Investigação dos processos biológicos associados à produção endógena de aldeídos reativos / Research on biological processes associated with endogenous production of reactive aldehydes

Os aldeídos são espécies reativas que podem ser produzidos endogenamente por processos como a lipoperoxidação, podendo reagir com lipídios, proteínas e DNA. Diversas evidências apontam para o envolvimento de aldeídos reativos na progressão de patologias como doenças cardiovasculares, arteriosclerose e doenças neurodegenerativas. Uma meta central do CEPIDRedoxoma é estudar a reatividade química de intermediários redox em ambientes biológicos e consequentes mudanças na estrutura e função de biomoléculas, entender como cada intermediário redox reage com biomoléculas específicas e os efeitos resultantes, essenciais para a concepção de biomarcadores e antioxidantes. O nosso grupo estuda os mecanismos de formação, detoxificação e reação com biomoléculas de aldeídos reativos endógenos e exógenos e seu papel em patologias como a esclerose lateral amiotrófica (ALS). Um dos mecanismos de detoxificação desses aldeídos é através da conjugação com a carnosina. Recentemente, foi observado que a suplementação de animais transgênicos ALS SOD G93A com carnosina via oral resultou em retardo da perda de peso e tendência de aumento da sobrevida dos animais. O presente projeto buscou investigar o possível papel da carnosina em animais modelo para ALS. Para isso as modificações em DNA induzidas por aldeídos reativos e a formação de adutos de carnosina-aldeídos foram analisadas através de metodologia HPLC-MS/MS. Assim observamos que ratos suplementados com carnosina apresentaram níveis significativamente menores de proteína carbonilada em músculo e fígado. Em fígadoforam vistos níveis menores de dois adutos de DNA, 8-oxodGuo e1,N2-HO-propanodGuo, em animais suplementados. Em cérebro foram detectados níveis menores de 1, N2-εdGuo. Com relação aos adutos carnosina-aldeídos, foi observado níveis significativamente maiores do aduto CAR-HHE na medula. Com embasamento nos resultados aqui apresentados, sugere-se a utilização de sequestradores de aldeídos como uma estratégia terapêutica em condições fisiopatológicas nas quais ao acúmulo dessas espécies está comprovado

Aldehydes are reactive species that can be produced endogenously by processes such as lipid peroxidation, which can react with lipids, proteins and DNA. Several evidences point to the involvement of reactive aldehydes in the progression of pathologies such as cardiovascular diseases, atherosclerosis and neurodegenerative diseases. A central goal of CEPID-Redoxoma is to study the chemical reactivity of redox intermediates in biological environments and consequent changes in the structure and function of biomolecules, to understand how each redox intermediate reacts with specific biomolecules and the resulting effects, essential for the design of biomarkers and antioxidants. Our group studies the mechanisms of formation, detoxification and reaction with biomolecules of endogenous and exogenous reactive aldehydes and their role in pathologies such as amyotrophic lateral sclerosis (ALS). One of the detoxification mechanisms of these aldehydes is through carnosine conjugation. Recently, we observed that oral carnosine supplementation in transgenic ALS SODG93A animals resulted in delayed weight loss and a tendency to increase the survival of the animals. The present project investigated the potential role of carnosine in animal models for ALS. Thus, reactive aldehydes induced DNA modifications and carnosine aldehyde adducts were analyzed by HPLC-MS/MS. We observed that rats supplemented with carnosine presented significantly lower levels of protein carbonylation in muscle and liver. Lower levels of two DNA adducts, 8-oxodGuo and 1, N2-HO-propanodGuo, were observed in liver of the supplemented animals. Lower levels of 1, N2-εdGuo were detected in the brain. Regarding the carnosine-aldehydeadducts, significantly higher levels of the CAR-HHE adduct were observed in spinal cord. The results presented here suggest the use of aldehyde scavengers as a therapeutic strategy under pathological conditions in which is proven the accumulation of these species

