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)

L-DOPA extradiol dioxigenase de amanita muscaria: revisão da sequência codificadora, expressão heteróloga, caracterização funcional e contextualização filogenética / Amanita muscaria L-DOPA extradiol dioxygenase: coding sequence review, heterologous expression, functional characterization, and phylogenetic context

Extradiol dioxigenases são enzimas que catalisam a clivagem oxidativa de ligações C-C entre grupos hidroxila fenólicos adjacentes utilizando catecóis como substratos. Esta classe de enzimas é bem caracterizada em bactérias, onde catalisam a degradação de compostos aromáticos. Na maioria das plantas Caryophyllales, como a beterraba, primavera e a maravilha, L-3,4-diidroxifenilalanina (L-DOPA) extradiol dioxigenases (DODAs) catalisam a clivagem oxidativa de L-DOPA na posição 4,5 gerando o ácido betalâmico, aldeído precursor das betalaínas, uma classe de pigmentos naturais que substitui as antocianinas na pigmentação dessas espécies. Alguns fungos basidiomicetos também produzem betalaínas, como o agário-das-moscas (Amanita muscaria). Nesse organismo, DODA é capaz de catalisar uma clivagem adicional na posição 2,3 da L-DOPA, formando muscaflavina, um isômero do ácido betalâmico que dá origem a uma outra classe de pigmentos naturais: as higroaurinas. Desde a caracterização do gene dodA, o qual codifica para a DODA de A. muscaria (AMAMU), não existem relatos na literatura que explorem a promiscuidade catalítica desta enzima, sua relação com outras linhagens de DODAs e a síntese quimioenzimática de betalaínas a partir desta enzima. Dessa forma, buscamos contextualizar as relações filogenéticas e funcionais entre AMAMU e diferentes linhagens de DODAs, bem como estabelecer um método que viabilize a clonagem, expressão heteróloga e caracterização funcional destaenzima. As análises filogenéticas revelaram que AMAMU possui uma evolução convergente com DODAs de plantas e bactérias e que, apesar de AMAMU ser funcionalmente homóloga à DODA da bactéria Escherichia coli, esta última apresenta homologia com DODAs de plantas. Logo, não há uma relação direta entre a sequência primária de DODAs e sua função. Nós também demonstramos que não há uma relação entre a expressão de transcritos de BvDODA1, e de seu parálogo BvDODA2, e a diferença de pigmentação entre variedades de beterrabas amarelas e vermelhas. A clonagem da sequência codificadora (CDS) publicada para o gene dodA de A. muscaria resultou na retenção do primeiro íntron, o que impedia a sua expressão. Então, uma nova CDS de 558 nucleotídeos foi proposta para este gene, a qual inclui um códon de início da tradução que se mantém na fase de leitura e codifica para uma proteína de 185 resíduos, 43 a menos que AMAMU. A expressão desta CDS resultou na proteína recombinante AmDODA, capaz de catalisar a síntese de ácido betalâmico e muscaflavina a partir de L-DOPA e D-DOPA. AmDODA possui um tamanho aproximado de 22 kDa, com um pH ótimo de atividade de 8,5 e uma constante de Michaelis (KM) de 3,7 ± 0,9 mmol L-1 e de velocidade máxima (Vmax) de 3,3 ± 0,4 µ mol min-1 mg-1. Sua utilização foi demonstrada na síntese quimioenzimática de betalaínas-modelo com potencial aplicação como sondas para microscopia confocal de fluorescência de dois fótons. Neste contexto, esta Tese explora os aspectos moleculares, bioquímicos e biológicos da DODA do fungo A. muscaria e traz importantes contribuições acerca da pigmentação por betalaínas na natureza

