Fixation of pfcrt chloroquine resistance alleles in Plasmodium falciparum clinical isolates collected from unrest tribal agencies of Pakistan / Fixação de alelos de resistência à cloroquina pfcrt em isolados clínicos de Plasmodium falciparum coletados de agitações de agências tribais do Paquistão

Plasmodium falciparum resistance to Chloroquine (CQ) is a significant cause of mortality and morbidity worldwide. There is a paucity of documented data on the prevalence of CQ-resistant mutant haplotypes of Pfcrt and Pfmdr1 genes from malaria-endemic war effected Federally Administered Tribal Areas of Pakistan. The objective of this study was to investigate the prevalence of P. falciparum CQ-resistance in this area. Clinical isolates were collected between May 2017 and May 2018 from North Waziristan and South Waziristan agencies of Federally Administrated Trial Area. Subsequently, Giemsa-stained blood smears were examined to detect Plasmodium falciparum. Extraction of malarial DNA was done from microscopy positive P. falciparum samples, and P. falciparum infections were confirmed by nested PCR (targeting Plasmodium small subunit ribosomal ribonucleic acid (ssrRNA) genes). All PCR confirmed P. falciparum samples were sequenced by pyrosequencing to find out mutation in Pfcrt gene at codon K76T and in pfmdr1 at codons N86Y, Y184F, N1042D, and D1246Y. Out of 121 microscopies positive P. falciparum cases, 109 samples were positive for P. falciparum by nested PCR. Pfcrt K76T mutation was found in 96% of isolates, Pfmdr1 N86Y mutation was observed in 20%, and 11% harboured Y184F mutation. All samples were wild type for Pfmdr1 codon N1042D and D1246Y. In the FATA, Pakistan, the frequency of resistant allele 76T remained high despite the removal of CQ. However, current findings of the study suggest complete fixation of P. falciparum CQ‑resistant genotype in the study area.

A resistência do Plasmodium falciparum à cloroquina (CQ) é uma causa significativa de mortalidade e morbidade em todo o mundo. Há uma escassez de dados documentados sobre a prevalência de haplótipos mutantes CQ-resistentes dos genes Pfcrt e Pfmdr1 da guerra endêmica da malária em áreas tribais administradas pelo governo federal do Paquistão. O objetivo deste estudo foi investigar a prevalência de resistência a CQ de P. falciparum nesta área. Isolados clínicos foram coletados entre maio de 2017 e maio de 2018 nas agências do Waziristão do Norte e do Waziristão do Sul da Área de Ensaio Administrada Federalmente. Posteriormente, esfregaços de sangue corados com Giemsa foram examinados para detectar Plasmodium falciparum. A extração do DNA da malária foi feita a partir de amostras de P. falciparum positivas para microscopia, e as infecções por P. falciparum foram confirmadas por nested PCR (visando genes de ácido ribonucleico ribossômico de subunidade pequena de Plasmodium (ssrRNA)). Todas as amostras de P. falciparum confirmadas por PCR foram sequenciadas por pirosequenciamento para descobrir a mutação no gene Pfcrt no códon K76T e em pfmdr1 nos códons N86Y, Y184F, N1042D e D1246Y. De 121 microscopias de casos positivos de P. falciparum, 109 amostras foram positivas para P. falciparum por nested PCR. A mutação Pfcrt K76T foi encontrada em 96% dos isolados, a mutação Pfmdr1 N86Y foi observada em 20% e 11% abrigou a mutação Y184F. Todas as amostras eram do tipo selvagem para o códon N1042D e D1246Y de Pfmdr1. No FATA, Paquistão, a frequência do alelo resistente 76T permaneceu alta apesar da remoção de CQ. No entanto, as descobertas atuais do estudo sugerem a fixação completa do genótipo resistente a CQ de P. falciparum na área de estudo.

Fixation of pfcrt chloroquine resistance alleles in Plasmodium falciparum clinical isolates collected from unrest tribal agencies of Pakistan

Abstract Plasmodium falciparum resistance to Chloroquine (CQ) is a significant cause of mortality and morbidity worldwide. There is a paucity of documented data on the prevalence of CQ-resistant mutant haplotypes of Pfcrt and Pfmdr1 genes from malaria-endemic war effected Federally Administered Tribal Areas of Pakistan. The objective of this study was to investigate the prevalence of P. falciparum CQ-resistance in this area. Clinical isolates were collected between May 2017 and May 2018 from North Waziristan and South Waziristan agencies of Federally Administrated Trial Area. Subsequently, Giemsa-stained blood smears were examined to detect Plasmodium falciparum. Extraction of malarial DNA was done from microscopy positive P. falciparum samples, and P. falciparum infections were confirmed by nested PCR (targeting Plasmodium small subunit ribosomal ribonucleic acid (ssrRNA) genes). All PCR confirmed P. falciparum samples were sequenced by pyrosequencing to find out mutation in Pfcrt gene at codon K76T and in pfmdr1 at codons N86Y, Y184F, N1042D, and D1246Y. Out of 121 microscopies positive P. falciparum cases, 109 samples were positive for P. falciparum by nested PCR. Pfcrt K76T mutation was found in 96% of isolates, Pfmdr1 N86Y mutation was observed in 20%, and 11% harboured Y184F mutation. All samples were wild type for Pfmdr1 codon N1042D and D1246Y. In the FATA, Pakistan, the frequency of resistant allele 76T remained high despite the removal of CQ. However, current findings of the study suggest complete fixation of P. falciparum CQ-resistant genotype in the study area.

Resumo A resistência do Plasmodium falciparum à cloroquina (CQ) é uma causa significativa de mortalidade e morbidade em todo o mundo. Há uma escassez de dados documentados sobre a prevalência de haplótipos mutantes CQ-resistentes dos genes Pfcrt e Pfmdr1 da guerra endêmica da malária em áreas tribais administradas pelo governo federal do Paquistão. O objetivo deste estudo foi investigar a prevalência de resistência a CQ de P. falciparum nesta área. Isolados clínicos foram coletados entre maio de 2017 e maio de 2018 nas agências do Waziristão do Norte e do Waziristão do Sul da Área de Ensaio Administrada Federalmente. Posteriormente, esfregaços de sangue corados com Giemsa foram examinados para detectar Plasmodium falciparum. A extração do DNA da malária foi feita a partir de amostras de P. falciparum positivas para microscopia, e as infecções por P. falciparum foram confirmadas por nested PCR (visando genes de ácido ribonucleico ribossômico de subunidade pequena de Plasmodium (ssrRNA)). Todas as amostras de P. falciparum confirmadas por PCR foram sequenciadas por pirosequenciamento para descobrir a mutação no gene Pfcrt no códon K76T e em pfmdr1 nos códons N86Y, Y184F, N1042D e D1246Y. De 121 microscopias de casos positivos de P. falciparum, 109 amostras foram positivas para P. falciparum por nested PCR. A mutação Pfcrt K76T foi encontrada em 96% dos isolados, a mutação Pfmdr1 N86Y foi observada em 20% e 11% abrigou a mutação Y184F. Todas as amostras eram do tipo selvagem para o códon N1042D e D1246Y de Pfmdr1. No FATA, Paquistão, a frequência do alelo resistente 76T permaneceu alta apesar da remoção de CQ. No entanto, as descobertas atuais do estudo sugerem a fixação completa do genótipo resistente a CQ de P. falciparum na área de estudo.

