Grandes mujeres científicas: Maud Leonora Menten / Great scientific women: Maud Leonora Menten

Maud Leonora Menten nació en Canadá, tuvo cuatro títulos universitarios: Bachiller en Artes, Master en Fisiología, médica y Doctora en Bioquímica. Trabajó en Estados Unidos, Alemania y Canadá. Trabajó en diferentes áreas: en la distribución de los iones cloruro en el sistema nervioso central, en tumores experimentales y su tratamiento con bromuro de radio, en el equilibrio ácido-base durante la anestesia, en el mecanismo hiperglucemiante de toxinas bacterianas, en el descubrimiento de un mecanismo de acoplamiento en química orgánica y hasta en la electroforesis de las hemoglobinas humanas. Sin embargo, el aporte por el cual es más conocida es su trabajo en el estudio de la cinética enzimática junto a Leonor Michaelis en 1913. El propósito de este trabajo es exponer la vida personal y académica de una científica conocida por la gran mayoría de los profesionales de la salud. La mujer que a principios del siglo XX trabajó con grandes investigadores de Canadá, Estados Unidos y Alemania, cuyos aportes científicos fueron reconocidos muchas décadas después. (AU)

Maud Leonora Menten was born in Canada; she had four university degrees, Bachelor of Arts, Master of Physiology, Physician and Doctor of Biochemistry. She worked in the United States, Germany, and Canada. Maud worked in different areas: the distribution of chloride ions in the central nervous system, experimental tumors and their treatment with radium bromide, the acid-base balance during anesthesia, the hyperglycemic mechanism of bacterial toxins, the discovery of a coupling mechanism in organic chemistry and even the electrophoresis of human hemoglobins. However, the contribution for which she is best known is for her work in the study of enzymatic kinetics with Leonor Michaelis in 1913. The aim of this paper is to expose the personal and academic life of a scientist known to the vast majority of Health professionals. The woman who, at the beginning of the 20th century, worked with great researchers from Canada, the United States and Germany, whose scientific contributions were recognized many decades later. (AU)

Cartílago y gonartrosis / Cartilage and knee osteoarthritis

RESUMEN Fundamento: el cartílago articular es un tejido avascular, aneural y alinfático que desempeña un importante papel en la articulación, su afección más frecuente es la de tipo degenerativa. Objetivo: actualizar los conocimientos sobre el cartílago articular normal, envejecido y con cambios degenerativos. Métodos: la búsqueda y análisis de la información se realizó en un periodo de tres meses (primero de octubre al 31 de diciembre de 2018) y se emplearon las siguientes palabras: cartilage AND osteoarthritis, cartilage AND knee osteoarthritis, cartilage a partir de la información obtenida se realizó una revisión bibliográfica de un total de 164 artículos publicados en las bases de datos PubMed, Hinari, SciELO y Medline mediante el gestor de búsqueda y administrador de referencias EndNote, de ellos se utilizaron 50 citas seleccionadas para realizar la revisión, de ellas 48 de los últimos cinco años. Resultados: se mencionan los aspectos macro y microscópicos del tejido, así como su organización por zonas y áreas. Se describen los cambios que ocurren en el proceso degenerativo a diferentes niveles y en el envejecimiento. Conclusiones: el cartílago articular es la estructura anatómica más afectada en la articulación por el proceso degenerativo. Se encuentra organizado por zonas y áreas, las que se afectan a medida que avanza la enfermedad. El origen de la destrucción del cartílago es enzimático y repercute en las demás estructuras como el tejido sinovial y hueso subcondral. Es importante conocer las diferencias entre el envejecimiento y la afección degenerativa de este tejido.

ABSTRACT Background: articular cartilage is an important avascular, alinphatic and aneural tissue in joints, it is mainly affected by degenerative disease. Objective: to update knowledge about normal, aging and degenerative articular cartilage. Methods: a three months research and analysis were conducted from October 1st, 2018 to December 31th, 2018. Our review included 164 articles published in PubMed, Hinari, SciELO and Medline databases by using EndNote. The words used were cartilage AND osteoarthritis, cartilage AND knee osteoarthritis, cartilage. Fifty citations were selected, 48 of all them within the last five years, were used to write the present paper. Results: macro and microscopic features of articular cartilage were mentioned as well as its organization in zones and areas. Degenerative process was described at different levels, and in aging. Conclusions: articular cartilage is the most affected tissue in osteoarthritis. Cartilage is organized by zones and areas which are affected as degenerative disease progresses. The start point of osteoarthritis is enzymatic and gradually affects synovial tissue and sub-chondral bone. It is important to know the main differences between aging and degenerative cartilages.

