Identification of novel molecular determinants of tissue mineralization in fish

Tese de doutoramento, Ciências Biomédicas, Departamento de Ciências Biomédicas e Medicina, Universidade do Algarve, 2015

Aspectos moleculares del metabolismo de colina en Pseudomona aeruginosa

Con la realización de este proyecto se pretende contribuir al conocimiento del metabolismo de colina y de otros compuestos de amonio cuaternario en Pseudomonas aeruginosa . Se enfocará el estudio mediante el abordaje microbiológico y molecular. Se buscarán, mediante mutagénesis química y transposicional, cepas bacterianas alteradas en el metabolismo de colina. Se tendrán en cuenta las que presenten fenotipos negativos en su capacidad de producir fosfatasa ácida, de transportar colina y de osmoprotegerse con betaína. Se caracterizarán las mutantes obtenidas anteriormente a este proyecto (cepa Pa10 y Pa5, afectadas en actividad betaína homocisteína metiltransferasa y colinesterasa, respectivamente) y las próximas por obtener en el laboratorio. Se procederá al análisis molecular mediante el rescate del gen interrumpido por Tn5-751 o Tn5-phoA. Se construirán sondas específicas para tal fin. Se realizarán estudios de complementación en E. coli DH5, utilizando vectores adecuados, mediante técnicas ampliamentes citadas en la bibliografía. Nuestra principal intención es demostrar si existe una relación entre los operones involucrados en la degradación de colina (genes chu), la síntesis de ChE, Ac.Pasa y PLC con los regulones involucrados en la disponibilidad de fosfato (Pho) y de nitrógeno (Ntr).

Histamina aumenta a consolidação de memórias aversivas através de um mecanismo dependente da ativação de receptores H2

Várias evidências sugerem que a histamina cerebral está envolvida no processo de consolidação de memórias, mas a real participação do sistema histaminérgico neste processo permanece controversa. Aqui nós mostramos que, quando infundida na região CA1 do hipocampo dorsal de ratos imediatamente pós-treino em esquiva inibitória (EI), mas não depois, a histamina produz um efeito pró-mnésico dose-dependente, sem alterar a atividade locomotora, exploratória, o estado de ansiedade ou a expressão da resposta aversiva. O efeito facilitatório da histamina intra-CA1 foi mimetizado pelo inibidor da histamina N-metil-transferase, SKF-91844, e pelo agonista H2, dimaprit, mas foi totalmente bloqueado pelo antagonista H2, ranitidina, mas não pelo antagonista H1 pirilamina, antagonista H3, tioperamida, ou pelo antagonista do sítio das poliaminas do NMDAr, ifenprodil. Nenhum destes antagonistas, ranitidina, pirilamina, tioperamida ou ifenprodil, afetaram a consolidação da memória para EI. Nossos resultados indicam que, quando infundida bilateralmente intra-CA1 dorsal, a histamina aumenta a consolidação de memória para EI através de um mecanismo que envolve a ativação de receptores H2; contudo, a histamina endógena presente na região CA1 do hipocampo dorsal parece não participar da consolidação da memória para EI, pelo menos no intervalo de tempo pós-treino que foi analisado.

