Diseño y evaluación de un reactor en columna a escala Bench para la remoción de metales pesados utilizando la proteína quimérica metalotioneína-tioredoxina.

Tesis (Doctor en Ciencias con Especialidad en Biotecnología) UANL, 2011.

Influência de contraceptivos hormonais sobre indicadores de homeostase de zinco e de turnover ósseo em mulheres adultas jovens

OBJETIVO: Investigar a influência de anticoncepcionais hormonais (ACH) orais em indicadores bioquímicos relacionados à utilização metabólica e distribuição de zinco e ao turnover ósseo em mulheres adultas jovens.MÉTODOS: Estudo transversal. Amostras de sangue e urina de não usuárias (-ACH; controle; n=69) e usuárias há pelo menos três meses de contraceptivos hormonais orais (+ACH; n=62) foram coletadas em condições padronizadas. Foram analisados os indicadores de homeostase de zinco e de turnoverósseo em soro ou plasma (zinco total e nas frações de albumina e α2-macroglobulina, albumina e atividade de fosfatase alcalina total e de origem óssea), em eritrócitos (zinco e metalotioneína) e em urina (zinco, cálcio e hidroxiprolina). Ingestões habituais de zinco e cálcio foram avaliadas por questionário de frequência de consumo.RESULTADOS: A ingestão alimentar de zinco foi semelhante nos grupos e, em média, acima do recomendado, enquanto que a ingestão de cálcio foi similarmente subadequada em +ACH e -ACH. Comparadas às controles, as +ACH apresentaram menores concentrações de zinco em soro, total e ligado à α2-macroglobulina (11 e 28,5%, respectivamente, p<0,001); albumina em soro (13%, p<0,001); atividade de fosfatase alcalina em plasma, total e de origem óssea (13 e 18%, respectivamente, p<0,05); metalotioneína em eritrócitos (13%, p<0,01) e zinco urinário (34%, p<0,05).CONCLUSÕES: O uso de ACH reduz o zinco sérico, altera a distribuição de zinco nas principais proteínas ligantes do soro com possíveis efeitos na captação tecidual, aumenta a retenção de zinco no organismo e reduz o turnover ósseo. O uso prolongado de ACH poderia levar a menor pico de massa óssea e/ou prejudicar a manutenção de massa óssea em mulheres jovens, principalmente com ingestão marginal de cálcio. Os efeitos de ACH verificados foram mais evidentes nas mulheres <25 anos de idade e nas nulíparas, as quais merecem especial atenção em estudos posteriores.

Estudi d'una metal·lotioneïna d'alzina surera (QsMT)

En aquest treball es caracteriza per primera vegada la capacitat de coordinació metàl·lica d'una metal·lotineïna (MT) de planta i es proposa un model de plegament per a les MTs de planta en general. Els resultat mostren que aquestes proteïnes poden tenir un paper molt important en la regulació de l'estat redox de les cèl·lules, probablement a través de la coordinació a Cu. Les MTs de planta són proteïnes molt desconegudes. Es postula que participen en l'homeòstasi del Cu i en la protecció contra l'estrès oxidatiu, però es desconeix la capacitat de coordinació metàl·lica i el plegament. En aquest treball s'han estudiat una metal·lotioneïna d'alzina surera, QsMT, aïllada d'una llibreria de cDNA de fel·lema. Els objectius concrets han estat: (1) estudiar l'expressió de QsMT i la resposta a l'estrès oxidatiu; (2) determinar la capacitat de coordinació metàl·lica i la funcionalitat in vivo; (3) fer una aproximació al plegament de les MTs de planta. L'expressió del gen s'ha estudiat mitjançant hibridació in situ en plàntules i en embrions d'alzina surera. QsMT s'expressa majoritàriament en cèl·lules amb fort estrès oxidatiu, associat a la síntesi de polifenols (suberització i lignificació) i a la senescència. També s'expressa en cèl·lules meristemàtiques, cèl·lules en divisió molt activa on la funció de les MTs podria estar relacionada amb el manteniment de l'estat redox. L'aplicació d'estrès oxidatiu exogen (H2O2 i paraquat) incrementa fortament l'expressió de QsMT en teixits amb expressió constitutiva, confirmant la regulació de l'expressió del gen per estrès oxidatiu. Per l'estudi de les propietats de coordinació metàl·lica es va expressar QsMT en cèl·lules d'E. coli en medi de cultiu suplementat amb Cu, Zn o Cd. Es van aïllar els agregats metàl·lics corresponents i es van analitzar mitjançant tècniques espectroscòpiques i espectromètriques (ICP-OES, ESI-MS i CD). Els resultats mostren que QsMT coordina de forma estable Cu (8 ions metàl·lics/molècula), Zn (4 ions de Zn/molècula) i Cd (6 ions de Cd/molècula), i adopta una estructura especialment quiral en coordinació a Cu. L'elevada capacitat quelant de la proteïna i la quiralitat de l'estructura indiquen que QsMT possiblement té preferència metàl·lica pel Cu i per tant una funció relacionada amb aquest metall in vivo. Estudis de complementació en llevat demostren que QsMT coordina Cu de forma funcional in vivo. En coordinació a Cd QsMT presenta una peculiaritat no observada fins ara en altres MTs: la participació d'ions sulfur en la formació de l'agregat metàl·lic incrementant la capacitat de coordinació metàl·lica (6 ions metàl·lics divalents de Cd enlloc de 4 ions de Zn). A més QsMT coordina Cd de forma funcional en llevat, i per tant la seva funció també podria estar relacionada amb la destoxicació de Cd en la planta. QsMT s'ha utilitzat com a model per fer una aproximació al plegament de les MTs de planta. Amb aquest objectiu vam dissenyar tres pèptids mutants derivats de QsMT: N25 corresponent a la zona rica en cisteïna en posició amino-terminal, C18 corresponent a la zona rica en cisteïna en posició carboxil-terminal, i N25-C18 corresponent a les dues zones riques en cisteïna enllaçades per 4 glicines substituint la zona central de 39 aminoàcids. Es van expressar i estudiar aquests pèptids per les mateixes tècniques utilitzades en l'estudi de QsMT. Els resultats indiquen que QsMT es plega formant un sol agregat metàl·lic per la interacció de les dues zones riques en cisteïna. En aquest model la zona central d'enllaç, típica de les MTs de planta, no participa en la coordinació metàl·lica però és imprescindible per a la funció de la proteïna. El paper de la zona central podria variar en funció del metall que coordina, participant en el plegament i estructura de la proteïna quan coordina Zn i Cd i en la seva regulació i estabilització quan coordina Cu.