Efeito de aldeídos de colesterol na esclerose lateral amiotrófica: estudo em modelo animal e na agregação da SOD1 in vitro / Effect of secosterol aldehydes on Amyotrophic Lateral Sclerosis: study in animal model and SOD1 aggregation in vitro

Aldeídos de colesterol (Secosterol A e Secosterol B) têm sido detectados em amostras de cérebro humano e investigados em modelos de doenças neurodegenerativas como possíveis marcadores e intermediários do processo patológico. Estes oxisteróis constituem uma classe de eletrófilos derivados de lipídeos que podem modificar e induzir agregação de proteínas. A esclerose lateral amiotrófica (ELA) é um distúrbio neurodegenerativo associado ao acúmulo de agregados imunorreativos de superóxido dismutase (Cu, Zn-SOD, SOD1). O objetivo deste trabalho foi avaliar a presença de aldeídos de colesterol em ratos modelo ELA e sua capacidade de induzir a formação de agregados de SOD1 in vitro. Aldeídos de colesterol foram analisados no plasma, medula espinhal e córtex motor de ratos ELA. Uma quantidade elevada de Secosterol B foi detectada no córtex motor desses ratos em comparação com animais controle. Adicionalmente, os experimentos in vitro mostraram que Secosterol B e Secosterol A induziram a agregação da SOD1 em uma forma amiloidogênica que se liga à tioflavina T. Esta agregação não foi observada com o colesterol e os seus hidroperóxidos. Usando aldeídos de colesterol marcados com grupo alquinil e um ensaio de click chemistry, foi observado que os agregados de SOD1 estão ligados covalentemente aos aldeídos. A modificação covalente da proteína foi confirmada por análise de MALDI-TOF, que mostrou a adição de até cinco moléculas de aldeídos de colesterol à proteína por base de Schiff. Curiosamente, a análise comparativa com outros eletrófilos derivados de lipídeos (e.g. HHE e HNE) demonstrou que a agregação de SOD1 aumentou proporcionalmente à hidrofobicidade dos aldeídos, observando-se a maioragregação com aldeídos de colesterol. Os sítios de modificação da SOD1 foram caracterizados por nanoLC-MS/MS após digestão da proteína com tripsina, onde foram identificadas lisinas como o principal aminoácido modificado. Em geral, nossos dados mostram que a oxidação do colesterol que leva à produção de aldeídos de colesterol é aumentada no cérebro de ratos ELA e que os aldeídos altamente hidrofóbicos derivados de colesterol podem promover eficientemente modificação e agregação de SOD1

Secosterol aldehydes (Secosterol B and Secosterol A) have been detected in human brain samples and investigated in models of neurodegenerative diseases as possible markers and intermediates of the pathological process. These oxysterols constitute a class of lipid-derived electrophiles that can modify and induce aggregation of proteins. Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a neurodegenerative disorder associated with the accumulation of immunoreactive aggregates of superoxide dismutase (Cu, Zn-SOD, SOD1). The objective of this work is to evaluate the presence of secosterol aldehydes in ALS rats and their ability to induce formation of SOD1 aggregates in vitro. Secosterol aldehydes were analyzed in plasma, spinal cord and motor cortex of ALS rats. A higher amount of Secosterol B was detected in the motor cortex of these rats compared to control animals. In addition, in vitro experiments have shown that Secosterol B and Secosterol A induce aggregation of SOD1 into an amyloidogenic form that binds to thioflavin T. This aggregation was not apparent in incubations with cholesterol and its hydroperoxides. Using alkynyl-labeled secosterol aldehydes and a click chemistry assay, it was found that the SOD1 aggregates are covalently linked to the aldehydes. Covalent modification of the protein was confirmed by MALDI-TOF analysis, which showed the addition of up to five molecules of secosterol aldehydes to the protein by Schiff base formation. Interestingly, the comparative analysis with other lipid-derived electrophiles (e.g. HHE and HNE) demonstrated that the aggregation of SOD1 increased according to the hydrophobicity of the aldehydes. Compared to the other electrophiles, a higher SOD1 aggregation was observed with secosterol aldehydes. SOD1 modification sites were characterized by nanoLC-MS/MS afterprotein digestion with trypsin, revealing lysine as the major amino acid modified in these experiments. Collectively, our data show that cholesterol oxidation leads to the production of secosterol aldehydes, which are increased in the brain of ALS rats, and that these highly hydrophobic aldehydes can efficiently promote the modification and aggregation of SOD1

