Efeito da temperatura de estocagem de leveduras de panificação sobre a atividade da glicerol-3-fosfato desidrogenase

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

Aspectos toxicológicos do bissulfito e outros agentes tóxicos sobre a síntese de glicerol-3-fosfato desidrogenase citoplasmá tica de levedura de panificação

The synthesis of intracellular glycerol-3-phosphate dehydrogenase (EC 1.1.1.8) in baker's yeast was investigated in submerged culture supplied with glucose or glycerol as sole carbon sources. Inhibitors of the glycolytic pathway, Krebs cycle and respiratory chain did not stimulate glycerol-3-phosphate dehydrogenase synthesis when added in low concentrations in up 7.5 × 10 -5 mol/L. The repression exercised by glucose on the synthesis of glycerol-3-phosphate dehydrogenase in YP-glucose medium was reduced by the addition of fermentation products and of sodium bisulfite. Synthesis of the enzyme was raised 22-110%. However, in YP-glycerol medium, the addition of 0.06% (w/v) sodium bisulfite reduced (29%) the synthesis of the enzyme, while 0.012% (v/v) acetaldehyde stimulated the synthesis of glycerol-3-phosphate dehydrogenase by 12%.

Indução da expressão da Glicerol-3-Fosfato desidrogenase em levedura

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

Aspectos toxicológicos do bissulfito e outros agentes tóxicos sobre a síntese de glicerol-3-fosfato desidrogenase citoplasmática de levedura de panificação

A síntese de glicerol-3-fosfato desidrogenase intracelular (EC 1.1.1.8) foi investigada a partir de fermento de panificação em cultivos submersos, contendo glicose ou glicerol como únicas fontes de carbono. Agentes inibitórios da via glicolítica, do ciclo de Krebs e da Cadeia Respiratória inibiram a síntese da enzima quando adicionados em baixas concentrações até 7,5 x 10-4 mol/L. A repressão exercida pela glicose sobre a síntese da glicerol-3-fosfato desidrogenase em meio YP-glicose foi reduzida, com a adição de produtos de fermentação e de bissulfito de sódio. Observou-se aumentos de 22-110% na síntese da enzima. Entretanto, em meio YP-glicerol, a adição de bissulfito de sódio 0,06 % (p/v) reduziu a síntese da enzima em 29%, enquanto, o acetaldeído 0,012 % (v/v) estimulou a síntese de glicerol-3-fosfato desidrogenase em 12%. Palavras-chave: fermento de panificação; glicerol-3-fosfato desidrogenase; inibidores.

Glicerol-3-Fosfato oxidase em levedura de panificação

Pós-graduação em Alimentos e Nutrição - FCFAR

Produção de glicerol quinase em Pichia pastoris

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

Análise metagenômica da microbiota de ambientes aquáticos do estado do Rio Grande do Norte - Brasil