Fixation of pfcrt chloroquine resistance alleles in Plasmodium falciparum clinical isolates collected from unrest tribal agencies of Pakistan / Fixação de alelos de resistência à cloroquina pfcrt em isolados clínicos de Plasmodium falciparum coletados de agitações de agências tribais do Paquistão

Abstract Plasmodium falciparum resistance to Chloroquine (CQ) is a significant cause of mortality and morbidity worldwide. There is a paucity of documented data on the prevalence of CQ-resistant mutant haplotypes of Pfcrt and Pfmdr1 genes from malaria-endemic war effected Federally Administered Tribal Areas of Pakistan. The objective of this study was to investigate the prevalence of P. falciparum CQ-resistance in this area. Clinical isolates were collected between May 2017 and May 2018 from North Waziristan and South Waziristan agencies of Federally Administrated Trial Area. Subsequently, Giemsa-stained blood smears were examined to detect Plasmodium falciparum. Extraction of malarial DNA was done from microscopy positive P. falciparum samples, and P. falciparum infections were confirmed by nested PCR (targeting Plasmodium small subunit ribosomal ribonucleic acid (ssrRNA) genes). All PCR confirmed P. falciparum samples were sequenced by pyrosequencing to find out mutation in Pfcrt gene at codon K76T and in pfmdr1 at codons N86Y, Y184F, N1042D, and D1246Y. Out of 121 microscopies positive P. falciparum cases, 109 samples were positive for P. falciparum by nested PCR. Pfcrt K76T mutation was found in 96% of isolates, Pfmdr1 N86Y mutation was observed in 20%, and 11% harboured Y184F mutation. All samples were wild type for Pfmdr1 codon N1042D and D1246Y. In the FATA, Pakistan, the frequency of resistant allele 76T remained high despite the removal of CQ. However, current findings of the study suggest complete fixation of P. falciparum CQ-resistant genotype in the study area.

Resumo A resistência do Plasmodium falciparum à cloroquina (CQ) é uma causa significativa de mortalidade e morbidade em todo o mundo. Há uma escassez de dados documentados sobre a prevalência de haplótipos mutantes CQ-resistentes dos genes Pfcrt e Pfmdr1 da guerra endêmica da malária em áreas tribais administradas pelo governo federal do Paquistão. O objetivo deste estudo foi investigar a prevalência de resistência a CQ de P. falciparum nesta área. Isolados clínicos foram coletados entre maio de 2017 e maio de 2018 nas agências do Waziristão do Norte e do Waziristão do Sul da Área de Ensaio Administrada Federalmente. Posteriormente, esfregaços de sangue corados com Giemsa foram examinados para detectar Plasmodium falciparum. A extração do DNA da malária foi feita a partir de amostras de P. falciparum positivas para microscopia, e as infecções por P. falciparum foram confirmadas por nested PCR (visando genes de ácido ribonucleico ribossômico de subunidade pequena de Plasmodium (ssrRNA)). Todas as amostras de P. falciparum confirmadas por PCR foram sequenciadas por pirosequenciamento para descobrir a mutação no gene Pfcrt no códon K76T e em pfmdr1 nos códons N86Y, Y184F, N1042D e D1246Y. De 121 microscopias de casos positivos de P. falciparum, 109 amostras foram positivas para P. falciparum por nested PCR. A mutação Pfcrt K76T foi encontrada em 96% dos isolados, a mutação Pfmdr1 N86Y foi observada em 20% e 11% abrigou a mutação Y184F. Todas as amostras eram do tipo selvagem para o códon N1042D e D1246Y de Pfmdr1. No FATA, Paquistão, a frequência do alelo resistente 76T permaneceu alta apesar da remoção de CQ. No entanto, as descobertas atuais do estudo sugerem a fixação completa do genótipo resistente a CQ de P. falciparum na área de estudo.

Fixation of pfcrt chloroquine resistance alleles in Plasmodium falciparum clinical isolates collected from unrest tribal agencies of Pakistan / Fixação de alelos de resistência à cloroquina pfcrt em isolados clínicos de Plasmodium falciparum coletados de agitações de agências tribais do Paquistão

Plasmodium falciparum resistance to Chloroquine (CQ) is a significant cause of mortality and morbidity worldwide. There is a paucity of documented data on the prevalence of CQ-resistant mutant haplotypes of Pfcrt and Pfmdr1 genes from malaria-endemic war effected Federally Administered Tribal Areas of Pakistan. The objective of this study was to investigate the prevalence of P. falciparum CQ-resistance in this area. Clinical isolates were collected between May 2017 and May 2018 from North Waziristan and South Waziristan agencies of Federally Administrated Trial Area. Subsequently, Giemsa-stained blood smears were examined to detect Plasmodium falciparum. Extraction of malarial DNA was done from microscopy positive P. falciparum samples, and P. falciparum infections were confirmed by nested PCR (targeting Plasmodium small subunit ribosomal ribonucleic acid (ssrRNA) genes). All PCR confirmed P. falciparum samples were sequenced by pyrosequencing to find out mutation in Pfcrt gene at codon K76T and in pfmdr1 at codons N86Y, Y184F, N1042D, and D1246Y. Out of 121 microscopies positive P. falciparum cases, 109 samples were positive for P. falciparum by nested PCR. Pfcrt K76T mutation was found in 96% of isolates, Pfmdr1 N86Y mutation was observed in 20%, and 11% harboured Y184F mutation. All samples were wild type for Pfmdr1 codon N1042D and D1246Y. In the FATA, Pakistan, the frequency of resistant allele 76T remained high despite the removal of CQ. However, current findings of the study suggest complete fixation of P. falciparum CQ‑resistant genotype in the study area.(AU)

A resistência do Plasmodium falciparum à cloroquina (CQ) é uma causa significativa de mortalidade e morbidade em todo o mundo. Há uma escassez de dados documentados sobre a prevalência de haplótipos mutantes CQ-resistentes dos genes Pfcrt e Pfmdr1 da guerra endêmica da malária em áreas tribais administradas pelo governo federal do Paquistão. O objetivo deste estudo foi investigar a prevalência de resistência a CQ de P. falciparum nesta área. Isolados clínicos foram coletados entre maio de 2017 e maio de 2018 nas agências do Waziristão do Norte e do Waziristão do Sul da Área de Ensaio Administrada Federalmente. Posteriormente, esfregaços de sangue corados com Giemsa foram examinados para detectar Plasmodium falciparum. A extração do DNA da malária foi feita a partir de amostras de P. falciparum positivas para microscopia, e as infecções por P. falciparum foram confirmadas por nested PCR (visando genes de ácido ribonucleico ribossômico de subunidade pequena de Plasmodium (ssrRNA)). Todas as amostras de P. falciparum confirmadas por PCR foram sequenciadas por pirosequenciamento para descobrir a mutação no gene Pfcrt no códon K76T e em pfmdr1 nos códons N86Y, Y184F, N1042D e D1246Y. De 121 microscopias de casos positivos de P. falciparum, 109 amostras foram positivas para P. falciparum por nested PCR. A mutação Pfcrt K76T foi encontrada em 96% dos isolados, a mutação Pfmdr1 N86Y foi observada em 20% e 11% abrigou a mutação Y184F. Todas as amostras eram do tipo selvagem para o códon N1042D e D1246Y de Pfmdr1. No FATA, Paquistão, a frequência do alelo resistente 76T permaneceu alta apesar da remoção de CQ. No entanto, as descobertas atuais do estudo sugerem a fixação completa do genótipo resistente a CQ de P. falciparum na área de estudo.(AU)

Molecular Epidemiology of Plasmodium species in Conflicted Federally Administered Tribal Area (FATA) Pakistan / Epidemiologia molecular de espécies de plasmódio em área tribal sob administração federal em conflito do Paquistão

Military conflicts have been significant obstacles in detecting and treating infectious disease diseases due to the diminished public health infrastructure, resulting in malaria endemicity. A variety of violent and destructive incidents were experienced by FATA (Federally Administered Tribal Areas). It was a struggle to pursue an epidemiological analysis due to continuing conflict and Talibanization. Clinical isolates were collected from Bajaur, Mohmand, Khyber, Orakzai agencies from May 2017 to May 2018. For Giemsa staining, full blood EDTA blood samples have been collected from symptomatic participants. Malaria-positive microscopy isolates were spotted on filter papers for future Plasmodial molecular detection by nested polymerase chain reaction (nPCR) of small subunit ribosomal ribonucleic acid (ssrRNA) genes specific primers. Since reconfirming the nPCR, a malariometric study of 762 patients found 679 positive malaria cases. Plasmodium vivax was 523 (77%), Plasmodium falciparum 121 (18%), 35 (5%) were with mixed-species infection (P. vivax plus P. falciparum), and 83 were declared negative by PCR. Among the five agencies of FATA, Khyber agency has the highest malaria incidence (19%) with followed by P. vivax (19%) and P. falciparum (4.1%). In contrast, Kurram has about (14%), including (10.8%) P. vivax and (2.7%) P. falciparum cases, the lowest malaria epidemiology. Surprisingly, no significant differences in the distribution of mixed-species infection among all five agencies. P. falciparum and P. vivax were two prevalent FATA malaria species in Pakistan's war-torn area. To overcome this rising incidence of malaria, this study recommends that initiating malaria awareness campaigns in school should be supported by public health agencies and malaria related education locally, targeting children and parents alike.