Modificações em proteínas induzidas por compostos eletrofílicos. possível papel em esclerose lateral amiotrófica / Modifications in proteins induced by electrophilic compounds. Possible role in amyotrophic lateral

Danos em biomoléculas podem ocorrer a partir de uma interação direta entre as biomoléculas e espécies reativas de oxigênio e nitrogênio como também, pela reação de produtos secundários dessas espécies como eletrófilos gerados na peroxidação lipídica. Alguns desses produtos secundários possuem estabilidade química maior que as espécies reativas das quais foram derivadas e podem se ligar covalentemente as biomoléculas comprometendo o funcionamento normal das mesmas. Portanto, modificações em proteínas por aldeídos gerados na lipoperoxidação têm sido investigadas por suas implicações com desordens patológicas relacionadas à agregação proteica, e modificações em diversas vias de sinalização amplificando os efeitos deletérios em sistemas biológicos. Os objetivos desse trabalho foi contribuir na elucidação dos mecanismos moleculares associados ao desenvolvimento da esclerose lateral amiotrófica (ELA) através da identificação, caracterização e quantificação de modificações póstraducionais em proteínas pelos aldeídos 4-hidroxi-2-hexenal (HHE) e trans-4-hidroxi-2-nonenal (HNE) in vitro (citocromo c) e in vivo (modelo ELA) a partir de técnicas de Western blot, imunoprecipitação e espectrometria de massa com abordagem proteômica de "shotgun" em ratosSOD1G93A modelo de esclerose lateral amiotrófica (ELA). Estudos com citocromo c mostraram a ligação dos aldeídos ao citocromo c e mecanismos de reação foram propostos. Foram encontrados seis peptídeos modificados por HHE e um para o HNE, e o peptídeo TGPNLHGLFGR se mostrou modificado pelos dois aldeídos paralelamente. Foi demonstrado que a histidina 33 é um "hot spot" frente as adições pelos aldeídos. Nas análises por western blot das proteínas ligadas a aldeídos foi possível observar uma tendência de aumento na concentração de proteínas ligadas ao HNE nos animais ELA, mais acentuada nas amostras de 70 dias comparadas ao controle. Com relação aos resultados obtidos com HHE tanto os animais pré-sintomáticos quanto os sintomáticos não apresentaram diferenças de HHE-proteína, tantonos controles quanto nos animais ELA. Nas amostras dos animais sintomáticos não detectamos diferença significativa na concentração de aldeído-proteína entre os grupos. Já as análises proteômicas revelaram 24 proteínas diferencialmente expressas, com destaque para proteínas com os maiores valores de significância (p-value), como a ubiquitina no grupo dos pré- sintomáticos e a neurogranina, no grupo dos animais sintomáticos e várias proteínas de metabolismo energético, de neurofilamentos, proteínas de processos redox e proteínas ligadas o metabolismo de cálcio (fundamentais na fisiopatologia em ELA). Algumas proteínas importantes foram encontradas com exclusividades nos grupos pré-sintomáticos e sintomáticos pelo diagrama de Venn. Com relação a proteínas modificadas pelos aldeídos, foram encontradas algumas relevantes como a proteína 2 de interação com a polimerase delta que foi modificada por HNE via adição de Michael encontrada nos animais ELA pré-sintomáticos e sintomáticos, a catalase que foi encontrada modificada por HNE via base de Schiff apenas nos ELA pré- sintomáticos, e a tiol redutase induzível por interferon gama no grupo dos animais ELA sintomáticos. Com relação a proteínas modificadas por HHE, foram encontradas a Janus quinase e proteína 3 de interação com microtúbulo, modificadas tanto por adição de Michael quanto via base de Schiff nos animais ELA sintomáticos. É interessante ressaltar que algumas modificações encontradas em proteínas não caracterizadas podem indicar proteínas novas ainda não descritas como modificadas por esses aldeídos. Os resultados mostram que algumas das proteínas modificadas por HNE e HHE encontradas neste trabalho, estão relacionadas ao estresse redox, vias metabólicas energéticas, proteínas envolvidas na resposta a danos oxidativos, e processos inflamatórios. Tais modificações ocorrem não só no modelo de neurodegeneração, mas foram previamente descritas em outros processos patológicos, como doença cardiovascular, lesão hepática por uso crônico de álcool