The screening for genes in metagenomic libraries from soil creates opportunities to explore the enormous genetic and metabolic diversity of microorganisms. Rivers are ecosystems with high biological diversity, but few were examined using the metagenomic approach. With this objective, a metagenomic library was constructed from DNA soil samples collected at three different points along the Jundiaí-river (Rio Grande do Norte-Brazil). The points sampled are from open area, rough terrain and with the direct incidence of sunlight. This library was analyzed functionally and based in sequence. For functional analysis Luria-Bertani solid medium (LB) with NaCl concentration varied from 0.17M to 0.85M was used for functional analysis. Positives clones resistant to hypersaline medium were obtained. The recombinant DNAs were extracted and transformed into Escherichia coli strain DH10B and survival curves were obtained for quantification of abiotic stress resistance. The sequences of clones were obtained and submitted to the BLASTX tool. Some clones were found to hypothetical proteins of microorganisms from both Archaea and Bacteria division. One of the clones showed a complete ORF with high similarity to glucose-6-phosphate isomerase which participates in the synthesis of glycerol pathway and serves as a compatible solute to balance the osmotic pressure inside and outside of cells. Subsequently, in order to identify genes encoding osmolytes or enzymes related halotolerance, environmental DNA samples from the river soil, from the water column of the estuary and ocean were collected and pyrosequenced. Sequences of osmolytes and enzymes of different microorganisms were obtained from the UniProt and used as RefSeqs for homology identification (TBLASTN) in metagenomic databases. The sequences were submitted to HMMER for the functional domains identification. Some enzymes were identified: alpha-trehalose-phosphate synthase, L-ectoina synthase (EctC), transaminase L-2 ,4-diaminobutyric acid (EctB), L-2 ,4-diaminobutyric acetyltransferase (EctA), L-threonine 3 dehydrogenase (sorbitol pathway), glycerol-3-phosphate dehydrogenase, inositol 3-phosphate dehydrogenase, chaperones, L-proline, glycine betaine binding ABC transporter, myo-inositol-1-phosphate synthase protein of proline simportadora / PutP sodium-and trehalose-6-phosphate phosphatase These proteins are commonly related to saline environments, however the identification of them in river environment is justified by the high salt concentration in the soil during prolonged dry seasons this river. Regarding the richness of the microbiota the river substrate has an abundance of halobacteria similar to the sea and more than the estuary. These data confirm the existence of a specialized response against salt stress by microorganisms in the environment of the Jundiaí river

Análise metagenômica da microbiota de ambientes aquáticos do estado do Rio Grande do Norte - Brasil

The screening for genes in metagenomic libraries from soil creates opportunities to explore the enormous genetic and metabolic diversity of microorganisms. Rivers are ecosystems with high biological diversity, but few were examined using the metagenomic approach. With this objective, a metagenomic library was constructed from DNA soil samples collected at three different points along the Jundiaí-river (Rio Grande do Norte-Brazil). The points sampled are from open area, rough terrain and with the direct incidence of sunlight. This library was analyzed functionally and based in sequence. For functional analysis Luria-Bertani solid medium (LB) with NaCl concentration varied from 0.17M to 0.85M was used for functional analysis. Positives clones resistant to hypersaline medium were obtained. The recombinant DNAs were extracted and transformed into Escherichia coli strain DH10B and survival curves were obtained for quantification of abiotic stress resistance. The sequences of clones were obtained and submitted to the BLASTX tool. Some clones were found to hypothetical proteins of microorganisms from both Archaea and Bacteria division. One of the clones showed a complete ORF with high similarity to glucose-6-phosphate isomerase which participates in the synthesis of glycerol pathway and serves as a compatible solute to balance the osmotic pressure inside and outside of cells. Subsequently, in order to identify genes encoding osmolytes or enzymes related halotolerance, environmental DNA samples from the river soil, from the water column of the estuary and ocean were collected and pyrosequenced. Sequences of osmolytes and enzymes of different microorganisms were obtained from the UniProt and used as RefSeqs for homology identification (TBLASTN) in metagenomic databases. The sequences were submitted to HMMER for the functional domains identification. Some enzymes were identified: alpha-trehalose-phosphate synthase, L-ectoina synthase (EctC), transaminase L-2 ,4-diaminobutyric acid (EctB), L-2 ,4-diaminobutyric acetyltransferase (EctA), L-threonine 3 dehydrogenase (sorbitol pathway), glycerol-3-phosphate dehydrogenase, inositol 3-phosphate dehydrogenase, chaperones, L-proline, glycine betaine binding ABC transporter, myo-inositol-1-phosphate synthase protein of proline simportadora / PutP sodium-and trehalose-6-phosphate phosphatase These proteins are commonly related to saline environments, however the identification of them in river environment is justified by the high salt concentration in the soil during prolonged dry seasons this river. Regarding the richness of the microbiota the river substrate has an abundance of halobacteria similar to the sea and more than the estuary. These data confirm the existence of a specialized response against salt stress by microorganisms in the environment of the Jundiaí river