Os conflitos militares têm sido obstáculos significativos na detecção e tratamento de doenças infecciosas devido à diminuição da infraestrutura de saúde pública, resultando na endemicidade da malária. Uma variedade de incidentes violentos e destrutivos foi vivida pelas FATA (áreas tribais administradas pelo governo federal). Foi uma luta busca ruma análise epidemiológica devido ao conflito contínuo e à talibanização. Isolados clínicos foram coletados de agências Bajaur, Mohmand, Khyber e Orakzai, de maio de 2017 a maio de 2018. Para a coloração de Giemsa, amostras de sangue completo com EDTA foram coletadas de participantes sintomáticos. Isolados de microscopia positivos para malária foram colocados em papéis de filtro para futura detecção molecular plasmódica por reação em cadeia da polimerase aninhada (nPCR) de primers específicos de genes de subunidade ribossômica de ácido ribonucleico (ssrRNA). Desde a reconfirmação do nPCR, um estudo malariométrico de 762 pacientes encontrou 679 casos positivos de malária. Plasmodium vivax foi 523 (77%), Plasmodium falciparum 121 (18%), 35 (5%) eram com infecção de espécies mistas (P. vivax mais P. falciparum) e 83 foram declarados negativos por PCR. Entre as cinco agências da FATA, a agência Khyber tem a maior incidência de malária (19%), seguida por P. vivax (19%) e P. falciparum (4,1%). Em contraste, Kurram tem cerca de 14%, incluindo 10,8% casos de P. vivax e 2,7% P. falciparum, a epidemiologia de malária mais baixa. Surpreendentemente, não há diferenças significativas na distribuição da infecção de espécies mistas entre todas as cinco agências. P. falciparum e P. vivax foram duas espécies prevalentes de malária FATA na área devastada pela guerra no Paquistão. Para superar essa incidência crescente de malária, este estudo recomenda que o início de campanhas de conscientização sobre a malária na escola deve ser apoiado por agências de saúde pública e educação relacionada com a malária localmente, visando crianças e pais.

Molecular Epidemiology of Plasmodium species in Conflicted Federally Administered Tribal Area (FATA) Pakistan

Abstract Military conflicts have been significant obstacles in detecting and treating infectious disease diseases due to the diminished public health infrastructure, resulting in malaria endemicity. A variety of violent and destructive incidents were experienced by FATA (Federally Administered Tribal Areas). It was a struggle to pursue an epidemiological analysis due to continuing conflict and Talibanization. Clinical isolates were collected from Bajaur, Mohmand, Khyber, Orakzai agencies from May 2017 to May 2018. For Giemsa staining, full blood EDTA blood samples have been collected from symptomatic participants. Malaria-positive microscopy isolates were spotted on filter papers for future Plasmodial molecular detection by nested polymerase chain reaction (nPCR) of small subunit ribosomal ribonucleic acid (ssrRNA) genes specific primers. Since reconfirming the nPCR, a malariometric study of 762 patients found 679 positive malaria cases. Plasmodium vivax was 523 (77%), Plasmodium falciparum 121 (18%), 35 (5%) were with mixed-species infection (P. vivax plus P. falciparum), and 83 were declared negative by PCR. Among the five agencies of FATA, Khyber agency has the highest malaria incidence (19%) with followed by P. vivax (19%) and P. falciparum (4.1%). In contrast, Kurram has about (14%), including (10.8%) P. vivax and (2.7%) P. falciparum cases, the lowest malaria epidemiology. Surprisingly, no significant differences in the distribution of mixed-species infection among all five agencies. P. falciparum and P. vivax were two prevalent FATA malaria species in Pakistans war-torn area. To overcome this rising incidence of malaria, this study recommends that initiating malaria awareness campaigns in school should be supported by public health agencies and malaria-related education locally, targeting children and parents alike.

Resumo Os conflitos militares têm sido obstáculos significativos na detecção e tratamento de doenças infecciosas devido à diminuição da infraestrutura de saúde pública, resultando na endemicidade da malária. Uma variedade de incidentes violentos e destrutivos foi vivida pelas FATA (áreas tribais administradas pelo governo federal). Foi uma luta buscar uma análise epidemiológica devido ao conflito contínuo e à talibanização. Isolados clínicos foram coletados de agências Bajaur, Mohmand, Khyber e Orakzai, de maio de 2017 a maio de 2018. Para a coloração de Giemsa, amostras de sangue completo com EDTA foram coletadas de participantes sintomáticos. Isolados de microscopia positivos para malária foram colocados em papéis de filtro para futura detecção molecular plasmódica por reação em cadeia da polimerase aninhada (nPCR) de primers específicos de genes de subunidade ribossômica de ácido ribonucleico (ssrRNA). Desde a reconfirmação do nPCR, um estudo malariométrico de 762 pacientes encontrou 679 casos positivos de malária. Plasmodium vivax foi 523 (77%), Plasmodium falciparum 121 (18%), 35 (5%) eram com infecção de espécies mistas (P. vivax mais P. falciparum) e 83 foram declarados negativos por PCR. Entre as cinco agências da FATA, a agência Khyber tem a maior incidência de malária (19%), seguida por P. vivax (19%) e P. falciparum (4,1%). Em contraste, Kurram tem cerca de 14%, incluindo 10,8% casos de P. vivax e 2,7% P. falciparum, a epidemiologia de malária mais baixa. Surpreendentemente, não há diferenças significativas na distribuição da infecção de espécies mistas entre todas as cinco agências. P. falciparum e P. vivax foram duas espécies prevalentes de malária FATA na área devastada pela guerra no Paquistão. Para superar essa incidência crescente de malária, este estudo recomenda que o início de campanhas de conscientização sobre a malária na escola deve ser apoiado por agências de saúde pública e educação relacionada com a malária localmente, visando crianças e pais.

Evaluation of potential ecological risk assessment of toxic metal (lead) in contaminated meadows in the vicinity of suburban city: soil vs forages vs livestock / Avaliação de risco ecológico em potencial avaliação de metal tóxico (chumbo) em prados contaminados nas proximidades da cidade suburbana: solo x forragens x gado

Heavy metal toxicity is becoming an increasing concern for environmental, human and animal health. The current research analyzed the lead (Pb) contamination in the food chain under three different irrigation sources (ground, canal, and wastewater). Soil, plant and animal samples were collected from the Jhang district of Pakistan and processed with an atomic absorption spectrophotometer. Lead concentration varied in the samples as: 5.22-10.73 mg/kg in soil, 2.46-10.34 mg/kg in forages and 0.736-2.45 mg/kg in animal samples. The observed lead concentration in forage and animal blood samples was higher than the standard limits. The pollution load index (0.640-1.32) in soil showed that lead contamination mainly took place at the wastewater irrigating sites. Bio-concentration factor values (0.313-1.15) were lower than one in all samples except Zea mays, showing that lead metal was actively taken up by Zea mays tissues from the soil. Enrichment factor values ranged from 0.849-3.12, showing a moderate level of lead enrichment. Daily intake and health risk index varied between 0.004-0.020 mg/kg/day and 0.906-4.99, respectively. All the samples showed maximum lead concentration at the wastewater irrigating site compared to the ground or canal water application sites. These results recommended that consistent application of wastewater for forage irrigation must be avoided to prevent health hazards associated with lead in the animal and human food chain. Government must implement adequate strategies to protect the animal and human health from the harms of toxic heavy metals.