Función de los confórmeros de ataque cercano en la acilación enantioselectiva del (R,S)-propranolol catalizada por lipasa B de Candida antárctica / Rol of the near attack conformers during enantioselective acylation of (R,S)-propranolol catalysed by Candida antarctica lipase B

RESUMEN La lipasa B de Candida antárctica (CalB) se ha utilizado en la acilación quimio- y enantioselectiva del racemato (R,S)-propranolol. CalB tiene enant¡oselect¡v¡dad moderada (£=63) por el R-propranolol. La enantioselectividad, se origina en la reacción de transferencia del grupo acilo desde la serina catalítica, acilada, al propranolol. La fase inicial de esta reacción involucra la formación de complejos de Michaelis y posteriormente conformaciones de ataque cercano. El análisis de las conformaciones de ataque cercano ha permitido en varios casos explicar el origen de la catálisis o reproducir el efecto catalítico. En este trabajo se profundiza en la comprensión la función de las conformaciones de ataque cercano en la enantioselectividad de la acilación del (R,S)-propranolol catalizada por CalB. Para lo anterior se realizó un estudio detallado de los complejos de Michaelis y de las conformaciones de ataque cercano del paso enantioselectivo de la reacción de acilación del (R,S)-propranolol utilizando un protocolo de dinámica molecular QM/MM (SCCDFTB/CHARMM) utilizando 6 distribuciones de velocidades iniciales y simulaciones de 2,5 ns. Se estudiaron 7 complejos CalB-propranolol. Los enlaces de hidrógeno del sitio activo de CalB acilada relevantes para la actividad catalítica fueron estables en todas las simulaciones. Las poblaciones de los complejos de Michaelis y de las conformaciones de ataque cercano son dependientes de la distribución de las velocidades iniciales de la dinámica molecular. La enantioselectividad moderada de CalB acilada, encontrada experimentalmente, puede ser parcialmente atribuida a la alta población de conformaciones de ataque cercano observada para el S-propranolol.

ABSTRACT Candida antarctica lipase B (CalB) has been used for chemo- and enantioselective acylation of racemic (R,S)-propranolol, with moderate enantioselectivity (£=63) for R-propranolol. The enantioselective step in this reaction is the transfer of an acyl group from the catalytic acylated serine to propranolol. The initial phase of this reaction involves the formation of Michaelis complexes, followed by the formation of near-attack complexes. The analysis of the near-attack complexes has in several cases permitted to explain the origin of the catalysis or to reproduce the catalytic effect. The aim of this study was improve the understanding of the role of the near-attack complexes for the enantioselectivity of the acylation of (R,S)-propranolol, catalyzed by CalB. To this purpose a detailed investigation of the Michaelis and near-attack complexes of the enantioselective step of the acylation of (R,S)-propranolol using QM/MM molecular dynamics was performed. Several simulations (each 2,5 ns) with different initial velocity distributions were performed. In total seven CalB-propranolol complexes were studied. The hydrogen bonds in the active site of CalB, which are relevant for the catalytic activity, are stable in all simulations. The lifetime of the Michaelis complexes is considerably shorter than the simulation time. Conclusions: The populations of the Michaelis and near-attack complexes depend on the initial velocity distribution in the molecular dynamics simulations. The experimentally observed moderate enantioselectivity may be partially attributed to the high population of near-attack conformations of S-propranolol.

