O1-conotoxin Tx6. 7 cloned from the genomic DNA of Conus textile that inhibits calcium currents

Background: Conotoxins exhibit great potential as neuropharmacology tools and therapeutic candidates due to their high affinity and specificity for ion channels, neurotransmitter receptors or transporters. The traditional methods to discover new conotoxins are peptide purification from the crude venom or gene amplification from the venom duct. Methods: In this study, a novel O1 superfamily conotoxin Tx6.7 was directly cloned from the genomic DNA of Conus textile using primers corresponding to the conserved intronic sequence and 3' UTR elements. The mature peptide of Tx6.7 (DCHERWDW CPASLLGVIYCCEGLICFIAFCI) was synthesized by solid-phase chemical synthesis and confirmed by mass spectrometry. Results: Patch clamp experiments on rat DRG neurons showed that Tx6.7 inhibited peak calcium currents by 59.29 ± 2.34% and peak potassium currents by 22.33 ± 7.81%. In addition, patch clamp on the ion channel subtypes showed that 10 µM Tx6.7 inhibited 56.61 ± 3.20% of the hCaV1.2 currents, 24.67 ± 0.91% of the hCaV2.2 currents and 7.30 ± 3.38% of the hNaV1.8 currents. Tx6.7 had no significant toxicity to ND7/23 cells and increased the pain threshold from 0.5 to 4 hours in the mouse hot plate assay. Conclusion: Our results suggested that direct cloning of conotoxin sequences from the genomic DNA of cone snails would be an alternative approach to obtaining novel conotoxins. Tx6.7 could be used as a probe tool for ion channel research or a therapeutic candidate for novel drug development.(AU)

Cloning, expression and antifungal effect of the recombinant chitinase from Streptomyces sampsonii KJ40 / Clonagem, expressão e efeito antifúngico da quitinase recombinante de Streptomyces sampsonii KJ40

ABSTRACT: Streptomyces sampsonii is a kind of biocontrol bacterium with antifungal effects, and chitinase is one of the main antifungal substances. To improve and further study the structure and function of the chitinase gene of S. sampsonii, we amplified the target fragment by PCR, ligated the fragment to the expression vector pET-32a, introduced the resulting plasmid into Escherichia coli BL21 (DE3) and induced expression of the chitinase. Then, the recombinant chitinase was purified by is-labelled protein micro purification kit. A chitinase gene, Sschi61, was cloned from the genome and expressed in a prokaryote. The antifungal effect of the recombinant protein was also studied. Finally, the chitinase gene Sschi61 with a length of 1755 bp was obtained, and the expression of the 82 kDa recombinant chitinase was induced in E. coli by IPTG. The recombinant chitinase could inhibit the black spot pathogen of Eucommia ulmoides (Pestalotiopsis trachicarpicola). After the hyphae of the pathogen of black spot of Eucommia ulmoides (Pestalotiopsis trachicarpicola) were soaked with recombinant chitinase, the hyphae cells expanded, broke, and dissolved.

RESUMO: Streptomyces sampsonii é uma espécie de bactéria de biocontrole com efeitos antifúngicos, sendo a quitinase uma das principais substâncias desse tipo. Para melhorar e estudar mais a estrutura e função do gene da quitinase de S. sampsonii, amplificamos o fragmento alvo por PCR, ligamos o fragmento ao vetor de expressão pET-32a, introduzimos o plasmídeo resultante em Escherichia coli BL21 (DE3) e induzimos expressão da quitinase. Em seguida, a quitinase recombinante foi purificada pelo kit de micropurificação de proteína marcada. Um gene da quitinase, Sschi61, foi clonado do genoma e expresso em um procarioto. O efeito antifúngico da proteína recombinante também foi estudado. Finalmente, o gene da quitinase Sschi61 foi obtido, contando comprimento de 1755 pb, e a expressão da quitinase recombinante de 82 kDa foi induzida em E. coli por IPTG. A quitinase recombinante pode inibir o patógeno da mancha preta de Eucommia ulmoides (Pestalotiopsis trachicarpicola). Após as hifas do patógeno da mancha preta de Eucommia ulmoides (Pestalotiopsis trachicarpicola) serem embebidas com quitinase recombinante, as células das hifas se expandiram, quebraram e se dissolveram.