O papel das substâncias húmicas na disponibilidade de metais e benzo[a]pireno e indução de metalotioneínas em peixes

Pós-graduação em Química - IBILCE

Uso de microarray para determinação da expressão gênica diferencial em oócitos Bos Taurus Indicus e Bos Taurus Taurus submetidos ao estresse térmico

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Construção de bibliotecas de cDNAs subtraídos a partir das sementes de Mamona submetidas à estresse hídrico e análise in silico de transcritos potencialmente expressos sob condições de estresse: Metalotioneina, proteína reprimida por auxina de 12.5 kDa e Glutelina tipo-A3

Estresses ambientais abióticos são fatores que causam respostas ao nível molecular, fisiológico e morfológico em plantas, dependendo também de sua intensidade e duração. É visto que algumas espécies apresentam tolerância a condições estressantes e ao mesmo tempo são fontes naturais de matéria prima para indústria. Nesse contexto encontra-se a mamona (Ricinus comunnis L.), principal fonte de óleo de rícino valorizado por suas aplicações farmacêuticas e principalmente industriais, vem sendo usada como cultura em regiões onde a disponibilidade de água é reduzida, usada como fonte de renda para agricultura da região nordeste brasileira. Visto que pouco se sabe sobre as respostas moleculares que levam essa planta a tolerar regiões secas e como as sementes, principais foco de interesse, respondem a essa escassez, nesse trabalho foram construídas duas bibliotecas de cDNAs, onde a partir de uma abordagem subtrativa, continham RNAs diferencialmente expressos em sementes de plantas mamona submetidas ao estresse hídrico durante 5 dias (biblioteca L7), e a outra RNAs diferencialmente expressos em sementes controle (biblioteca L5). A biblioteca L7 apresentou a maior variedade de transcritos com um total de 182. A maior parte das funções estabelecidas pelo sistema Gene Ontology - GO, foram direcionadas aos “Processos Metabólicos” (526), em segundo “Respostas a estímulos” (57), o terceiro termo mais abundante foram referentes a “Desenvolvimento”(26). Já na biblioteca L5, foram encontrados 91 transcritos, com maior parte de suas funções referentes a “Processos Metabólicos”(413), em segundo “Respostas a estímulos” (8) e em terceiro Regulação (6). Alguns dos transcritos da biblioteca L7 foram escolhidos para análise por repetirem-se mais de 3x e não aparecerem na biblioteca L5, o que indica uma possível regulação positiva sobre estresse. As análises sobre Metalotioneína (4x), mostraram que a sequência de proteica apresentava os domínios conservados que a caracterizava como tipo II, onde são encontrados dois domínios funcionais ricos em cisteína com posições altamente conservadas, desempenhando a função de ligar-se a metais pesados, correlacionadas assim como a atividade de eliminação EROs e defesa contra o estresse oxidativo, além de apresentar homologia com a sequência de Bruguiera gymnorhiza, uma planta de mangue adaptada a ambientes salinos. Analisamos também os transcritos da referente a proteína AUXIN-REPRESSED 12.5 KDA (3x), apontada como sendo reprimida pelo hormônio auxina e associada ao processo de dormência da semente, é descrito em uma família gênica onde vários membros pertencem as vias de resposta ao estresse. Por último, analisamos a proteína GLUTELIN TYPE-A 3 (5x), uma importante proteína de armazenamento com caráter hidrofílico, possivelmente direcionada para o vacúolo. Em nosso trabalho foi possível observar um aumento de transcritos em relação a subtração controle, possivelmente reflexo do aumento do metabolismo da semente, tanto para resposta defensiva ao estresse hídrico quanto para o amadurecimento rápido da semente onde foram observados transcritos referentes a resposta oxidativa, controle hormonal, proteínas de reserva e produção de óleo.

Multibiomarker assessment of cadmium-based quantum dots effects in the marine mussel Mytilus galloprovincialis

Tese de Doutoramento, Ciências do Mar, da Terra e do Ambiente, Ramo: Ciências e Tecnologias do Ambiente, Especialização em Ecotoxicologia, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2016