A toxicidade de metais pesados está se tornando uma preocupação crescente para a saúde ambiental, humana e animal. A pesquisa atual analisou a contaminação por chumbo (Pb) na cadeia alimentar sob três diferentes fontes de irrigação (solo, canal e águas residuais). Amostras de solo, plantas e animais foram coletadas no distrito de Jhang, no Paquistão, e processadas com um espectrofotômetro de absorção atômica. A concentração de chumbo nas amostras variou em: 5,22-10,73 mg/kg no solo, 2,46-10,34 mg/kg nas forragens e 0,736-2,45 mg/kg nas amostras de animais. A concentração de chumbo observada nas amostras de forragem e sangue animal foi superior aos limites padrão. O índice de carga de poluição (0,640-1,32) no solo mostrou que a contaminação por chumbo ocorreu principalmente em locais de irrigação de águas residuais. Os valores do fator de bioconcentração (0,313-1,15) foram menores que um em todas as amostras, exceto Zea mays, mostrando que o chumbo metálico foi ativamente absorvido pelos tecidos de Zea mays do solo. Os valores do fator de enriquecimento variaram de 0,849-3,12, mostrando um nível moderado de enriquecimento de chumbo. A ingestão diária e o índice de risco à saúde variaram entre 0,004-0,020 mg/kg/dia e 0,906-4,99, respectivamente. Todas as amostras mostraram concentração máxima de chumbo no local de irrigação de águas residuais em comparação com os locais de aplicação de água no solo ou no canal. Esses resultados recomendam que a aplicação consistente de águas residuais para irrigação de forragem deve ser evitada para evitar riscos à saúde associados ao chumbo na cadeia alimentar animal e humana. O governo deve implementar estratégias adequadas para proteger a saúde animal e humana dos danos dos metais pesados tóxicos.

Molecular Epidemiology of Plasmodium species in Conflicted Federally Administered Tribal Area (FATA) Pakistan / Epidemiologia molecular de espécies de plasmódio em área tribal sob administração federal em conflito do Paquistão

Military conflicts have been significant obstacles in detecting and treating infectious disease diseases due to the diminished public health infrastructure, resulting in malaria endemicity. A variety of violent and destructive incidents were experienced by FATA (Federally Administered Tribal Areas). It was a struggle to pursue an epidemiological analysis due to continuing conflict and Talibanization. Clinical isolates were collected from Bajaur, Mohmand, Khyber, Orakzai agencies from May 2017 to May 2018. For Giemsa staining, full blood EDTA blood samples have been collected from symptomatic participants. Malaria-positive microscopy isolates were spotted on filter papers for future Plasmodial molecular detection by nested polymerase chain reaction (nPCR) of small subunit ribosomal ribonucleic acid (ssrRNA) genes specific primers. Since reconfirming the nPCR, a malariometric study of 762 patients found 679 positive malaria cases. Plasmodium vivax was 523 (77%), Plasmodium falciparum 121 (18%), 35 (5%) were with mixed-species infection (P. vivax plus P. falciparum), and 83 were declared negative by PCR. Among the five agencies of FATA, Khyber agency has the highest malaria incidence (19%) with followed by P. vivax (19%) and P. falciparum (4.1%). In contrast, Kurram has about (14%), including (10.8%) P. vivax and (2.7%) P. falciparum cases, the lowest malaria epidemiology. Surprisingly, no significant differences in the distribution of mixed-species infection among all five agencies. P. falciparum and P. vivax were two prevalent FATA malaria species in Pakistan's war-torn area. To overcome this rising incidence of malaria, this study recommends that initiating malaria awareness campaigns in school should be supported by public health agencies and malaria related education locally, targeting children and parents alike.(AU)

Os conflitos militares têm sido obstáculos significativos na detecção e tratamento de doenças infecciosas devido à diminuição da infraestrutura de saúde pública, resultando na endemicidade da malária. Uma variedade de incidentes violentos e destrutivos foi vivida pelas FATA (áreas tribais administradas pelo governo federal). Foi uma luta busca ruma análise epidemiológica devido ao conflito contínuo e à talibanização. Isolados clínicos foram coletados de agências Bajaur, Mohmand, Khyber e Orakzai, de maio de 2017 a maio de 2018. Para a coloração de Giemsa, amostras de sangue completo com EDTA foram coletadas de participantes sintomáticos. Isolados de microscopia positivos para malária foram colocados em papéis de filtro para futura detecção molecular plasmódica por reação em cadeia da polimerase aninhada (nPCR) de primers específicos de genes de subunidade ribossômica de ácido ribonucleico (ssrRNA). Desde a reconfirmação do nPCR, um estudo malariométrico de 762 pacientes encontrou 679 casos positivos de malária. Plasmodium vivax foi 523 (77%), Plasmodium falciparum 121 (18%), 35 (5%) eram com infecção de espécies mistas (P. vivax mais P. falciparum) e 83 foram declarados negativos por PCR. Entre as cinco agências da FATA, a agência Khyber tem a maior incidência de malária (19%), seguida por P. vivax (19%) e P. falciparum (4,1%). Em contraste, Kurram tem cerca de 14%, incluindo 10,8% casos de P. vivax e 2,7% P. falciparum, a epidemiologia de malária mais baixa. Surpreendentemente, não há diferenças significativas na distribuição da infecção de espécies mistas entre todas as cinco agências. P. falciparum e P. vivax foram duas espécies prevalentes de malária FATA na área devastada pela guerra no Paquistão. Para superar essa incidência crescente de malária, este estudo recomenda que o início de campanhas de conscientização sobre a malária na escola deve ser apoiado por agências de saúde pública e educação relacionada com a malária localmente, visando crianças e pais.(AU)

Cobalt availability in the soil plant and animal food chain: a study under a peri-urban environment / Disponibilidade de cobalto no solo na cadeia alimentar vegetal e animal: um estudo em ambiente periurbano

Cobalt metal is considered as an essential trace element for the animals. Present investigation was undertaken in the peri-urban area to analyze the cobalt availability in animal food chain by using different indices. Cow, buffalo and sheep samples along with forage and soil samples were collected from the three different sites of District Jhang and analyzed through atomic absorption spectrophotometer. Cobalt values differed in soil samples as 0.315-0.535 mg/kg, forages as 0.127-0.333 mg/kg and animal samples as 0.364-0.504 mg/kg. Analyzed cobalt concentration in soil, forage and animal samples was found to be deficient in concentration with respect to standard limits. Soil showed the minimum cobalt level in Z. mays while maximum concentration was examined in the forage C. decidua samples. All indices examined in this study has values lesser than 1, representing the safer limits of the cobalt concentration in these samples. Enrichment factor (0.071-0.161 mg/kg) showed the highly deficient amount of cobalt enrichment in this area. Bio-concentration factor (0.392-0.883) and pollution load index (0.035-0.059 mg/kg) values were also lesser than 1 explains that plant and soil samples are not contaminated with cobalt metal. The daily intake and health risk index ranged from 0.00019-0.00064 mg/kg/day and 0.0044-0.0150 mg/kg/day respectively. Among the animals, cobalt availability was maximum (0.0150 mg/kg/day) in the buffaloes that grazed on the C. decidua fodder. Results of this study concluded that cobalt containing fertilizers must be applied on the soil and forages. Animal feed derived from the cobalt containing supplements are supplied to the animals, to fulfill the nutritional requirements of livestock.