Cloning, expression and antifungal effect of the recombinant chitinase from Streptomyces sampsonii KJ4 / Clonagem, expressão e efeito antifúngico da quitinase recombinante de Streptomyces sampsonii KJ40

Streptomyces sampsonii is a kind of biocontrol bacterium with antifungal effects, and chitinase is one of the main antifungal substances. To improve and further study the structure and function of the chitinase gene of S. sampsonii, we amplified the target fragment by PCR, ligated the fragment to the expression vector pET-32a, introduced the resulting plasmid into Escherichia coli BL21 (DE3) and induced expression of the chitinase. Then, the recombinant chitinase was purified by is-labelled protein micro purification kit. A chitinase gene, Sschi61, was cloned from the genome and expressed in a prokaryote. The antifungal effect of the recombinant protein was also studied. Finally, the chitinase gene Sschi61 with a length of 1755 bp was obtained, and the expression of the 82 kDa recombinant chitinase was induced in E. coli by IPTG. The recombinant chitinase could inhibit the black spot pathogen of Eucommia ulmoides (Pestalotiopsis trachicarpicola). After the hyphae of the pathogen of black spot of Eucommia ulmoides (Pestalotiopsis trachicarpicola) were soaked with recombinant chitinase, the hyphae cells expanded, broke, and dissolved.

Streptomyces sampsonii é uma espécie de bactéria de biocontrole com efeitos antifúngicos, sendo a quitinase uma das principais substâncias desse tipo. Para melhorar e estudar mais a estrutura e função do gene da quitinase de S. sampsonii, amplificamos o fragmento alvo por PCR, ligamos o fragmento ao vetor de expressão pET-32a, introduzimos o plasmídeo resultante em Escherichia coli BL21 (DE3) e induzimos expressão da quitinase. Em seguida, a quitinase recombinante foi purificada pelo kit de micropurificação de proteína marcada. Um gene da quitinase, Sschi61, foi clonado do genoma e expresso em um procarioto. O efeito antifúngico da proteína recombinante também foi estudado. Finalmente, o gene da quitinase Sschi61 foi obtido, contando comprimento de 1755 pb, e a expressão da quitinase recombinante de 82 kDa foi induzida em E. coli por IPTG. A quitinase recombinante pode inibir o patógeno da mancha preta de Eucommia ulmoides (Pestalotiopsis trachicarpicola). Após as hifas do patógeno da mancha preta de Eucommia ulmoides (Pestalotiopsis trachicarpicola) serem embebidas com quitinase recombinante, as células das hifas se expandiram, quebraram e se dissolveram.

Full confluency, serum starvation, and roscovitine for inducing arrest in the G0/G1 phase of the cell cycle in puma skin-derived fibroblast lines

The puma population is constantly decreasing, and cloning by somatic cell nuclear transfer can be used to conserve the species. One of the factors determining the success of the development of cloned embryos is the cell cycle stage of the donor cells. We evaluated the effects of full confluency (~100%), serum starvation (0.5% serum), and roscovitine (15 µM) treatments on the cell cycle synchronization in G0/G1 of puma skin-derived fibroblasts by flow cytometric analysis. Also, we assessed the effects of these synchronization methods on morphology, viability, and apoptosis levels using microscopy tools. The results showed that culturing the cells to confluence for 24 h (84.0%), 48 h (84.6%), and 72 h (84.2%) and serum starvation for 96 h (85.4%) yielded a significantly higher percentage of cells arrested in the G0/G1 (P < 0.05) phase than cells not subjected to any cell cycle synchronization method (73.9%). Nevertheless, while serum starvation reduced the percentage of viable cells, no difference was observed for the full confluence and roscovitine treatments (P > 0.05). Moreover, roscovitine for 12 h (78.6%) and 24 h (82.1%) was unable to synchronize cells in G0/G1 (P > 0.05). In summary, full confluency induces puma fibroblast cell cycle synchronization at the G0/G1 stage without affecting cell viability. These outcomes may be valuable for planning donor cells for somatic cell nuclear transfer in pumas.(AU)

Molecular diversity of Sarcocystis spp. in opossums (Didelphis spp.) from Southeastern and Midwestern Brazil / Diversidade molecular de Sarcocystis spp. em gambás (Didelphis spp.) do Sudeste e Centro-oeste do Brasil