Damage to biomolecules can occur from a direct interaction between biomolecules and reactive of oxygen and nitrogen species as well as from the reaction of secondary products of these species as electrophiles generated in lipid peroxidation. Some of these by-products have greater chemical stability than the derived reactive species and can bind to biomolecules compromising their normal function. Therefore, protein modifications by aldehydes generated during lipoperoxidation have been investigated for their implications with pathological disorders related to protein aggregation and modifications in signaling pathways amplifying the deleterious effects in biological systems. The aim of this work was to contribute to the elucidation of the molecular mechanisms associated with the development of amyotrophic lateral sclerosis (ALS) through the identification, characterization and quantification of posttranslational modifications in proteins by 4-hydroxy-2-hexenal (HHE) and trans-4-hydroxy-2- nonenal (HNE) in vitro, cytochrome c, and in vivo, rat model (SOD1G93A) of amyotrophic lateral sclerosis (ALS), throught Western blot techniques, and mass spectrometry with shotgun proteomics approach. The results showed the binding of aldehydes to cytochrome c. Six peptides were modified by HHE and one by HNE. The peptide TGPNLHGLFGR was modified by the two aldehydes. Histidine 33 has been shown to be a hot spot against aldehydes additions. By western blot analysis of the aldehyde-bound proteins, it was possible to observe a tendency of increase in the concentration of HNE-bound proteins in the ALS animals, more pronounced in the samples of 70 days compared to control samples. Regarding the results obtained with HHE, both pre-symptomatic and symptomatic animals did not show HHE-protein differences, both in controls and in ALS animals. We did not detect a significant difference in the aldehyde-protein concentration between the groups in the samples of the symptomatic animals. Proteomic analysis revealed 24 differentially expressed proteins, with emphasis on proteins with thehighest values of significance (p-value), such as the ubiquitin in the pre-symptomatic group and neurogranin in the group of the symptomatic animals and several proteins of the energetic metabolism pathways, neurofilaments, proteins of redox processes and proteins linked to calcium metabolism (fundamental in the pathophysiology of ALS). Some important proteins were found exclusivity in the pre-symptomatic and symptomatic groups by the Venn diagram. With regard to aldehyde-modified proteins, some relevant ones such as Delta-2 polymerase interaction protein, that was modified by HNE via the addition of Michael found in presymptomatic and symptomatic ELA animals, catalase that was found to be modified by HNE via Schiff's base only in pre-symptomatic ALS, and gamma interferon-inducible thiol reductase in the group of symptomatic ALS animals. Janus kinase and microtubule interaction protein 3, were found to be modified by Michael addition and Schiff base pathway respectively in symptomatic ALS animals. It is interesting to note that some modifications found in uncharacterized proteins may indicate new proteins not yet described as modified by these aldehydes. The results show that some of the proteins modified by HNE and HHE found in this work are related to redox stress, energetic metabolic pathways, proteins involved in the response to oxidative damage, and inflammatory processes. Such modifications occur not only in the neurodegeneration model, but were previously described in other pathological processes, such as cardiovascular disease, liver injury due to chronic alcohol use

Analysis of electrocautery generated smoke by chromatographic-mass spectrometry / Análise, mediante cromatografia/espectrometria de massas, da fumaça gerada por eletrocautério