Efeito osmótico da colina e da glicina betaína no rim de ratos diabéticos

Células do córtex e da medula renal estão constantemente expostas à variações da concentração de solutos extracelulares e podem responder à essas variações com o acúmulo de osmólitos orgânicos, como a glicina betaína, cujo precursor é a colina. Uma das características do diabetes é um distúrbio osmótico renal, levando posteriormente a uma nefropatia diabética, que finalmente pode resultar num quadro de insuficiência renal. O objetivo desse trabalho foi estudar o metabolismo da colina e da glicina betaína no rim de ratos diabéticos. Rins de ratos diabéticos foram excisados e fatiados. Nas fatias foram separadas a região cortical e a medular, e então incubadas em solução fisiológica com 0,2 µCi de [metil-14C] cloreto de colina. Foram quantificadas então a captação de colina e a formação de glicina betaína. Os maiores valores de captação foram obtidos aos 30 minutos de incubação. Tanto o córtex como a medula apresentaram diminuição na captação de colina e na formação de glicina betaína na presença de colina não marcada no meio de incubação, possivelmente por um processo de competição pelos transportadores de colina nos túbulos renais. Os rins de ratos diabéticos apresentaram maiores valores de captação de colina, possivelmente para contrabalançar a alta osmolaridade do líquido tubular decorrente da alta concentração de glicose. Os ratos que receberam tratamento com colina na alimentação apresentaram valores de captação semelhantes aos isentos. O suplemento de colina na dieta produziu um aumento na formação de glicina betaína no córtex. Possivelmente a colina dietética fornecida em baixas concentrações e cronicamente pode estar funcionando como um ativador do sistema enzimático de formação de glicina betaína presente no córtex renal. Por outro lado a hipertrofia renal não foi influenciada pelo tratamento. Entretanto, estudos com a avaliação da atividade enzimática nestes tecidos ajudarão a esclarecer este mecanismo osmorregulador.

Influência do treinamento físico aeróbio no transporte mitocondrial de ácidos graxos de cadeia longa no músculo esquelético: papel do complexo carnitina palmitoil transferase

O ácido graxo (AG) é uma importante fonte de energia para o músculo esquelético. Durante o exercício sua mobilização é aumentada para suprir as necessidades da musculatura ativa. Acredita-se que diversos pontos de regulação atuem no controle da oxidação dos AG, sendo o principal a atividade do complexo carnitina palmitoil transferase (CPT), entre os quais três componentes estão envolvidos: a CPT I, a CPT II e carnitina acilcarnitina translocase. A função da CPT I durante o exercício físico é controlar a entrada de AG para o interior da mitocôndria, para posterior oxidação do AG e produção de energia. Em resposta ao treinamento físico há um aumento na atividade e expressão da CPT I no músculo esquelético. Devido sua grande importância no metabolismo de lipídios, os mecanismos que controlam sua atividade e sua expressão gênica são revisados no presente estudo. Reguladores da expressão gênica de proteínas envolvidas no metabolismo de lipídios no músculo esquelético, os receptores ativados por proliferadores de peroxissomas (PPAR) alfa e beta, são discutidos com um enfoque na resposta ao treinamento físico.

Preditores sócio-demográficos, de estilo de vida e gineco-obstétricos das concentrações séricas ou plasmáticas de homocisteína, ácido fólico e vitaminas B12 e B6 em mulheres de baixa renda de São Paulo, Brasil

O presente estudo investigou fatores sócio-demográficos, de estilo de vida e gineco-obstétricos associados às concentrações séricas ou plasmáticas de homocisteína, ácido fólico, vitaminas B12 e B6 em mulheres de baixa renda de São Paulo, Brasil. Concentrações séricas de ácido fólico e vitamina B12 foram analisadas por fluoroimunoensaio; concentrações plasmáticas de homocisteína e vitamina B6, por cromatografia líquida de alta performance em fase reversa. Variáveis independentes foram inicialmente selecionadas segundo pressupostos teóricos, correlação de Pearson ou teste Kruskal-Wallis (p < 0,20). Concentrações alteradas segundo pontos de corte para homocisteína, ácido fólico, vitaminas B12 e B6 foram observadas em 20%, 6%, 11% e 67% das participantes, respectivamente. Idade foi positivamente correlacionada à vitamina B6 e homocisteína plasmáticas (p < 0,001). Índice de massa corporal foi positivamente correlacionado à vitamina B6 plasmática (p < 0,001). Modelos de regressão linear múltiplos explicaram 10,2%, 5,8%, 14,4% e 9,4% das concentrações de ácido fólico, vitamina B12, vitamina B6 e homocisteína, respectivamente. No presente estudo, variáveis sócio-demográficas, de estilo de vida e gineco-obstétricas apresentaram contribuição importante na variação das concentrações dos indicadores bioquímicos avaliados.