Aspectos laboratoriais do diagnóstico da deficiência de glicose-6-fosfato desidrogenase (G6PD)

A G6PD é expressa em todos os tecidos, onde catalisa a primeira etapa da via das pentoses-fosfato. O NADPH produzido pela ação da G6PD serve como doador de elétrons na biossíntese redutora. Pelo fato de os glóbulos vermelhos não terem mitocôndria, a via das pentoses-fosfato é a única fonte de NADPH e essencial para sua proteção contra o stress oxidativo. A deficiência da G6PD é classificada como anemia hemolítica hereditária ligada ao cromossomo X, associada a manifestações clínicas heterogêneas. O gene da G6PD possui cerca de 140 variantes moleculares já descritas, muitas dessas associadas à enzimopatia. Considerando-se a alta freqüência populacional da deficiência de G6PD, a constituição da população do Rio Grande do Sul e as dificuldades diagnósticas desta deficiência, este trabalho teve como objetivo caracterizar os aspectos laboratoriais do diagnóstico da deficiência de G6PD em nosso meio. Para a quantificação da atividade da G6PD, foi utilizado o método enzimáticocolorimétrico com normalização da hemoglobina (kit intercientífica) e para as análises moleculares foram investigadas as mutações 202, 376 e 563 por PCR/RFLP. O presente estudo revelou uma prevalência combinada de 7,9% das duas formas de deficiência de G6PD (completa e parcial) no Rio Grande do Sul, com alta prevalência de pacientes parcialmente deficientes e sem correlação com origem étnica. Usando técnicas bioquímicas e moleculares, foi caracterizada a deficiência de G6PD em amostras de Porto Alegre como sendo principalmente devida às mutações G202A e A376G, representando a variante G6PD A-, confirmando uma distribuição homogênea do padrão G6PD A- no Brasil. Os resultados apresentados aqui demonstraram que as condições de estocagem (temperatura principalmente) desempenham um papel fundamental na atividade da G6PD, especialmente nas coletas em papel filtro. Na avaliação da acurácia do método enzimático de medida da atividade da G6PD as sensibilidades e especificidades calculadas para os valores de cut-off estabelecido em uma população normal foram: para 2,9 U/gHb ( 11,4% e 100%), para 8 U/g Hb (77,1% e 94,7%) e para 11,5 U/g hb (97,1% e 76,3%). Estima-se que a deficiência de ambas as formas combinadas de G6PD seja de aproximadamente 8% numa amostra do RS. A partir de uma probabilidade pré-teste de 8,0%, após a realização do ensaio enzimático, a probabilidade pós-teste de uma pessoa ser deficiente de G6PD com nível enzimático inferior a 8 U/g Hb passa a ser 55,9%. Ao passo que para níveis superiores a 11,5 U/gHb esta probabilidade de deficiência diminui para 0,37%. Pode-se concluir que o método empregado (kit Intercientífica) foi adequado para avaliar a atividade enzimática de G6PD em amostras de sangue total. É um método capaz de detectar a deficiência de G6PD, demonstrando de forma satisfatória o grau de deficiência em indivíduos que possuem mutações que causam deficiência enzimática menos severa, inclusive mulheres heterozigotas. A análise molecular pode identificar o tipo de variante mas não pode indicar o risco real para as mulheres portadoras, que é diretamente estimado pelo nível de atividade enzimática.