ABSTRACT Objective: to analyze the chemical components of the smoke from electrocautery from coagulating muscle and liver tissues of pigs. Methods: we collected smoke produced by electrocautery applied to porcine tissue in previously evacuated bottles, with qualitative and quantitative analysis of the compounds present through the hyphenated technique gas chromatography / mass spectrometry. Results: there was a majority of decanal aldehyde in the fumes from the subcutaneous, muscle and liver tissues. Fumes of subcutaneous and muscular tissues also showed the presence of hexanal and phenol. In the fumes of subcutaneous and liver tissues we also found toluene and limonene and, finally, nonanal smoke was present in the muscle and liver tissues. Conclusion: there is increasing evidence showing that smoke from electrocautery used in subcutaneous, muscle and liver tissue is harmful to human health. Thus, there is need to reduce exposure to it or wear masks with filters capable of retaining these particles.

RESUMO Objetivo: analisar quimicamente os componentes da fumaça do eletrocautério, provenientes da coagulação de tecidos, muscular e hepático de suino. Métodos: coleta de fumaça produzida por eletrocauterização de tecido porcino em frascos previamente evacuados com análise qualitativa e quantitativa dos compostos presentes, através de técnica hifenada, cromatografia a gás/espectrometria de massas. Resultados: houve presença majoritária do aldeído decanal nas fumaças provenientes dos tecidos subcutâneo, muscular e hepático. Fumaças dos tecidos subcutâneo e muscular mostraram também a presença de hexanal e fenol. Nas fumaças dos tecidos subcutâneo e hepático foram encontrados ainda tolueno e limoneno e, por fim, nonanal estava presente nas fumaças dos tecidos muscular e hepático. Conclusão: há número crescente de evidências mostrando que fumaça proveniente de eletrocauterização de tecidos subcutâneo, muscular e hepático é nociva à saúde de seres humanos. Portanto, há necessidade de reduzir a exposição a ela ou usar máscara com filtro capaz de reter essas partículas.

Investigação de potenciais biomarcadores redox - um enfoque em aldeídos e seus produtos / Potential redox biomarkers investigation - focus on aldehydes and their products

As espécies reativas são associadas a processos toxicológicos e fisiopatológicos, agindo como importantes mediadores, por exemplo, na sinalização celular. Diversas classes de compostos têm sido utilizadas como possíveis biomarcadores de estresse redox, destacando-se os aldeídos α,ß-insaturados, capazes de alquilar biomoléculas como o DNA. Para evitar efeitos deletérios, estes aldeídos são detoxificados por glutationilação e posterior metabolização a derivados mercaptúricos. Contudo, avaliar o estado redox em sistemas biológicos ainda é tarefa bastante complexa, sendo a dificuldade em quantificar de forma prática e acurada os efeitos de sinalização e/ou dano molecular o maior problema dos estudos redox. Assim, o objetivo deste trabalho foi desenvolver métodos acurados e sensíveis de análise de potenciais biomarcadores de estresse redox, isto é: nucleosídeos modificados, aldeídos endógenos e exógenos, glutationa e produtos de glutationilação, e avaliá-los em sistemas modelos, celular e animal, e em humanos. A avaliação dos níveis urinários de três nucleosídeos modificados por metodologia de HPLC-MS/MS desenvolvida pelo grupo em moradores da cidade de São Paulo - região com poluição atmosférica - demonstrou aumento significativo de 1,N2-propanodGuo comparado aos moradores de região não poluída. Ademais, comprova-se pela primeira vez que células deficientes em reparo de ligações cruzadas apresentam níveis basais elevados de 1,N2-propanodGuo, em duas linhagens independentes, colocando este aduto como potencial mediador de carcinogênese em pacientes portadores de Anemia de Fanconi. Utilizando cérebro de ratos SOD1G93A (modelo de Esclerose Lateral Amiotrófica - ELA), verificou-se aumento de 50% nos níveis de 1,N2-propanodGuo e de 100% nos de 1,N6-εdAdo em fase sintomática, sugerindo influência do conteúdo lipídico cerebral, levando a comprometimento do metabolismo neuronal e morte celular. O perfil de aldeídos determinado em cérebro de ratos SOD1G93A demonstrou aumento de trans-hexa-2-enal e trans,trans-hexa-2,4-dienal em fase assintomática e de trans,trans-deca-2,4-dienal em fase sintomática, não sendo observada nenhuma alteração na medula. Conhecer estas variações permite direcionar estudos de modificações em biomoléculas, além de a metodologia per se corroborar com as áreas de análises lipidômicas. Técnicas distintas e o preparo de amostras refletiram nos níveis de glutationa reduzida (GSH) e oxidada (GSSG) relatados. A técnica de espectrometria de massas mostrou-se mais precisa que a detecção eletroquímica; e a alquilação do grupo tiol minimizou interferências de matriz. Por análise de HPLC-UV/Vis-ESI-MS/MS, a quantificação de trans-4-hidroxi-2-nonenal (HNE) e crotonaldeido conjugados com GSH demonstrou não haver alterações em cérebro e medula de ratos SOD1G93A. Contudo, há formação esteroespecífica dos adutos de HNE in vivo. Ressalta-se que a metodologia desenvolvida é extremamente sensível e específica e permite análise simultânea de GSH, GSSG, cisteína, cistina e dos adutos supracitados, servindo para análise de outros adutos de glutationilação de aldeídos que possam ser importantes em doenças associadas a estresse redox