Extradiol dioxigenases are enzymes that catalyze the oxidative cleavage of C-C bonds between adjacent phenolic hydroxyl groups using catechols as substrates. This class of enzymes is well characterized in bacteria, where they catalyze the degradation of aromatic compounds. In most plants of the Order Caryophyllales, such as beet, paperflower and four o'clock flower, L-3,4-dihydroxyphenylalanine (L-DOPA) extradiol dioxygenases (DODAs) catalyze the oxidative 4,5-cleavage of L-DOPA generating the betalamic acid, an aldehyde precursor of the betalains, a class of natural pigments that replaces anthocyanins in the pigmentation of these species. Some basidiomycete fungi also produce betalains, such as the fly agaric (Amanita muscaria). In this organism, DODA is able to catalyze an additional 2,3-cleavage of L-DOPA, yielding muscaflavine, an isomer of betalamic acid that gives rise to another class of natural pigments: the hygroaurins. Since the characterization of the dodA gene, which encodes the A. muscaria DODA (AMAMU), there are no reports in the literature that explore the catalytic promiscuity of this enzyme, its relation to other DODAs and the chemoenzymatic synthesis of betalains from this enzyme. Thus, we seek to contextualize the phylogenetic and functional relationships between AMAMU and different DODA lineages, as well as to establish a method that enable the cloning, heterologous expression and functional characterization of this enzyme. Phylogenetic analysis revealed that AMAMU has a convergent evolutionwith plant and bacterial DODAs and that although AMAMU is functionally homologous to the DODA of the Escherichia coli bacteria, this latter is homologous to the plant DODAs. Therefore, there is no direct relationship between the primary sequence of DODAs and their function. We have also shown that there is no relationship between the expression of BvDODA1 transcripts, and its BvDODA2 paralogue, and the pigment difference between yellow and red beet varieties. Cloning of the published coding sequence (CDS) for the dodA gene of A. muscaria resulted in the retention of the first intron, which prevented its expression. Then, a new CDS of 558 nucleotides was proposed for this gene, which includes a translation start codon that remains in the open reading frame and encodes for a protein 185 residues long, 43 less than AMAMU. Expression of this CDS resulted in the recombinant AmDODA protein, able to catalyze the synthesis of betalamic acid and muscaflavine from L-DOPA and D-DOPA. AmDODA has an approximate size of 22 kDa, with an optimum activity pH of 8.5 and a Michaelis constant (KM) of 3.7 ± 0.9 mmol L-1 and a maximum velocity (Vmax) of 3.3 ± 0.4 µmol min-1 mg-1. Its use was demonstrated in the chemoenzymatic synthesis of betalains-model with potential application as probes for confocal microscopy of two-photon fluorescence. In this context, this thesis explores the molecular, biochemical and biological aspects of the DODA of the fungus A. muscaria and brings important contributions about the pigmentation by betalains in nature

Componentes antioxidantes do azeite de oliva: cinética enzimática e estudo da relação entre estresse oxidativo e metabolismo energético no músculo cardíaco de ratos normais e obesos / Antoxidant components of olive oil: enzyme kinetic and study of the relationship between oxidative stress and energy metabolism in the heart muscle of normal and obese mice

O presente trabalho teve por objetivo determinar os efeitos da suplementação nutricional de azeite de oliva extra-virgem e seus fenóis, oleuropeína e ácido caféico, sobre os parâmetros morfométricos, calorimétricos e estresse oxidativo no músculo cardíaco de ratos normais e obesos. Para tanto, foram utilizados 48 ratos, Wistar, 180,52 ± 21,05g, divididos inicialmente em 2 grupos. O grupo P (n=24) foi mantido com ração padrão e água ad libitum e o grupo H (n=24) foi mantido com ração rica em colesterol e sacarose e água ad libitum. Após 21 dias de tratamento os dois grupos foram divididos em 4 subgrupos cada (n=6): (C) considerados controles, mantidos com as respectivas dietas P, ou H e sem suplementação; (AO) receberam respectivamente ração P ou H e suplementação nutricional com azeite de oliva extra-virgem (Colavita, Itália) (3mL/Kg/dia); (O) receberam ração P ou H, respectivamente e suplementação nutricional com oleuropeína (Genay, France) (0,023mg/Kg/dia); (AC) receberam respectivamente ração P ou H e suplementação nutricional com ácido caféico (Sigma, USA) (2,66mg/Kg/dia). O experimento teve duração de 43 dias. Ingestão de ração hipercalórica induziu obesidade. A análise calorimétrica permitiu sugerir que os efeitos da suplementação nutricional com azeite de oliva foram similares à suplementação com ácido cafeico, tanto o azeite de oliva como o ácido cafeico induziram elevação na oxidação de lipídios, independentemente da dieta utilizada. Administração de azeite de oliva e oleuropeína apresentaram atividade antioxidante evidenciada pela elevação nas substâncias antioxidantes totais e redução nas concentrações de hidroperóxido de lipídio, no tecido cardíaco de animais mantidos com ração padrão...