Atividade da 6-fosfogliconato desidrogenase em deficientes de glicose-6-fosfato desidrogenase

As enzimas G6PD e 6PGD são responsáveis pela geração do aporte de NADPH, necessário para a detoxificação dos agentes oxidantes produzidos pelo estresse oxidativo metabólico nos eritrócitos. Devido à alta prevalência de deficiência de G6PD na população mundial, principalmente de origem negróide africana, muitos estudos têm sido realizados na tentativa de conhecer melhor a atuação destas enzimas. O objetivo deste estudo foi avaliar a atividade enzimática da 6PGD, nos deficientes de G6PD, para verificar a existência de aumento da atividade desta enzima, correlacionando com um possível aumento do número de reticulócitos ou presença de alterações da série vermelha. A pesquisa em 2.657 indivíduos do sexo masculino resultou em 97 deficientes de G6PD, determinando uma prevalência de 3,65% para a região de Bauru (SP), com atividade enzimática média de G6PD de 1,74 UI.g Hb-1. min-1 a 37ºC, 14,4% da atividade da G6PD normal. A atividade enzimática média da 6PGD foi de 9,5 UI.g Hb-1. min-1 a 37ºC, estando aumentada em 47,4% dos deficientes de G6PD. Os resultados não confirmaram que a hipótese do aumento da atividade enzimática da 6PGD, em deficientes de G6PD, seja decorrente da presença de um número aumentado de reticulócitos na corrente circulatória, faixa etária ou alterações eritrocitométricas que denotem anemia. O mais provável é que a hemólise autolimitada, imposta pelos processos oxidativos, preserve os eritrócitos mais jovens, que possuem atividade enzimática mais elevada, uma vez que naturalmente ocorre diminuição da atividade destas enzimas com o envelhecimento celular.

Avaliação da incidência da deficiência de Glicose-6-Fosfato Desidrogenase (G6PD) e perfil hematológico em indivíduos de uma região de Rondônia

O estudo compreendeu a avaliação da deficiência de Glicose-6-Fosfato Desidrogenase (G6PD) e perfil hematológico em 122 indivíduos (69 homens e 53 mulheres), com idade variando entre 3 a 84 anos, selecionados conforme a aceitação em participação no estudo, residentes na área urbana e rural do município de Porto Velho, Rondônia, Brasil, no período de julho de 2003 a agosto de 2004. A análise foi realizada utilizando-se o método da glicose NaNO2, e hemograma completo. Foram detectados quatro indivíduos do sexo masculino com deficiência da G6PD, sendo 5,8% entre os homens e 3,3% do total analisado. Dos indivíduos com deficiência da G6PD nenhum apresentava malária, através de diagnóstico realizado pela gota espessa corado pelo Giemsa. Entre os homens, 19 (27,5%) apresentaram malária, sendo 15 por Plasmodium vivax e quatro por Plasmodium falciparum; 48 (69,5%) apresentaram valores de hemoglobina abaixo de 14,0 g/dl, e 26 (37,6%) apresentaram valores eritrocitários abaixo do 4,5 milhões/mm³. Entre as mulheres apenas duas (3,7%) apresentaram malária por Plasmodium vivax; 24 (45,2%) apresentaram valores de hemoglobina abaixo de 12,0 g/dl, e 12 (22,6%) apresentaram massa eritrocitária abaixo de 4,0 milhões/mm³. A eosinofilia esteve presente em 47 (68,1%) dos homens e em 34 (64,1%) das mulheres. A incidência de deficiência da G6PD foi significativa na população masculina que procurou assistência médica devido a sintomas febris. Considerando que a primaquina é utilizada para o tratamento da malária vivax e falciparum, o risco de ocorrência de hemólise intravascular grave entre os indivíduos é significante. O teste utilizado é muito simples e de baixo custo e sugerimos a adoção desta metodologia na rotina dos laboratórios de atendimento público em áreas endêmicas de malária.

Estresse oxidativo em pacientes beta talassêmicos heterozigotos e com deficiência de glicose-6-fosfato desidrogenase

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Alterações clínicolaboratoriais em pacientes com malária por Plasmodium vivax e deficiência de glicose-6-fosfato desidrogenase tratados com 0,50mg/kg/dia de primaquina

O efeito adverso da primaquina na dose de 0,50mg/kg/dia foi investigado em onze pacientes com malária vivax (três com deficiência de glicose-6-fosfato desidrogenase). Alterações clínicas e laboratoriais indicaram hemólise aguda apenas nos enzimopênicos, o que fez com que o tratamento fosse interrompido. Nossos resultados sugerem a necessidade do emprego de um teste de triagem para a deficiência de G6PD em áreas endêmicas de malária vivax a fim de se evitar complicações causadas pelo uso da primaquina.