Free radicais and oxidant species are associated with toxicological and pathophysiological processes. It has been demonstrated that production of reactive oxygen species may be involved in cell signaling and regulation. Several biomarkers of redox processes have been used, including adducts formed through the reaction of α,ß-unsaturated aldehydes with biomolecules such as DNA. In order to avoid these deleterious effects, aldehydes are detoxified through glutathionylation and further metabolized to mercapturic derivatives. However, assessing the redox status in biological systems is still a very complex task, and the difficulty in practical and accurate quantification of signaling effects and/or molecular damage is a major problem in redox studies. The objective of this work was to develop accurate and sensitive methods for analysis of potential biomarkers of redox stress, i.e., modified nucleosides, endogenous and exogenous aldehydes, glutathione and glutathionylation products, and their evaluation in cell, animal model and humans. Evaluation of urinary levels of 1,N2-propano-2'-deoxyguanosine (1,N2-propanodGuo), 1,N2-etheno-2'-deoxyguanosine and 8-oxo-7,8-dihydro-2'-deoxyguanosine in residents of São Paulo City - polluted region - showed a significant increase (p<0.05) in 1,N2-propanodGuo levels compared to residents of an unpolluted region by a HPLC-MS/MS methodology developed by the group. Moreover, it was proven, for the first time, that repair deficient cells have basal levels of 1,N2-propanodGuo higher than proficient cells in two independent strains, placing 1,N2-propanodGuo as a potential mediator of carcinogenesis in Fanconi Anemia patients. In an Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) animal model (SOD1G93A rat) , a 50% increase in the levels of 1,N2-propanodGuo and 100% in the 1,N6-etheno-2'-deoxyadenosine in brain tissue in the symptomatic phase was observed, suggesting that the high brain lipid content may play a role, leading to impairment of cell metabolism and neuronal cell death. There is an increase of trans-hex-2-enal and trans,trans-hexa-2,4-dienal in asymptomatic SOD1G93A rats brain and of trans,trans-deca-2,4-dienal in symptomatic ones. However, no alteration was observed in spinal cord. Our approach contributes to a better understanding of the aldehyde status in vivo and allows us to predict biomolecule modifications. The developed methodology can contribute to lipidomic studies. The use of different techniques and sample preparation reflected in the reported levels of reduced (GSH) and oxidized glutathione (GSSG). The mass spectrometry technique proved to be more accurate than the electrochemical one, and the use of thiol alkylating agent minimizes matrix interference. No changes were observed in the levels of the GSH conjugates of trans-4-hydroxy-2-nonenal (HNE) and crotonaldehyde in brain and spinal cord of SOD1G93A rats quantified by HPLC-UV/Vis-ESI-MS/MS compared to controls. However, it was observed stereospecific HNE adducts formation in vivo. Note that this methodology is extremely sensitive and specific and allows simultaneous analysis of GSH, GSSG, Cys, cystine and the aforementioned adducts, serving for analysis of other aldehyde-glutathionylation adducts that may be important in pathologies associated with stress redox