CONSUMO DE ÁLCOOL E A INFLUÊNCIA DO EXERCÍCIO FÍSICO NA ATIVIDADE ENZIMÁTICA DE RATOS WISTAR / ALCOHOL CONSUMPTION AND THE INFLUENCE OF PHYSICAL EXERCISE ON ENZYME ACTIVITY OF WISTAR RATS / CONSUMO DE ALCOHOL Y LA INFLUENCIA DEL EJERCICIO FÍSICO EN LA ACTIVIDAD DE LA ENZIMA DE RATAS WISTAR

RESUMO Introdução: Biomarcadores vem sendo utilizados para monitorar o uso do álcool e, atualmente, os mais sensíveis e específicos são enzimas hepáticas, por exemplo, gama glutamiltransferase (GGT), alanina aminotransferase (ALT), aspartato aminotransferase (AST) e fosfatase alcalina (ALP). Objetivo: Verificar, a partir da experimentação animal, as alterações provocadas pelo uso de álcool e pela prática de atividade física nas enzimas hepáticas e pancreáticas. Métodos: Vinte e quatro ratos da linhagem Wistar foram distribuídos aleatoriamente em grupos experimentais, alojados em gaiolas com ambiente controlado, divididos de acordo com os tratamentos recebidos. No tratamento inicial, foi administrado álcool aos grupos álcool sedentário (AS) e álcool exercitado (AE) e, ao final da quarta semana, iniciou-se o programa de treinamento físico em esteira com os grupos AE e controle exercitado (CE). A coleta de sangue foi realizada por punção cardíaca ao final de cada experimento. Na análise estatística, utilizou-se teste de análise de variância (ANOVA) seguido de teste de Tukey e teste de Kruskal-Wallis. Resultados: O grupo AS apresentou valores significativamente mais elevados de ALT e ALP quando comparado aos grupos CE e AE, respectivamente. Não foram observadas diferenças significativas entre os quatro grupos estudados para os parâmetros AST, GGT e amilase. Conclusão: A associação entre consumo de álcool e sedentarismo aumentou a liberação das enzimas ALT e ALP em ratos Wistar; a prática de exercício físico aeróbico após abstinência alcoólica evitou o aumento da liberação de ALP no plasma desses animais.

ABSTRACT Introduction: Biomarkers have been used to monitor the use of alcohol and currently the most sensitive and specific are the liver enzymes, for example, gamma-glutamyl transferase (GGT), alanine aminotransferase (ALT), aspartate aminotransferase (AST) and alkaline phosphatase (ALP). Objective: To determine through animal experiments the changes caused by alcohol and the physical activity in liver and pancreatic enzymes. Methods: Twenty-four Wistar rats were randomly assigned into experimental groups, housed in cages with controlled environment, divided according to the treatment received. In the initial treatment, alcohol was administered to sedentary alcohol (SA) and exercised alcohol (EA) groups and at the end of the fourth week the program of physical training on a treadmill began with the AE and control exercised (CE) groups. Blood collection was performed by cardiac puncture at the end of each experiment. For the statistical analysis we used analysis of variance (ANOVA) followed by Tukey test and Kruskal-Wallis test. Results: The AS group had significantly higher values of ALT and ALP when compared to CE and EA groups, respectively. No significant differences were observed between the four groups for the parameters AST, GGT and amylase. Conclusion: The association between alcohol consumption and physical inactivity increased the release of the enzymes ALT and ALP in Wistar rats; the practice of aerobic exercise after alcohol withdrawal prevented the increased release of ALP in the plasma of these animals.

RESUMEN Introducción: Los biomarcadores se han utilizado para controlar el consumo de alcohol y en la actualidad las enzimas hepáticas son las más sensibles y específicas, por ejemplo, gamma glutamil transferasa (GGT), alanina aminotransferasa (ALT), aspartato aminotransferasa (AST) y fosfatasa alcalina (ALP). Objetivo: Determinar, a partir de experimentos con animales, los cambios provocados por el alcohol y la actividad física en las enzimas hepáticas y pancreáticas. Métodos: Veinticuatro ratones Wistar fueron asignados al azar a los grupos experimentales, fueron alojados en jaulas con ambiente controlado, divididos de acuerdo a los tratamientos recibidos. En el tratamiento inicial, el alcohol se administró a los grupos alcohol sedentario (AS) y alcohol ejercicio (AE) y el final de la cuarta semana, se inició el programa de entrenamiento físico en una caminadora con los grupos AE y el control ejercitado (CE). La recogida de sangre se realizó mediante punción cardiaca al final de cada experimento. En el análisis estadístico se utilizó el análisis de varianza (ANOVA), seguido por la prueba de Tukey y la prueba de Kruskal-Wallis. Resultados: El grupo AS tuvo valores significativamente más elevados de ALT y ALP en comparación con los grupos CE y AE, respectivamente. No se observaron diferencias significativas entre los cuatro grupos para los parámetros de AST, GGT y amilasa. Conclusión: La asociación entre el consumo de alcohol y la falta de actividad física aumenta la liberación de las enzimas ALT y ALP en ratones Wistar; la práctica de ejercicio aeróbico después de la retirada del alcohol impidió el aumento de la liberación de ALP en el plasma de estos animales.