O metal cobalto é considerado um oligoelemento essencial para os animais. A presente investigação foi realizada na área periurbana para analisar a disponibilidade de cobalto na cadeia alimentar animal usando diferentes índices. Amostras de vacas, búfalos e ovelhas, juntamente com amostras de forragem e solo foram coletadas em três locais diferentes do Distrito Jhang e analisadas por meio de espectrofotômetro de absorção atômica. Os valores de cobalto diferiram em amostras de solo como 0,315-0,535mg/kg, forragens como 0,127-0,333 mg/kg e amostras de animais como 0,364-0,504 mg/kg. A concentração de cobalto analisada no solo, forragem e amostras de animais foi considerada deficiente em relação aos limites padrão. O solo apresentou o teor mínimo de cobalto em Z. mays enquanto a concentração máxima foi examinada nas amostras de forragem C. decidua. Todos os índices examinados neste estudo possuem valores menores que 1, representando os limites mais seguros da concentração de cobalto nestas amostras. O fator de enriquecimento (0,071-0,161 mg/kg) mostrou a quantidade altamente deficiente de enriquecimento de cobalto nesta área. Os valores do fator de bioconcentração (0,392-0,883) e do índice de carga de poluição (0,035-0,059 mg/kg) também foram menores que 1, o que explica que as amostras de plantas e solo não estão contaminadas com cobalto metálico. A ingestão diária e o índice de risco à saúde variaram de 0,00019-0,00064 mg/kg/dia e 0,0044-0,0150 mg/kg/dia, respectivamente. Entre os animais, a disponibilidade de cobalto foi máxima (0,0150 mg/kg/dia) nos búfalos que pastaram na forragem de C. decidua. Os resultados deste estudo concluíram que fertilizantes contendo cobalto devem ser aplicados no solo e nas forragens. A ração animal derivada dos suplementos contendo cobalto é fornecida aos animais, para atender às necessidades nutricionais do gado.

Studies on the recombinant production and anticancer activity of thermostable L- asparaginase I from Pyrococcus abyssi / Estudos sobre a produção recombinante e atividade anticancerígena da L asparaginase I termoestável de Pyrococcus abyssi

L-Asparaginase catalysing the breakdown of L-Asparagine to L-Aspartate and ammonia is an enzyme of therapeutic importance in the treatment of cancer, especially the lymphomas and leukaemia. The present study describes the recombinant production, properties and anticancer potential of enzyme from a hyperthermophilic archaeon Pyrococcus abyssi. There are two genes coding for asparaginase in the genome of this organism. A 918 bp gene encoding 305 amino acids was PCR amplified and cloned in BL21 (DE3) strain of E. coli using pET28a (+) plasmid. The production of recombinant enzyme was induced under 0.5mM IPTG, purified by selective heat denaturation and ion exchange chromatography. Purified enzyme was analyzed for kinetics, in silico structure and anticancer properties. The recombinant enzyme has shown a molecular weight of 33 kDa, specific activity of 1175 U/mg, KM value 2.05mM, optimum temperature and pH 80°C and 8 respectively. No detectable enzyme activity found when L-Glutamine was used as the substrate. In silico studies have shown that the enzyme exists as a homodimer having Arg11, Ala87, Thr110, His112, Gln142, Leu172, and Lys232 being the putative active site residues. The free energy change calculated by molecular docking studies of enzyme and substrate was found as ∆G – 4.5 kJ/mole indicating the affinity of enzyme with the substrate. IC50 values of 5U/mL to 7.5U/mL were determined for FB, caco2 cells and HepG2 cells. A calculated amount of enzyme (5U/mL) exhibited 78% to 55% growth inhibition of caco2 and HepG2 cells. In conclusion, the recombinant enzyme produced and characterized in the present study offers a good candidate for the treatment of cancer. The procedures adopted in the present study can be prolonged for in vivo studies.

A L-asparaginase, que catalisa a degradação da L-asparagina em L-aspartato e amônia, é uma enzima de importância terapêutica no tratamento do câncer, especialmente dos linfomas e da leucemia. O presente estudo descreve a produção recombinante, propriedades e potencial anticancerígeno da enzima de Pyrococcus abyssi, um archaeon hipertermofílico. Existem dois genes que codificam para a asparaginase no genoma desse organismo. Um gene de 918 bp, que codifica 305 aminoácidos, foi amplificado por PCR e clonado na cepa BL21 (DE3) de E. coli usando o plasmídeo pET28a (+). A produção da enzima recombinante foi induzida sob 0,5mM de IPTG, purificada por desnaturação seletiva por calor e cromatografia de troca iônica. A enzima purificada foi analisada quanto à cinética, estrutura in silico e propriedades anticancerígenas. A enzima recombinante apresentou peso molecular de 33 kDa, atividade específica de 1.175 U / mg, valor de KM 2,05 mM, temperatura ótima de 80º C e pH 8. Nenhuma atividade enzimática detectável foi encontrada quando a L-glutamina foi usada como substrato. Estudos in silico mostraram que a enzima existe como um homodímero, com Arg11, Ala87, Thr110, His112, Gln142, Leu172 e Lys232 sendo os resíduos do local ativo putativo. A mudança de energia livre calculada por estudos de docking molecular da enzima e do substrato foi encontrada como ∆G – 4,5 kJ / mol, indicando a afinidade da enzima com o substrato. Valores de IC50 de 5U / mL a 7,5U / mL foram determinados para células FB, células caco2 e células HepG2. Uma quantidade de enzima (5U / mL) apresentou inibição de crescimento de 78% a 55% das células caco2 e HepG2, respectivamente. Em conclusão, a enzima recombinante produzida e caracterizada no presente estudo é uma boa possibilidade para o tratamento do câncer. Os procedimentos adotados na presente pesquisa podem ser aplicados para estudos in vivo.

Studies on the recombinant production and anticancer activity of thermostable L- asparaginase I from Pyrococcus abyssi

Abstract L-Asparaginase catalysing the breakdown of L-Asparagine to L-Aspartate and ammonia is an enzyme of therapeutic importance in the treatment of cancer, especially the lymphomas and leukaemia. The present study describes the recombinant production, properties and anticancer potential of enzyme from a hyperthermophilic archaeon Pyrococcus abyssi. There are two genes coding for asparaginase in the genome of this organism. A 918 bp gene encoding 305 amino acids was PCR amplified and cloned in BL21 (DE3) strain of E. coli using pET28a (+) plasmid. The production of recombinant enzyme was induced under 0.5mM IPTG, purified by selective heat denaturation and ion exchange chromatography. Purified enzyme was analyzed for kinetics, in silico structure and anticancer properties. The recombinant enzyme has shown a molecular weight of 33 kDa, specific activity of 1175 U/mg, KM value 2.05mM, optimum temperature and pH 80°C and 8 respectively. No detectable enzyme activity found when L-Glutamine was used as the substrate. In silico studies have shown that the enzyme exists as a homodimer having Arg11, Ala87, Thr110, His112, Gln142, Leu172, and Lys232 being the putative active site residues. The free energy change calculated by molecular docking studies of enzyme and substrate was found as G 4.5 kJ/mole indicating the affinity of enzyme with the substrate. IC50 values of 5U/mL to 7.5U/mL were determined for FB, caco2 cells and HepG2 cells. A calculated amount of enzyme (5U/mL) exhibited 78% to 55% growth inhibition of caco2 and HepG2 cells. In conclusion, the recombinant enzyme produced and characterized in the present study offers a good candidate for the treatment of cancer. The procedures adopted in the present study can be prolonged for in vivo studies.