Determinación de las constantes cinéticas de la enzima hipoxantina - guanina fosforribosiltransferasa (HGPRT) en controles normales y en una familia afectada por el Sindrome de Lesch-Nyhan / Determination of the Kinetic constants of hypoxanthine guanine phosphoribosyl transférase enzyme (HGPRT) in normal controls and in a family affected by Lesch-Nyhan’s syndrome

El sindrome de Lesch-Nyhan (SLN) es producido por una deficiencia total de la enzima Hipoxantina-Guanina fosforribosiltransferasa (HGPRT). Las madres de niños afectados por el SLN son heterocigotas obligadas ya que la enfermedad se hereda de forma recesiva ligada al cromosoma X. Una de las células utilizadas para determinar la enfermedad es el eritrocito; sin embargo, la determinación de la condición portadora de las madres con niños afectados no se puede hacer en estas células ya que presentan una actividad que cae dentro del rango considerado normal.Esto sucede porque el eritrocito deficiente en la enzima HGPRT es destruido antes de que alcance la circulación sanguínea. Aplicando los principios cinéticos de Lineweaver-Burk y mediante espectrofotometría se determino la cinética de la (HGPRT) extraída de los eritrocitos de una familia que sufre el Sindrome de Lesch-Nyhan y se compararon con la cinética de esta enzima utilizando eritrocitos de 10 individuos sanos y normales procesados de igual forma. Los dos sustratos estudiados fueron la Guanina y el Fosforribosilpirofosfato (PRPP). La Guanina en individuos normales presentó un rango de Vmax entre 1.7 a 2.8 μmol de GMP/ min/ g Hb. mientras que el rango presentado para la Km fue de 10 a 25 μM. El PRPP en los controles normales presentó un rango para la Vmax de 2 a 2.7 μmol de GMP/min/g Hb y el rango para la Km fue de 301 a 590 μM. estos valores corresponden a lo reportado por otros autores. En la familia estudiada la cual tiene dos niños que padecen el síndrome de Lesch- Nyhan, tanto el padre como la hija presentaron cinéticas que caen dentro del rango considerado normal, mientras que la madre presentó una alteración en la Km para el PRPP ( 1176 μ M ). Cuando se comparó la regresión linear de las pendientes presentadas por los controles con la presentada por la paciente portadora de la enfermedad se encontró que estadísticamente son muy diferentes, diferencia que es ocasionada por el valor elevado de la Km de esta paciente por el sustrato PRPP.

The syndrome of Lesch-Nyhan (SLN) is produced by total deficiency of the enzyme Hipoxanthine-Guanine Phosphoribosyltransferase (HGPRT). The mothers of children affected by the SLN are obliged heterocigotes since the illness is inherited from a recessive way bound to the chromosome X. One of the utilized cells to diagnostic the illness is the erythrocyte; however, the determination of the condition carrier of the mothers with affected children cannot make in these cells since they present an activity that falls inside the normal considered range. This happens because the faulty erythrocyte in the enzyme HGPRT is destroyed before it reaches the blood stream. Applying the kinetic principles of Lineweaver-Burk and by means of espectrophotometry I to carry out the kinetic of the HGPRT enzyme extracted of the erythrocytes of a family that it suffers the SLN and they were compared with the kinetics of this enzyme in erythrocytes of ten individuals health and normal. The two studied substrates were the Guanine and the phosphorybosylpirophosphate(PRPP). The Guanine in normal individuals presented a range of Vmax among 1.7 at 2.8 μmol GMP/min/gHb, while the range presented for the Km went from 10 to 25 μ M. The PRPP in the normal controls presented a range for the Vmax from 2 at 2.7μmol GMP/min/gHb and the range for the Km went from 301 to 590 μM. These ranges are similar to those reported by other authors. In the estudied family which has two children that suffer the SLN , as much the father as the daughter presented kinetic that fall inside the normal considered range, while the mother presented increased the km for the PRPP ( the value of Km for the PRPP of the mother of the children affected by the syndrome was of 1176 μ M. When we compared the pendent the normal controls with the obliged heterocigotes pendent for the PRPP substrate was statisticaly different owing to high Km value.