Predictive values of aspartate aminotransferase and gamma-glutamyl transferase for the hepatic accumulation of copper in cattle and buffalo

Ten cattle and 10 buffalo were divided into 2 groups (control [n = 8] and experimental [n = 12]) that received daily administration of copper. Three hepatic biopsies and blood samples were performed on days 0, 45, and 105. The concentration of hepatic copper was determined by spectrophotometric atomic absorption, and the activities of aspartate aminotransferase (AST) and gamma-glutamyl transferase (GGT) were analyzed. Regression analyses were done to verify the possible existing relationship between enzymatic activity and concentration of hepatic copper. Sensitivity, specificity, accuracy, and positive and negative predictive values were determined. The serum activities of AST and GGT had coefficients of determination that were excellent predictive indicators of hepatic copper accumulation in cattle, while only GGT serum activity was predictive of hepatic copper accumulation in buffalo. Elevated serum GGT activity may be indicative of increased concentrations of hepatic copper even in cattle and buffalo that appear to be clinically healthy. Thus, prophylactic measures can be implemented to prevent the onset of a hemolytic crisis that is characteristic of copper intoxication.

Crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of a glutathione S-transferase from Xylella fastidiosa

Glutathione S-transferases (GSTs) form a group of multifunctional isoenzymes that catalyze the glutathione-dependent conjugation and reduction reactions involved in the cellular detoxification of xenobiotic and endobiotic compounds. GST from Xylella fastidiosa (xfGST) was overexpressed in Escherichia coli and purified by conventional affinity chromatography. In this study, the crystallization and preliminary X-ray analysis of xfGST is described. The purified protein was crystallized by the vapour-diffusion method, producing crystals that belonged to the triclinic space group P1. The unit-cell parameters were a = 47.73, b = 87.73, c = 90.74 angstrom, alpha = 63.45, beta = 80.66, gamma = 94.55 degrees. xfGST crystals diffracted to 2.23 angstrom resolution on a rotating-anode X-ray source.

Chitinase and peroxidase activity in different stages of eucalypt leaves after inoculation with Puccinia psidii and acibenzolar-S-metil

Chitinase and peroxidase activity in different stages of eucalypt leaves after inoculation with Puccinia psidii and acibenzolar-S-metil To elucidate some biochemical processes during infection in the pathosystem Puccinia psidii x eucalyptus, the defense metabolism in different-stage leaves was compared between rust-resistant and susceptible clones, respectively. In addition, chitinase and peroxidase activities were assayed. Each treatment consisted of 4 replicates, in a completely randomized design: 2 clones, inoculated and not inoculated with P. psidii; sprayed with acibenzolar-S-methyl (ASM) and distilled water; and represented by the 1(st) leaf pair (size equivalent to 1/5 total leaf development), 2(nd) pair (2/5 total development), and 4(th) pair (4/5 total leaf length). Leaves were harvested in 4 periods: 0, 24, 72 and 96 hours after inoculation. Results indicated that ASM treatment or P. psidii action led to higher chitinase and peroxidase activity level but did not alter the expression of these activities in developed leaves (4(th) pair) during the experiment. Alterations in enzyme levels after inoculation were only observed in developing leaves (1(st) and 2(nd) pairs), which suggests that the response to infection was concomitant to chitinase and peroxidase synthesis. The highest increases in enzymatic activities were observed in resistant clones at 72 hours after inoculation and in susceptible ones previously treated with ASM and later inoculated with the pathogen.

Cloning, expression, molecular modelling and docking analysis of glutathione transferase from Saccharum officinarum