Ocorrência e biossíntese de frutooligossacarídeos em banana / Occurrence and biosynthesis of fructooligosaccharides in banana

A banana tem sido comumente indicada como uma boa fonte de frutooligossacarídeos (FOS), que são considerados componentes funcionais de alimentos. Contudo, diferenças significantes em suas quantidades têm sido referidas na literatura. Portanto, uma parte do trabalho foi destinada à identificação e quantificação de FOS durante o amadurecimento de cultivares de bananas pertencentes aos grupos genômicos mais comumente cultivados no Brasil. Considerando as diferenças de cultivar, estágio do amadurecimento e metodologia usada para análise de FOS, os conteúdos dos açúcares foram analisados por cromatografia líquida de alta performance (HPAEC-PAD) e cromatografia a gás (CG-MS). Uma pesquisa inicial entre oito cultivares no estágio maduro, mostrou acúmulo de 1-cestose, primeiro membro da série de FOS, em todas elas (quantidades entre 297 e 1600 µg/g M.S). A nistose, o segundo membro, foi detectado somente na cultivar Prata. Com bases nestes dados, foram escolhidas cinco cultivares, para que fossem analisadas durante todo o amadurecimento. Os resultados mostraram uma forte correlação entre a chegada a um nível específico de sacarose (~200 mg/g M.S) e a síntese de 1-cestose. Em uma segunda fase, os níveis de sacarose e FOS total foram quantificados em diferentes fases de amadurecimento de banana Prata, armazenada em temperatura ambiente e em baixa temperatura. As supostas enzimas envolvidas em sua síntese também foram avaliadas. Para explorar a possibilidade da invertase ser responsável pela atividade de frutosiltransferase em banana, foi medido o efeito do inibidor Piridoxal HCl, os níveis de concentração do substrato e as atividades de hidrólise e transglicosilação, e o efeito do tempo no estudo cinético da enzima. A baixa temperatura atrasou todos os eventos analisados por 15 dias e os níveis de sacarose tiveram um pequeno aumento, porém constante, enquanto a banana estava armazenada ao frio, e uma rápida elevação no final do amadurecimento. Foi detectado FOS total desde o primeiro dia pós-colheita, enquanto que a 1-cestose permaneceu indetectável até os níveis de sacarose atingirem aproximadamente 200 mg/g M.S., em ambos os grupos. Os níveis de sacarose e FOS total foram ligeiramente maiores em bananas armazenadas em baixas temperaturas do que em frutos controle. Em ambas as amostras os níveis de FOS total foram maiores que de 1-cestose. Os perfis de carboidratos por HPLC e TLC sugeriram a presença de neocestose, 6-cestose e bifurcose. A enzima supostamente responsável pela atividade de transglicosilação em banana parece ser a invertase. Contudo, os altos níveis de sacarose encontrados em banana armazenadas em baixa temperatura, poderiam ser resultado de várias mudanças de enzimas degradativas e biossíntéticas, como sacarose-sintase (SuSy), sacarose-fosfato-sintase (SPS), invertase e outras, uma vez que a sacarose possui um papel central, direta ou indiretamente, em diversas vias do metabolismo de carboidrato em banana. Assim, na última parte do trabalho foram analisados o acúmulo de sacarose e a síntese e atividade de enzimas sintéticas, hidrolíticas e fosforolíticas, importantes no metabolismo de amido-sacarose, durante o amadurecimento de banana Prata nos dois tratamentos. A baixa temperatura não danificou os frutos, aumentando a vida de prateleira deles. As amostras do frio apresentaram pequeno aumento no nível de degradação de amido e um acréscimo de 20 % na sacarose acumulada durante o amadurecimento. Foi verificado o atraso na produção de etileno, CO2, e no início de degradação de amido durante o acondicionamento ao frio, concomitante ao atraso no pico de atividade de α-amilase. O atraso no climatério também manteve alta a atividade e síntese protéica de SuSy durante o armazenamento a frio, que declinaram após a retirada do frio, como no controle. As enzimas ß-amilase, fosforilase (forma citosólica e plastidial) e SPS reagiram positivamente, sofrendo uma indução positiva na síntese e atividade enzimática durante o armazenamento ao frio, que poderia ser parte do mecanismo necessário para os maiores níveis de açúcares e para o processo de tolerância do fruto à baixa temperatura