Efeito da adição de oxigênio na produção de glicerol quinase pela levedura recombinante de Pichia pastoris

O glicerol é um importante subproduto de processos fermentativos. Em algumas bebidas alcoólicas, como vinhos e vodcas contribuem com seu sabor tornando-a aceitável para o consumidor. Com o incentivo na produção de biocombustíveis, a disponibilidade do glicerol deve aumentar, já que é o principal subproduto gerado na produção do Biodiesel. A sua presença em alguns alimentos, pode identificar presença de microrganismos, já que pode ser uma fonte de carbono para eles. Devido às inúmeras utilizações do glicerol para diversos tipos de indústrias, a dosagem do glicerol se torna cada vez mais importante e rotineira. Isso incentiva novas pesquisas de métodos de doseamento. A enzima GK é presente em vários microrganismos e converte o glicerol em glicerol-3-fosfato. Com a utilização da enzima Glicerol -3- fofato desidrogenase, o glicerol - 3 – fosfato é convertido a di-hidroxi-acetona fosfato com a produção de NADH. Este pode ser quantificado através do espectrofotômetro, tornando-se um rápido e eficiente método para doseamento. A levedura recombinante Pichia pastoris foi escolhida pois foi inserida no seu DNA, o Gene GUT1 que expressa a GK em Saccharomyces cerevisiae. Além disso, a expressão enzimática é extracelular, diminuindo etapas no processo de isolamento da enzima GK. O trabalho consistiu em otimizar a produção de GK expressa pela levedura recombinante Pichia pastoris por meio da adição de oxigênio no biorreator de fermentação em escala de 2,5 L. Os resultados do presente estudo indicam o ponto ótimo de oxigenação em fermentador nos parâmetros estabelecidos é de 2,0 lpm tanto para a produção de enzimática quanto para biomassa formada

Polimosfismo genético da glicose-6-fosfato desidrogenase na população da região de Araraquara-SP

The most important role played by the enzyme Glucose- 6-Phosphate Dehydrogenase (G6PD) in erythrocyte metabolism is in generating energy and reducing power used to protect the cell against oxidative attack. G6PD deficiency is the erythroenzymopathy that most frequently causes hemolytic anemia, and more than 130 molecular variants have already been identified. The aim of this study was to analyze the genetic mutations in the G6PD-deficient adult males in the population of the region of Araraquara, São Paulo State. Out of 5087 male blood donors, 89 were deficient for G6PD, as confirmed by assaying the enzyme activity and electrophoresis on cellulose acetate. Thus, a frequency of 1.75% of G6PD-deficient patients was found, this value being similar to other investigations in São Paulo state. Molecular analysis was performed by amplification of genomic DNA with specific primers and digestion with restriction enzymes. In 96.6% of the patients, the G6PD A¯ variant was observed, with mutations at residues 376(A→G) and 202(G→A). Mean G6PD specific activity among the patients was 1.31 IU.g Hb-1.min-1 at 37ºC, that is 10.8% of the normal activity of the G6PD B enzyme. The variant forms G6PD A¯ 680(G→T) and 968(T→C) were not found. In 3.4% of the deficient individuals, the G6PD Mediterranean variant was found, with a mutation at 563(C→T). In these cases, mean enzymatic activity was 0.25 IU.g Hb-1.min-1 at 37ºC, or 2.1% of the enzymatic activity of G6PD B. The use of traditional techniques, allied to the identification of the different molecular variants, is important for the understanding of the structural and functional properties and hemolytic behavior of the red blood cells of the patient.