Resumo A L-asparaginase, que catalisa a degradação da L-asparagina em L-aspartato e amônia, é uma enzima de importância terapêutica no tratamento do câncer, especialmente dos linfomas e da leucemia. O presente estudo descreve a produção recombinante, propriedades e potencial anticancerígeno da enzima de Pyrococcus abyssi, um archaeon hipertermofílico. Existem dois genes que codificam para a asparaginase no genoma desse organismo. Um gene de 918 bp, que codifica 305 aminoácidos, foi amplificado por PCR e clonado na cepa BL21 (DE3) de E. coli usando o plasmídeo pET28a (+). A produção da enzima recombinante foi induzida sob 0,5mM de IPTG, purificada por desnaturação seletiva por calor e cromatografia de troca iônica. A enzima purificada foi analisada quanto à cinética, estrutura in silico e propriedades anticancerígenas. A enzima recombinante apresentou peso molecular de 33 kDa, atividade específica de 1.175 U / mg, valor de KM 2,05 mM, temperatura ótima de 80º C e pH 8. Nenhuma atividade enzimática detectável foi encontrada quando a L-glutamina foi usada como substrato. Estudos in silico mostraram que a enzima existe como um homodímero, com Arg11, Ala87, Thr110, His112, Gln142, Leu172 e Lys232 sendo os resíduos do local ativo putativo. A mudança de energia livre calculada por estudos de docking molecular da enzima e do substrato foi encontrada como G 4,5 kJ / mol, indicando a afinidade da enzima com o substrato. Valores de IC50 de 5U / mL a 7,5U / mL foram determinados para células FB, células caco2 e células HepG2. Uma quantidade de enzima (5U / mL) apresentou inibição de crescimento de 78% a 55% das células caco2 e HepG2, respectivamente. Em conclusão, a enzima recombinante produzida e caracterizada no presente estudo é uma boa possibilidade para o tratamento do câncer. Os procedimentos adotados na presente pesquisa podem ser aplicados para estudos in vivo.

Studies on the recombinant production and anticancer activity of thermostable L- asparaginase I from Pyrococcus abyssi / Estudos sobre a produção recombinante e atividade anticancerígena da L asparaginase I termoestável de Pyrococcus abyssi

L-Asparaginase catalysing the breakdown of L-Asparagine to L-Aspartate and ammonia is an enzyme of therapeutic importance in the treatment of cancer, especially the lymphomas and leukaemia. The present study describes the recombinant production, properties and anticancer potential of enzyme from a hyperthermophilic archaeon Pyrococcus abyssi. There are two genes coding for asparaginase in the genome of this organism. A 918 bp gene encoding 305 amino acids was PCR amplified and cloned in BL21 (DE3) strain of E. coli using pET28a (+) plasmid. The production of recombinant enzyme was induced under 0.5mM IPTG, purified by selective heat denaturation and ion exchange chromatography. Purified enzyme was analyzed for kinetics, in silico structure and anticancer properties. The recombinant enzyme has shown a molecular weight of 33 kDa, specific activity of 1175 U/mg, KM value 2.05mM, optimum temperature and pH 80°C and 8 respectively. No detectable enzyme activity found when L-Glutamine was used as the substrate. In silico studies have shown that the enzyme exists as a homodimer having Arg11, Ala87, Thr110, His112, Gln142, Leu172, and Lys232 being the putative active site residues. The free energy change calculated by molecular docking studies of enzyme and substrate was found as ∆G 4.5 kJ/mole indicating the affinity of enzyme with the substrate. IC50 values of 5U/mL to 7.5U/mL were determined for FB, caco2 cells and HepG2 cells. A calculated amount of enzyme (5U/mL) exhibited 78% to 55% growth inhibition of caco2 and HepG2 cells. In conclusion, the recombinant enzyme produced and characterized in the present study offers a good candidate for the treatment of cancer. The procedures adopted in the present study can be prolonged for in vivo studies.(AU)

A L-asparaginase, que catalisa a degradação da L-asparagina em L-aspartato e amônia, é uma enzima de importância terapêutica no tratamento do câncer, especialmente dos linfomas e da leucemia. O presente estudo descreve a produção recombinante, propriedades e potencial anticancerígeno da enzima de Pyrococcus abyssi, um archaeon hipertermofílico. Existem dois genes que codificam para a asparaginase no genoma desse organismo. Um gene de 918 bp, que codifica 305 aminoácidos, foi amplificado por PCR e clonado na cepa BL21 (DE3) de E. coli usando o plasmídeo pET28a (+). A produção da enzima recombinante foi induzida sob 0,5mM de IPTG, purificada por desnaturação seletiva por calor e cromatografia de troca iônica. A enzima purificada foi analisada quanto à cinética, estrutura in silico e propriedades anticancerígenas. A enzima recombinante apresentou peso molecular de 33 kDa, atividade específica de 1.175 U / mg, valor de KM 2,05 mM, temperatura ótima de 80º C e pH 8. Nenhuma atividade enzimática detectável foi encontrada quando a L-glutamina foi usada como substrato. Estudos in silico mostraram que a enzima existe como um homodímero, com Arg11, Ala87, Thr110, His112, Gln142, Leu172 e Lys232 sendo os resíduos do local ativo putativo. A mudança de energia livre calculada por estudos de docking molecular da enzima e do substrato foi encontrada como ∆G 4,5 kJ / mol, indicando a afinidade da enzima com o substrato. Valores de IC50 de 5U / mL a 7,5U / mL foram determinados para células FB, células caco2 e células HepG2. Uma quantidade de enzima (5U / mL) apresentou inibição de crescimento de 78% a 55% das células caco2 e HepG2, respectivamente. Em conclusão, a enzima recombinante produzida e caracterizada no presente estudo é uma boa possibilidade para o tratamento do câncer. Os procedimentos adotados na presente pesquisa podem ser aplicados para estudos in vivo.(AU)

Studies on the recombinant production and anticancer activity of thermostable L- asparaginase I from Pyrococcus abyssi / Estudos sobre a produção recombinante e atividade anticancerígena da L-asparaginase I termoestável de Pyrococcus abyssi

L-Asparaginase catalysing the breakdown of L-Asparagine to L-Aspartate and ammonia is an enzyme of therapeutic importance in the treatment of cancer, especially the lymphomas and leukaemia. The present study describes the recombinant production, properties and anticancer potential of enzyme from a hyperthermophilic archaeon Pyrococcus abyssi. There are two genes coding for asparaginase in the genome of this organism. A 918 bp gene encoding 305 amino acids was PCR amplified and cloned in BL21 (DE3) strain of E. coli using pET28a (+) plasmid. The production of recombinant enzyme was induced under 0.5mM IPTG, purified by selective heat denaturation and ion exchange chromatography. Purified enzyme was analyzed for kinetics, in silico structure and anticancer properties. The recombinant enzyme has shown a molecular weight of 33 kDa, specific activity of 1175 U/mg, KM value 2.05mM, optimum temperature and pH 80°C and 8 respectively. No detectable enzyme activity found when L-Glutamine was used as the substrate. In silico studies have shown that the enzyme exists as a homodimer having Arg11, Ala87, Thr110, His112, Gln142, Leu172, and Lys232 being the putative active site residues. The free energy change calculated by molecular docking studies of enzyme and substrate was found as ∆G ­ 4.5 kJ/mole indicating the affinity of enzyme with the substrate. IC50 values of 5U/mL to 7.5U/mL were determined for FB, caco2 cells and HepG2 cells. A calculated amount of enzyme (5U/mL) exhibited 78% to 55% growth inhibition of caco2 and HepG2 cells. In conclusion, the recombinant enzyme produced and characterized in the present study offers a good candidate for the treatment of cancer. The procedures adopted in the present study can be prolonged for in vivo studies.