Modificação de proteínas por produtos de oxidação do colesterol: mecanismos e implicações biológicas / Modification of proteins by oxidation products of cholesterol: mechanisms and biological implications

O colesterol é um importante componente das membranas celulares em eucariotos superiores, desempenhando papéis estruturais e funcionais. O colesterol possui uma insaturação em sua estrutura sendo, portanto, alvo de oxidação mediada por espécies reativas de oxigênio e/ou nitrogênio. A oxidação não enzimática do colesterol gera, como produtos primários, os hidroperóxidos de colesterol. Tais moléculas, por sua vez, são altamente reativas e podem reagir com metais livres e/ou metaloproteínas, trazendo consequências à celula. Neste sentido, o primeiro capítulo deste trabalho tem como objetivo estudar a reação dos hidroperóxidos de colesterol (ChOOH) com o citocromo c (citc), uma heme proteína envolvida no transporte de elétrons na mitocôndria. Análises de espectroscopia no UV-Vis mostraram que o ChOOH promove o bleaching da banda Soret do citc de uma maneira dose-dependente. Mais ainda, esta reação leva à formação de radicais centrados em carbono tanto na proteína como no lipídeo, sugerindo uma redução homolítica do ChOOH. Como consequências, pode-se observar a oligomerização do citc, um processo que pode influenciar no transporte de elétrons bem como na sinalização para a apoptose. A partir da reação do citc com ChOOH podem surgir, direta ou indiretamente, outras espécies reativas, como aldeídos, cetonas e epóxidos. Dentre estas, destacam-se os aldeídos de colesterol, em particular o colesterol secoaldeído (CSec) e o carboxialdeído (ChAld), uma vez que foram encontrados elevados em placas ateroscleróticas e em tecidos cerebrais de pacientes com doenças neurodegenerativas. Tais espécies podem reagir com resíduos de aminoácidos provocando alterações estruturais e funcionais em proteínas. Neste sentido, o segundo capítulo deste trabalho tem como objetivo estudar a reação do ChAld com citc. Usando modelos mimétivos de membrana e espectrometria de massas, foi mostrado que o ChAld modifica covalentemente o citc por um mecanismo consistente com a formação de bases de Schiff. Tal modificação ocorre preferencialmente em resíduos de lisina que interagem com a membrana. Estas modificações influenciam na afinidade do citc pela membrana, aumentando sua aderência, o que pode ter influência no transporte de elétrons e sinalização para a apoptose. No terceiro e último capítulo deste trabalho nós buscamos uma ferramente analítica que permitisse analisar modificação de proteínas promovidas por produtos de oxidação de colesterol e outros esteróis. Em um estudo realizado em colaboração com o grupo do professor Porter na Universidade de Vanderbilt, utilizamos ensaios baseados em click chemistry para buscar proteínas modificadas. Para isso, foram sintetizados derivados de colesterol e 7-deidrocolesterol (7-DHC, precursor imediato do colesterol) contendo um grupo alquinil na sua cadeia lateral. Este grupo pode ser ligado a um grupo azida por meio de uma reação de cicloadição, em um processo conhecido como click chemistry. Após a síntese e caracterização dos derivados lipídicos contendo o grupo alquinil na cadeia lateral, células Neuro2a foram tratadas com o alquinil-7-DHC e o alquinil-colesterol para averiguar seu metabolismo. Análises por HPLC-MS/MS mostraram que ambos derivados contendo o grupo alquinil foram metabolisados e convertdos nos respectivos ésteres. Usando um modelo celular para a doença conhecida como Sindrome de Smith-Lemli-Opitz (SLOS), doença caracterizada pela deficiência na enzima 7-deidrocolesterol redutase, foi mostrado que o acúmulo característico de 7-DHC nos pacientes pode levar a uma maior modificação de proteínas promovidas por seus derivados, o que pode contribuir para o desenvolvimento da doença

