%), pelo que para teores superiores de água adicionada (75% e 85%) ocorreu um decréscimo no teor final em ésteres (77,2% e 89,9%) e no rendimento da reação (84,3% e 91,9%). Isto indica a ocorrência da reação de hidrólise em maior extensão, que leva ao desvio do equilíbrio no sentido contrário à reação de formação dos produtos, isto é, dos ésteres. Finalmente, relativamente aos custos associados ao processo de produção de biodiesel, foram estimados para o conjunto de 27 ensaios realizados neste trabalho, e que corresponderam a 767,4 g de biodiesel produzido, sendo o custo dos reagentes superior ao custo energético, de 156,16 € e 126,02 €, respetivamente. Naturalmente que não esperamos que, a nível industrial os custos sejam desta ordem de grandeza, tanto mais que há economia de escala e que as enzimas utilizadas no processo deveriam ser reutilizadas diversas vezes.

Caracterização do óleo das sementes de Pachira aquatica Aublet para aproveitamento alimentar

Os frutos de Pachira aquatica Aublet apresentam sementes comestíveis com características organolépticas muito apreciadas pelas populações amazônicas, sendo pouco utilizados em outras regiões. Este trabalho teve como objetivo caracterizar as sementes quanto à composição centesimal e determinar as características físico-químicas e perfil de ácidos graxos. A determinação da composição centesimal das sementes (teores de umidade, lipídios, proteínas, cinzas e carboidratos) e análises do óleo extraído das mesmas (ácidos graxos livres, índices de peróxido, iodo, refração, saponificação, ponto de fusão e perfil de ácidos graxos) foram realizadas seguindo metodologia oficial. O teor de óleo nas sementes 38,39% demonstrou que estas têm potencial para aproveitamento industrial. Das características físico-químicas analisadas, o óleo extraído das sementes apresentou 39,2% de ácidos graxos livres (expresso em % ácido oleico), índice de iodo de 27,4 g I2.100 g-1, índice de saponificação de 208,0 mg.KOH g-1, índice de refração (40 °C) de 1,4569 e ponto de fusão de 41,9 °C. Quanto à composição de ácidos graxos do óleo predominaram os ácidos palmítico (44,93%), oleico (39,27%) e linoleico (11,35%). Tal fato favorece o uso deste óleo como matéria-prima para as indústrias alimentícia, farmacêutica e de cosméticos.

AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DE MANTEIGAS TIPO EXTRA COMERCIALIZADAS NO ESTADO DO RIO DE JANEIRO

A manteiga é um produto gorduroso onde a fase aquosa está dispersa na fase oleosa formando emulsão do tipo água/óleo. As análises físicas e químicas revelam se a fase oleosa apresenta alterações decorrentes de hidrólise, rancificação ou adulteração. A adição de outras gorduras na manteiga provoca alterações em seus índices físicos e químicos. Para avaliar a qualidade de manteigas tipo extra com sal comercializadas no Estado do Rio de Janeiro, cinco marcas nacionais e duas importadas, totalizando 66 amostras, foram submetidas às análises de acidez, índice de peróxidos, índice de iodo, teor de umidade, teor de cloreto de sódio e composição em ácidos graxos por cromatografia gasosa de alta resolução. A acidez das amostras variou de 0,76 a 2,03 ml SN%; o índice de peróxidos de 0,15 a 3,82 meq peróxidos/kg gordura; o índice de iodo de 20,76 a 53,46 g I2/100g gordura; o teor de umidade de 11,3 a 20,3%; o teor de cloreto de sódio de 0,14 a 2,21%; a composição em % dos principais ácidos graxos foi C14:0 (9,7-12,1%); C16:0 (22,0-26,1%; C18:0 (9,6-11,7%) e C18:1 (21,9-24,2%. Os resultados das amostras foram comparados com o RIISPOA (1952) e com a Portaria n0. 146/96 do MAARA. Todas as amostras analisadas estavam com a acidez dentro dos padrões; 85,5% estavam com índice de peróxidos acima do permitido; 15,2% estavam fora dos limites de índice de iodo; 34,8% estavam com excesso de umidade e 7,5% estavam com o teor de cloreto de sódio acima do permitido. A composição em ácidos graxos estava dentro dos padrões.

Second order gauge theory

A gauge theory of second order in the derivatives of the auxiliary field is constructed following Utiyama's program. A novel field strength G = partial derivative F + fAF arises besides the one of the first order treatment, F = partial derivative A - partial derivative A + fAA. The associated conserved current is obtained. It has a new feature: topological terms are determined from local invariance requirements. Podolsky Generalized Eletrodynamics is derived as a particular case in which the Lagrangian of the gauge field is L-P alpha G(2). In this application the photon mass is estimated. The SU(N) infrared regime is analysed by means of Alekseev-Arbuzov-Baikov's Lagrangian. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Caracterização do óleo das sementes de Pachira aquatica Aublet para aproveitamento alimentar

Os frutos de Pachira aquatica Aublet apresentam sementes comestíveis com características organolépticas muito apreciadas pelas populações amazônicas, sendo pouco utilizados em outras regiões. Este trabalho teve como objetivo caracterizar as sementes quanto à composição centesimal e determinar as características físico-químicas e perfil de ácidos graxos. A determinação da composição centesimal das sementes (teores de umidade, lipídios, proteínas, cinzas e carboidratos) e análises do óleo extraído das mesmas (ácidos graxos livres, índices de peróxido, iodo, refração, saponificação, ponto de fusão e perfil de ácidos graxos) foram realizadas seguindo metodologia oficial. O teor de óleo nas sementes 38,39% demonstrou que estas têm potencial para aproveitamento industrial. Das características físico-químicas analisadas, o óleo extraído das sementes apresentou 39,2% de ácidos graxos livres (expresso em % ácido oleico), índice de iodo de 27,4 g I2.100 g-1, índice de saponificação de 208,0 mg.KOH g-1, índice de refração (40 °C) de 1,4569 e ponto de fusão de 41,9 °C. Quanto à composição de ácidos graxos do óleo predominaram os ácidos palmítico (44,93%), oleico (39,27%) e linoleico (11,35%). Tal fato favorece o uso deste óleo como matéria-prima para as indústrias alimentícia, farmacêutica e de cosméticos.

THE VACUUM ENERGY OF QED WITH 4-FERMION INTERACTION

We consider quantum electrodynamics in the quenched approximation including a four-fermion interaction with coupling constant g. The effective potential at stationary points is computed as a function of the coupling constants alpha and g and an ultraviolet cutoff LAMBDA, showing a minimum of energy in the (alpha, g) plane for alpha = alpha(c) = pi/3 and g = infinity. When we go to the continuum limit (LAMBDA --> infinity), keeping finite the dynamical mass, the minimum of energy moves to (alpha = 0, g = 1), which correspond to a point where the theory is trivial.

Caracterização do óleo de frutos de tucumã (Astrocaryum aculeatum) para produção de biodiesel

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação do laser de erbio na infiltração marginal em cicatrículas e fissuras oclusais após selamento

Pós-graduação em Ciência Odontólogica - FOA