Banana has been currently indicated as a good source of fructooligosaccharides (FOS), which are considered to be functional components of foods. However, significant differences in their amounts in bananas have been observed in the literature. So, a part of this work aims to identify and quantify FOS during ripening in different banana cultivars belonging to the most common genomic groups cultivated in Brazil. Considering that these differences can be due to cultivar, stage of ripening, and the methodologies used for FOS analyses, sugar contents were analyzed by high performance anion exchange chromatography pulsed amperiometric detection (HPAEC-PAD) and gas chromatography- mass spectrometry (GC-MS). An initial screening of eight cultivars in a full-ripe stage showed that 1-Kestose, the first member of the FOS series (amounts between 297 and 1600 µg/g of D.M), was accumulated in all of them. Nystose, the second member, was detected only in Prata cultivar. Five of the cultivars were analyzed during ripening, and a strong correlation could be established with a specific sucrose level (~200 mg/g of D.M.), which seems to trigger the synthesis of 1-Kestose. In a second part of this work, the levels of sucrose and total-FOS were quantified in different phases of banana Prata ripening stored at ambient and low temperature. The supposed enzymes involved in their synthesis were also evaluated. To explore the possibility that invertase could be responsible for the fructosyltransferase activity in banana, we measured the effect of the inhibitor Pyridoxal HCl, the level of substrate concentration on both hydrolyze and transglycosylase activity in the same protein extract and the effect of time on kinetic study of the enzyme. The cold temperature delayed all the analyzed events for 15 days and sucrose levels increased low, but constantly, while banana were stored at low temperature and had a burst when it increased. Total-FOS were detected in the first days after harvest, while 1-kestose remained undetectable until the sucrose levels were around 200 mg.g (dry weight), in both groups. Total-FOS and sucrose levels were higher in banana stored at low temperature than in control. In both samples total-FOS levels were higher than 1-kestose. The carbohydrate profiles by HPLC and TLC suggest the presence of neokestose, 6-kestose and bifurcose. The enzyme supposed to be responsible for the transglycosilation activity in banana, seems to be an invertase. However, the higher sucrose levels found in banana stored at low temperature could be result of several changes in biosynthetic and degradative enzymes, such sucrose-synthase, sucrose-phosphate-synthase, invertase and others, once that sucrose plays a central role in a lot of direct and indirect carbohydrate pathways in banana fruits. So, in the last part of this work, we analyzed the sucrose accumulation and synthesis and activity of synthetic, hydrolytic and phosphorolytic enzymes that are important in the starch-sucrose metabolism during ripening of banana Prata stored at ambient and low temperature. The levels of starch degradation and sucrose accumulation (around 20% over) showed high levels in cold fruits as compared with control, during the ripening. The cold temperature delayed the ethylene and CO2 production, and the beginning of the starch degradation, concomitantly with a delay in the profile of α-amylase synthesis and activity. The late climateric also maintained the high synthesis and activity of SuSy during the cold storage that decreased just after ending the cold exposure. The ß-amylase, phosphorylase (plastidial and citossolic forms) and the SPS enzymes showed a positive induction in the both activity and synthesis of protein during the cold storage. It could be important to the higher sugars levels showed at low temperature and that could contribute to the process of cold resistance in banana fruit

Estudo dos polimorfismos das paraoxonases 1 e 2 em pacientes portadores do vírus da imunodeficiência humana e avaliação do potencial de peroxidação lipídica / Frequency of the paraoxonase 1 and 2 genetic polymorphisms and analysis of the lipid peroxidation in plasma of HIV positive patients