Cholesterol is an important component of eukaryotic cellular membranes, where it has an influence in the fluidity and stability. Due to the presence of a double bond in its structure, cholesterol can be oxidized by reactive oxygen and nitrogen species. This non-enzymatic oxidation generates, as primary products, cholesterol hydroperoxides. Such molecules, in turn, are highly reactive and can react with free metal ions and/or metalloproteins, affecting cell metabolism. Therefore, the first chapter of the present study aims to investigate the reaction of cholesterol hydroperoxides (ChOOH) with cytochrome c (cytc), a heme protein involved in the mitochondrial electron transport. Spectroscopic analyses in the UV-Vis region showed that ChOOH induces a dose-dependent bleaching of cytc's Soret band. In addition, this reaction leads to the formation of carbon-centered radicals on both protein and lipid, suggesting a homolytic reduction of ChOOH. As consequences, cytc undergoes oligomerization, a process that can influence electron transport and apoptosis signaling. The reaction of cytc and ChOOH can produce, directly or indirectly, reactive species such as epoxides, aldehydes and ketones. Among them, cholesterol aldehydes, such as cholesterol secoaldehyde (CSec) and cholesterol carboxyaldehyde (ChAld), are of particular interest, since they were previously found elevated in atherosclerotic plaques and brain tissue of patients bearing neurodegenerative diseases. These species can also react with amino acid residues leading to protein denaturation and malfunction. With that in mind, the second chapter of this study aims to investigate the reaction of ChAld and cytc. Using mimetic membrane models and mass spectrometry analyses, we showed that ChAld covalently modifies cytc through a mechanism consistent with the formation of Schiff base adducts. Such modification occurs mostly at lysine residues that are known to interact with the membrane. The modifications have an influence in the affinity of cytc to the membrane, where they increase its binding to the membrane, a process that could affect the electron transport and apoptosis signaling. In the last and third chapter of this study we wanted an analytical tool that allowed the investigation of protein adduction promoted by cholesterol and other sterols-derived oxidation products. In a study performed in collaboration with the Porter group from Vanderbilt University, we used analyses based on click chemistry to search for protein adduction. To address that, we first synthesized derivatives of cholesterol and 7-dehydrocholesterol (7-DHC, the immediate precursor of cholesterol) containing an alkynyl group in the side chain. The alkynyl group can be ligated to an azide group through a cycloaddition reaction, in a process known as click chemistry. After the synthesis and characterization of alkynyl derivatives, Neuro2a cells were treated with alkynyl-7-DHC and alkynyl-cholesterol to check their metabolism. HPLC-MS/MS analyses showed that both alkynyl derivatives are metabolized and converted into their respective esters. In addition, using a cell model for Smith-Lemli-Optiz Syndrome (SLOS), a disease characterized by the deficiency in the dehydrocholesterol reductase 7, we showed that the characteristic accumulation of 7-DHC in SLOS patients might be associated with protein adduction promoted by its oxidation products, which might contribute to the development of the disease

Constituintes voláteis dos frutos de Licania tomentosa Benth

The aroma of Licania tomentosa was obtained by hydrodistillation and extraction with pentane and their volatiles constituents were identified by gas chromatography - mass spectrometry (GC/MS). The main components identified were 1-hexanol (11.1%), 4-heptanol (10.5%), 3-methylbutyl butanoate (7.4%), hexanal (7.1%) and myrcene (6.4%).

O aroma dos frutos de Licania tomentosa foi obtido por hidrodestilação e extração com pentano, e seus constituintes voláteis identificados através de cromatografia de gás acoplada à espectrometria de massas (CG/EM). Os principais componentes identificados foram l-hexanol (11,1%), 4-heptanol (10,5%), butanoato de 3-metilbutila (7,4%), hexanal (7,1%) e mirceno (6,4%).