A L-asparaginase, que catalisa a degradação da L-asparagina em L-aspartato e amônia, é uma enzima de importância terapêutica no tratamento do câncer, especialmente dos linfomas e da leucemia. O presente estudo descreve a produção recombinante, propriedades e potencial anticancerígeno da enzima de Pyrococcus abyssi, um archaeon hipertermofílico. Existem dois genes que codificam para a asparaginase no genoma desse organismo. Um gene de 918 bp, que codifica 305 aminoácidos, foi amplificado por PCR e clonado na cepa BL21 (DE3) de E. coli usando o plasmídeo pET28a (+). A produção da enzima recombinante foi induzida sob 0,5mM de IPTG, purificada por desnaturação seletiva por calor e cromatografia de troca iônica. A enzima purificada foi analisada quanto à cinética, estrutura in silico e propriedades anticancerígenas. A enzima recombinante apresentou peso molecular de 33 kDa, atividade específica de 1.175 U / mg, valor de KM 2,05 mM, temperatura ótima de 80º C e pH 8. Nenhuma atividade enzimática detectável foi encontrada quando a L-glutamina foi usada como substrato. Estudos in silico mostraram que a enzima existe como um homodímero, com Arg11, Ala87, Thr110, His112, Gln142, Leu172 e Lys232 sendo os resíduos do local ativo putativo. A mudança de energia livre calculada por estudos de docking molecular da enzima e do substrato foi encontrada como ∆G ­ 4,5 kJ / mol, indicando a afinidade da enzima com o substrato. Valores de IC50 de 5U / mL a 7,5U / mL foram determinados para células FB, células caco2 e células HepG2. Uma quantidade de enzima (5U / mL) apresentou inibição de crescimento de 78% a 55% das células caco2 e HepG2, respectivamente. Em conclusão, a enzima recombinante produzida e caracterizada no presente estudo é uma boa possibilidade para o tratamento do câncer. Os procedimentos adotados na presente pesquisa podem ser aplicados para estudos in vivo.

Escherichia coli expression and characterization of alfa-amylase from Geobacillus thermodenitrificans DSM-465 / Expressão e caracterização de Escherichia coli de alfa-amilase de Geobacillus thermodenitrificans DSM-465

Alpha amylase, catalyzing the hydrolysis of starch is a ubiquitous enzyme with tremendous industrial applications. A 1698 bp gene coding for 565 amino acid amylase was PCR amplified from Geobacillus thermodenitrificans DSM-465, cloned in pET21a (+) plasmid, expressed in BL21 (DE3) strain of E. coli and characterized. The recombinant enzyme exhibited molecular weight of 63 kDa, optimum pH 8, optimum temperature 70°C, and KM value of 157.7µM. On pilot scale, the purified enzyme efficiently removed up to 95% starch from the cotton fabric indicating its desizing ability at high temperature. 3D model of enzyme built by Raptor-X and validated by Ramachandran plot appeared as a monomer having 31% α-helices, 15% β-sheets, and 52% loops. Docking studies have shown the best binding affinity of enzyme with amylopectin (∆G -10.59). According to our results, Asp 232, Glu274, Arg448, Glu385, Asp34, Asn276, and Arg175 constitute the potential active site of enzyme.

A alfa-amilase, que catalisa a hidrólise do amido, é uma enzima ubíqua com imensas aplicações industriais. Um gene de 1698 pb que codifica a amilase de 565 aminoácidos foi amplificado por PCR, a partir de Geobacillus thermodenitrificans DSM-465, clonado no plasmídeo pET21a (+), expresso na cepa BL21 (DE3) de E. coli e caracterizado. A enzima recombinante exibiu peso molecular de 63 kDa, pH ótimo igual a 8, temperatura ótima de 70° C e valor KM de 157,7 µM. Em escala piloto, a enzima purificada removeu com eficiência até 95% de amido do tecido de algodão, indicando sua capacidade de desengomagem em alta temperatura. O modelo 3D da enzima construída por Raptor-X e validada por Ramachandran plot apareceu como um monômero com 31% de hélices alfa, 15% de folhas beta e 52% de loops. Os estudos de docking mostraram melhor afinidade de ligação da enzima com amilopectina (∆G: - 10,59). De acordo com nossos resultados, Asp 232, Glu274, Arg448, Glu385, Asp34, Asn276 e Arg175 constituem o sítio ativo potencial da enzima.

Escherichia coli expression and characterization of -amylase from Geobacillus thermodenitrificans DSM-465

Abstract Alpha amylase, catalyzing the hydrolysis of starch is a ubiquitous enzyme with tremendous industrial applications. A 1698 bp gene coding for 565 amino acid amylase was PCR amplified from Geobacillus thermodenitrificans DSM-465, cloned in pET21a (+) plasmid, expressed in BL21 (DE3) strain of E. coli and characterized. The recombinant enzyme exhibited molecular weight of 63 kDa, optimum pH 8, optimum temperature 70°C, and KM value of 157.7µM. On pilot scale, the purified enzyme efficiently removed up to 95% starch from the cotton fabric indicating its desizing ability at high temperature. 3D model of enzyme built by Raptor-X and validated by Ramachandran plot appeared as a monomer having 31% -helices, 15% -sheets, and 52% loops. Docking studies have shown the best binding affinity of enzyme with amylopectin (G -10.59). According to our results, Asp 232, Glu274, Arg448, Glu385, Asp34, Asn276, and Arg175 constitute the potential active site of enzyme.

Resumo A alfa-amilase, que catalisa a hidrólise do amido, é uma enzima ubíqua com imensas aplicações industriais. Um gene de 1698 pb que codifica a amilase de 565 aminoácidos foi amplificado por PCR, a partir de Geobacillus thermodenitrificans DSM-465, clonado no plasmídeo pET21a (+), expresso na cepa BL21 (DE3) de E. coli e caracterizado. A enzima recombinante exibiu peso molecular de 63 kDa, pH ótimo igual a 8, temperatura ótima de 70° C e valor KM de 157,7 µM. Em escala piloto, a enzima purificada removeu com eficiência até 95% de amido do tecido de algodão, indicando sua capacidade de desengomagem em alta temperatura. O modelo 3D da enzima construída por Raptor-X e validada por Ramachandran plot apareceu como um monômero com 31% de hélices alfa, 15% de folhas beta e 52% de loops. Os estudos de docking mostraram melhor afinidade de ligação da enzima com amilopectina (G: - 10,59). De acordo com nossos resultados, Asp 232, Glu274, Arg448, Glu385, Asp34, Asn276 e Arg175 constituem o sítio ativo potencial da enzima.

Escherichia coli expression and characterization of alfa-amylase from Geobacillus thermodenitrificans DSM-465 / Expressão e caracterização de Escherichia coli de alfa-amilase de Geobacillus thermodenitrificans DSM-465

Alpha amylase, catalyzing the hydrolysis of starch is a ubiquitous enzyme with tremendous industrial applications. A 1698 bp gene coding for 565 amino acid amylase was PCR amplified from Geobacillus thermodenitrificans DSM-465, cloned in pET21a (+) plasmid, expressed in BL21 (DE3) strain of E. coli and characterized. The recombinant enzyme exhibited molecular weight of 63 kDa, optimum pH 8, optimum temperature 70°C, and KM value of 157.7µM. On pilot scale, the purified enzyme efficiently removed up to 95% starch from the cotton fabric indicating its desizing ability at high temperature. 3D model of enzyme built by Raptor-X and validated by Ramachandran plot appeared as a monomer having 31% α-helices, 15% β-sheets, and 52% loops. Docking studies have shown the best binding affinity of enzyme with amylopectin (∆G -10.59). According to our results, Asp 232, Glu274, Arg448, Glu385, Asp34, Asn276, and Arg175 constitute the potential active site of enzyme.(AU)

A alfa-amilase, que catalisa a hidrólise do amido, é uma enzima ubíqua com imensas aplicações industriais. Um gene de 1698 pb que codifica a amilase de 565 aminoácidos foi amplificado por PCR, a partir de Geobacillus thermodenitrificans DSM-465, clonado no plasmídeo pET21a (+), expresso na cepa BL21 (DE3) de E. coli e caracterizado. A enzima recombinante exibiu peso molecular de 63 kDa, pH ótimo igual a 8, temperatura ótima de 70° C e valor KM de 157,7 µM. Em escala piloto, a enzima purificada removeu com eficiência até 95% de amido do tecido de algodão, indicando sua capacidade de desengomagem em alta temperatura. O modelo 3D da enzima construída por Raptor-X e validada por Ramachandran plot apareceu como um monômero com 31% de hélices alfa, 15% de folhas beta e 52% de loops. Os estudos de docking mostraram melhor afinidade de ligação da enzima com amilopectina (∆G: - 10,59). De acordo com nossos resultados, Asp 232, Glu274, Arg448, Glu385, Asp34, Asn276 e Arg175 constituem o sítio ativo potencial da enzima.(AU)