A paraoxonase sérica humana (PON) vem sendo amplamente estudada. Além da capacidade de PON1 em hidrolisar compostos organofosfatados, sabe-se, atualmente, que toda a família PON (composta por PON1, PON2 e PON3) promove a proteção de lípides, incluindo-se a lipoproteína de baixa densidade (LDL) contra a oxidação. O gene da PON1 sérica apresenta dois sítios polimórficos bem determinados: a troca Gln192Arg (Q/R) e Met55Leu, os quais estão associados com diferenças na atividade e concentrações séricas da enzima, respectivamente. Também o polimorfismo Cys311Ser parece contribuir sinergisticamente com o alelo PON1-192R quanto ao risco cardiovascular em algumas populações. Já foi demonstrado, por sua vez, que pacientes infectados pelo vírus HIV podem desenvolver dislipidemia e que tanto a atividade como a concentração de PON1 podem ser influenciadas por esta infecção. O objetivo deste estudo foi determinar as freqüências alélicas dos polimorfismos genéticos PON1-192QR, PON1-55LM, PON2-311SC e PON2-148AG, bem como avaliar a atividade de PON1 e a peroxidação lipídica no plasma de indivíduos portadores de HIV. Materiais e Métodos após aprovação pela comissão de ética e da aplicação do termo de consentimento pós-esclarecido, 350 (264 homens e 86 mulheres) pacientes infectados pelo HIV foram incluídos no estudo. Foi avaliado ainda um grupo de 32 (23 homens e 9 mulheres) indivíduos recentemente diagnosticados como portadores do vírus. Uma população saudável composta por 179 doadores de sangue, todos de sexo masculino, foi avaliada como controle. Após a extração do DNA, procedeu-se à genotipagem para os polimorfismos de PON1 e PON2 através de PCR-RFLP. A atividade paraoxonase de PON1 foi avaliada por espectrofotometria empregando-se paraoxon como substrato. O colesterol total, VLDL-colesterol, HDL-colesterol e triglicérides foram determinados por métodos padrão. A fração LDL-colesterol foi calculada pela fórmula de Friedwald. Resultados As frequências alélicas...

Human serum paraoxonase (PON) has been the subject of a number of studies. Beside the capacity of PON1 in hydrolyzing organophosphate compounds, it is known now that the entire PON family (which comprises PON1, PON2 and PON3) protects lipids, including low-density lipoprotein (LDL), from oxidation. Serum PON1 gene presents two well-determined genetic polymorphic sites: a Gln192 Arg (Q/R) and Met55 Leu, which are associated with differences in enzymatic activity and serum concentrations, respectively. Moreover, PON2 Cys311 Ser polymorphism seems to contribute synergistically with PON-192R allele to cardiovascular risk in some populations. It has been shown that HIV infected patients may develop dyslipidemia and that PON1 activity and concentration may be influenced by this infection. The aim of this study was to determine allelic frequencies of PON1-192QR, PON1-55LM, PON2-311SC and PON2-148AG genetic polymorphisms, evaluate PON1 activity and lipid peroxidation in plasma of HIV patients. Methods and Subjects after ethical committee approval and written consent, 350 (264 men and 86 women) HIV infected patients were included in the study. It was also evaluated a group of 32 recently diagnosed HIV individuals (23 men and 9 women). As controls, a healthy population formed by 179 men, blood donors, was studied. After DNA extraction PON1 and PON2 genotyping were performed by PCR-RFLP. Paraoxonase activity of PON1 was evaluated spectrofotometrically using paraoxon as substrate. Serum cholesterol, VLDL-cholesterol, HDL-cholesterol and triglycerides were analyzed by standard methods. LDL-cholesterol was calculated by Friedewald formula. Results: Allelic frequencies for PON1 polymorphisms in patients were: 36,43% for PON1-192R, 57,86% for PON1-55L, 65,57% for PON2-311S and 76,43% for PON2-148A. In recently diagnosed individuals these frequencies were 37,50%, 51,56%, 81,25% and 68,75% respectively. In controls, PON1-192R allelic frequency was 43,02%, PON1-55L...