Sugarcane yield and quality are affected by a number of biotic and abiotic stresses. In response to such stresses, plants may increase the activities of some enzymes such as glutathione transferase (GST), which are involved in the detoxification of xenobiotics. Thus, a sugarcane GST was modelled and molecular docked using the program LIGIN to investigate the contributions of the active site residues towards the binding of reduced glutathione (GSH) and 1-chloro-2,4-dinitrobenzene (CDNB). As a result, W13 and I119 were identified as key residues for the specificity of sugarcane GSTF1 (SoGSTF1) towards CDNB. To obtain a better understanding of the catalytic specificity of sugarcane GST (SoGSTF1), two mutants were designed, W13L and I119F. Tertiary structure models and the same docking procedure were performed to explain the interactions between sugarcane GSTs with GSH and CDNB. An electron-sharing network for GSH interaction was also proposed. The SoGSTF1 and the mutated gene constructions were cloned and expressed in Escherichia coli and the expressed protein purified. Kinetic analyses revealed different Km values not only for CDNB, but also for GSH. The Km values were 0.2, 1.3 and 0.3 mM for GSH, and 0.9, 1.2 and 0.5 mM for CDNB, for the wild type, W13L mutant and I119F mutant, respectively. The V(max) values were 297.6, 224.5 and 171.8 mu mol min(-1) mg(-1) protein for GSH, and 372.3, 170.6 and 160.4 mu mol min(-1) mg(-1) protein for CDNB.

Regulation of the gene encoding glutathione S-transferase M1 (GSTM1) by the Myb oncoprotein

The identification of Myb 'target' genes will not only aid in the understanding of how overexpression of Myb, or expression of activated forms of Myb, leads to cellular transformation but will also shed light on its role in normal cells. Using a combination of an estrogen-regulated Myb-transformed cell line (ERMYB) and PCR-based subtractive hybridization, we have identified the gene (GSTM1) encoding the detoxification enzyme glutathione S-transferase M1 as being transcriptionally upregulated by Myb. Functional analysis of the GSTM1 promoter using reporter assays indicated that both the DNA binding and transactivation domains of Myb were required for transcriptional activation. Mutational analysis of consensus Myb-binding sites (MBS) in the promoter and electrophoretic mobility gel shift analysis indicated that one of the three potential MBS can bind Myb protein, and is the primary site involved in the regulation of this promoter by Myb.

Association between glutathione S-transferase polymorphisms and triglycerides and HDL-cholesterol

Objective: Null genotypes of glutathione S-transferase (GSTs) exhibit absence of enzymatic activity and are hypothesized to modulate an increased risk of developing cardiovascular disease. The aim of this study was to identify the potential association between GSTM1 and GSTT1 deleted polymorphisms with cardiovascular risk factors and coronary atherosclerosis in two independent urban populations. Methods and results: Genotype distribution of GSTM1 and GSTT1 deleted polymorphism were examined in a sample of 1577 individuals from the general population and a replication sample of 871 individuals submitted to coronary angiography. Triglycerides, HDL-cholesterol and the triglycerides/HDL ratio were significantly associated with a double-deleted genotype in individuals from the general population. These findings were replicated in a second, independent, population of individuals submitted to coronary angiography. In addition, coronary artery disease severity was also associated with GSTs genotypes and the risk conferred from GSTs genotype was mainly due to triglycerides/HDL ratio information. Conclusions: The data suggest that the presence of a double deletion genotypes of the GSTM1 and GSTT1 genes is associated with hypertriglyceridemia and low HDL-cholesterol levels in humans. These novel findings may provide a new unexplored link between lipid metabolism and GST homeostasis. (C) 2009 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

Farnesoic acid O-methyl transferase (FAMeT) isoforms: Conserved traits and gene expression patterns related to caste differentiation in the stingless bee, Melipona scutellaris

Farnesoic acid O-methyl transferase (FAMeT) is the enzyme that catalyzes the formation of methyl farnesoate (MF) from farnesoic acid (FA) in the biosynthetic pathway of juvenile hormone (JH). This work reports the cloning, sequencing, and expression of FAMeT gene from the stingless bee Melipona scutellaris (MsFAMeT). The MsFAMeT in silica analysis showed that greatest sequence similarity is found in Apis mellifera and other insects, while relatively less similarity is shown in crustaceans. Evidence of alternative splicing of a 27 nucleotide (nt) microexon explains the presence of the detected isoforms, 1 and 2. The expression analysis of the two isoforms showed a marked difference when castes were compared, suggesting that they could be involved differently in the JH metabolism in M. scutellaris, providing new insights for the comprehension of female plasticity.