Escherichia coli expression and characterization of α-amylase from Geobacillus thermodenitrificans DSM-465 / Expressão e caracterização de Escherichia coli de alfa-amilase de Geobacillus thermodenitrificans DSM-465

Alpha amylase, catalyzing the hydrolysis of starch is a ubiquitous enzyme with tremendous industrial applications. A 1698 bp gene coding for 565 amino acid amylase was PCR amplified from Geobacillus thermodenitrificans DSM465, cloned in pET21a (+) plasmid, expressed in BL21 (DE3) strain of E. coli and characterized. The recombinant enzyme exhibited molecular weight of 63 kDa, optimum pH 8, optimum temperature 70°C, and KM value of 157.7µM. On pilot scale, the purified enzyme efficiently removed up to 95% starch from the cotton fabric indicating its desizing ability at high temperature. 3D model of enzyme built by Raptor-X and validated by Ramachandran plot appeared as a monomer having 31% α-helices, 15% ß-sheets, and 52% loops. Docking studies have shown the best binding affinity of enzyme with amylopectin (∆G -10.59). According to our results, Asp 232, Glu274, Arg448, Glu385, Asp34, Asn276, and Arg175 constitute the potential active site of enzyme.

A alfa-amilase, que catalisa a hidrólise do amido, é uma enzima ubíqua com imensas aplicações industriais. Um gene de 1698 pb que codifica a amilase de 565 aminoácidos foi amplificado por PCR, a partir de Geobacillus thermodenitrificans DSM-465, clonado no plasmídeo pET21a (+), expresso na cepa BL21 (DE3) de E. coli e caracterizado. A enzima recombinante exibiu peso molecular de 63 kDa, pH ótimo igual a 8, temperatura ótima de 70° C e valor KM de 157,7 µM. Em escala piloto, a enzima purificada removeu com eficiência até 95% de amido do tecido de algodão, indicando sua capacidade de desengomagem em alta temperatura. O modelo 3D da enzima construída por Raptor-X e validada por Ramachandran plot apareceu como um monômero com 31% de hélices alfa, 15% de folhas beta e 52% de loops. Os estudos de docking mostraram melhor afinidade de ligação da enzima com amilopectina (∆G: - 10,59). De acordo com nossos resultados, Asp 232, Glu274, Arg448, Glu385, Asp34, Asn276 e Arg175 constituem o sítio ativo potencial da enzima.

Vegetable Waste Inclusion in Broiler Diets and its Effect on Growth Performance, Blood Metabolites, Immunity, Meat Mineral Content and Lipid Oxidation Status

The aim of present study was to evaluate the effect of feeding vegetable waste (VW) to broilers on their growth performance, serum chemistry, immune status, meat mineral content and lipid oxidation status. For this purpose, 100 one-day-old chicks (Cobb 500) were acquired from a commercial hatchery and allocated according to a completely randomized design into five dietary treatments with four replicates of five birds each. The dietary treatments included: T1 ( 100 % c o m m e r c i a l f e e d ( C F ) + 0 % V W), T2 ( 75 % C F + 25 % V W), T3 ( 50 % C F + 50 % V W), T4 ( 25 % C F + 75 % V W) and T5 ( 0 % C F + 100 % V W). Experimental birds were subjected to dietary treatments from 5 to 7 weeks of age. At the end of week 7 (49 days), eight birds with uniform average body weight were selected per treatment (2birds/replicate), kept off-feed for 4 h and then manually slaughtered according to the Halal method to collect data for serum chemistry, meat minerals and lipid oxidation status. The results indicated better meat lipid oxidation status (p0.05) and lower meat mineral content (p0.05) when birds fed VW at 25, 50, 75, and 100% of the diets compared with 100% commercial feed. On the other hand, blood chemistry and antibody response parameters did not respond (p>0.05) to dietary intervention. In conclusion, dietary inclusion of vegetable waste had positive influence on meat quality in terms of meat lipid oxidation and meat mineral content, and may be replace up to 75% of commercial broiler feeds with beneficial effects.(AU)

Vegetable Waste Inclusion in Broiler Diets and its Effect on Growth Performance, Blood Metabolites, Immunity, Meat Mineral Content and Lipid Oxidation Status

The aim of present study was to evaluate the effect of feeding vegetable waste (VW) to broilers on their growth performance, serum chemistry, immune status, meat mineral content and lipid oxidation status. For this purpose, 100 one-day-old chicks (Cobb 500) were acquired from a commercial hatchery and allocated according to a completely randomized design into five dietary treatments with four replicates of five birds each. The dietary treatments included: T1 ( 100 % c o m m e r c i a l f e e d ( C F ) + 0 % V W), T2 ( 75 % C F + 25 % V W), T3 ( 50 % C F + 50 % V W), T4 ( 25 % C F + 75 % V W) and T5 ( 0 % C F + 100 % V W). Experimental birds were subjected to dietary treatments from 5 to 7 weeks of age. At the end of week 7 (49 days), eight birds with uniform average body weight were selected per treatment (2birds/replicate), kept off-feed for 4 h and then manually slaughtered according to the Halal method to collect data for serum chemistry, meat minerals and lipid oxidation status. The results indicated better meat lipid oxidation status (p0.05) and lower meat mineral content (p0.05) when birds fed VW at 25, 50, 75, and 100% of the diets compared with 100% commercial feed. On the other hand, blood chemistry and antibody response parameters did not respond (p>0.05) to dietary intervention. In conclusion, dietary inclusion of vegetable waste had positive influence on meat quality in terms of meat lipid oxidation and meat mineral content, and may be replace up to 75% of commercial broiler feeds with beneficial effects.

Development of chitosan based microencapsulated spray dried powder of tuna fish oil: oil load impact and oxidative stability

Abstract The impact of fish oil concentration on the oxidative stability of microcapsules through the spray drying process using chitosan and maltodextrin as wall material was studied. Emulsions were prepared with different Tuna fish oil (TFO) content (TFO-10%, TFO20%, TF030% TF0-40%) while wall material concentration was kept constant. Microencapsulated powder resulting from emulsion prepared with high fish oil load have high moisture content, wettability, total oil and low encapsulation efficiency, hygroscopicity and bulk tapped density. Oxidative stability was evaluated periodically by placing microcapsules at room temperature. Microcapsules prepared with TFO-10% presented high oxidative stability in terms of peroxide value (2.94±0.04) and anisidine value (1.54±0.02) after 30 days of storage. It was concluded that optimal amounts of fish oil for microencapsulation are 10% and 20% using chitosan and maltodextrin that extended its shelf life during study period.

Resumo Foi estudado o impacto da concentração de óleo de peixe na estabilidade oxidativa de microcápsulas por meio do processo de secagem por atomização, utilizando quitosana e maltodextrina como material de parede. As emulsões foram preparadas com diferentes teores de óleo de atum (TFO) (TFO-10%, TFO20%, TF030% TF0-40%), enquanto a concentração de material de parede foi mantida constante. O pó microencapsulado resultante da emulsão preparada com alta carga de óleo de peixe tem alto teor de umidade, molhabilidade e óleo total e baixa eficiência de encapsulação, higroscopicidade e densidade extraída a granel. A estabilidade oxidativa foi avaliada periodicamente colocando microcápsulas à temperatura ambiente. As microcápsulas preparadas com TFO-10% apresentaram alta estabilidade oxidativa em termos de valor de peróxido (2,94 ± 0,04) e valor de anisidina (1,54 ± 0,02) após 30 dias de armazenamento. Concluiu-se que as quantidades ideais de óleo de peixe para microencapsulação são de 10% e 20% usando quitosana e maltodextrina que prolongaram sua vida útil durante o período de estudo.