South American opossums (Didelphis spp.) are definitive hosts of Sarcocystis neurona, Sarcocystis speeri, Sarcocystis lindsayi and Sarcocystis falcatula. In Brazil, diverse studies have demonstrated a high frequency of Sarcocystis falcatula-like in sporocysts derived from opossums, and high genetic diversity has been observed in surface antigen-encoding genes (SAGs). In this study, genetic diversity of Sarcocystis spp. derived from Didelphis albiventris and Didelphis aurita from the cities of Campo Grande and São Paulo, was accessed by sequencing SAG2, SAG3, SAG4, the first internal transcribed spacer (ITS-1) and cytochrome c oxidase subunit I (cox1). Molecular identification was performed for 16 DNA samples obtained from sporocyst or culture-derived merozoites. The ITS-1, cox1, and SAG3 fragments were cloned, whereas SAG2 and SAG4 were sequenced directly from PCR products. Four alleles variants were found for SAG2, 13 for SAG3 and seven for SAG4, from which four, 13 and four, respectively, were novel. Twenty-seven allele variants were found for ITS-1, all phylogenetically related to S. falcatula-like previously described in Brazil. Sarcocystis sp. phylogenetically related to Sarcocystis rileyi was evidenced by cox1 in three opossums. Further studies are needed to clarify the role of Didelphis spp. as definitive hosts of Sarcocystis spp. other than that previous described.(AU)

Gambás sul-americanos (Didelphis spp.) são hospedeiros definitivos de Sarcocystis neurona, Sarcocystis speeri, Sarcocystis lindsayi e Sarcocystis falcatula. No Brasil, diversos estudos têm demonstrado alta frequência de Sarcocystis falcatula-like em esporocistos derivados de gambás, com grande diversidade nos genes que codificam antígenos de superfície (SAGs). Neste estudo, a diversidade genética de Sarcocystis spp., oriundos de Didelphis albiventris e Didelphis aurita, dos municípios de Campo Grande e São Paulo, foi acessada por meio do sequenciamento de SAG2, SAG3 e SAG4, da primeira região espaçadora interna transcrita (ITS-1) e citocromo c oxidase subunidade I (cox1). Identificação molecular foi realizada em 16 amostras de DNA, obtidas de esporocistos ou merozoítos derivados de cultivo. Os fragmentos de ITS-1, cox1 e SAG3 foram clonados, enquanto SAG2 e SAG4 foram sequenciados diretamente dos produtos de PCR. Quatro alelos foram observados em SAG2, 13 em SAG3 e sete em SAG4, sendo novos quatro, 13 e quatro, respectivamente. Em ITS-1, 27 alelos foram observados, todos filogeneticamente relacionados à S. falcatula-like, previamente detectados no Brasil. Sarcocystis sp. filogeneticamente relacionado à Sarcocystis rileyi foi evidenciado por cox1 em três gambás. Mais estudos são necessários para entender o papel de Didelphis spp. como hospedeiro definitivo de Sarcocystis spp. diferentes daqueles previamente descritos.(AU)

Characterization of glutamine synthetase from the ammonium-excreting strain HM053 of Azospirillum brasilense

Abstract Glutamine synthetase (GS), encoded by glnA, catalyzes the conversion of L-glutamate and ammonium to L-glutamine. This ATP hydrolysis driven process is the main nitrogen assimilation pathway in the nitrogen-fixing bacterium Azospirillum brasilense. The A. brasilense strain HM053 has poor GS activity and leaks ammonium into the medium under nitrogen fixing conditions. In this work, the glnA genes of the wild type and HM053 strains were cloned into pET28a, sequenced and overexpressed in E. coli. The GS enzyme was purified by affinity chromatography and characterized. The GS of HM053 strain carries a P347L substitution, which results in low enzyme activity and rendered the enzyme insensitive to adenylylation by the adenilyltransferase GlnE.

Resumo A glutamina sintetase (GS), codificada por glnA, catalisa a conversão de L-glutamato e amônio em L-glutamina. Este processo dependente da hidrólise de ATP é a principal via de assimilação de nitrogênio na bactéria fixadora de nitrogênio Azospirillum brasilense. A estirpe HM053 de A. brasilense possui baixa atividade GS e excreta amônio no meio sob condições de fixação de nitrogênio. Neste trabalho, os genes glnA das estirpes do tipo selvagem e HM053 foram clonados em pET28a, sequenciados e superexpressos em E. coli. A enzima GS foi purificada por cromatografia de afinidade e caracterizada. A GS da estirpe HM053 possui uma substituição P347L que resulta em baixa atividade enzimática e torna a enzima insensível à adenililação pela adenililtransferase GlnE.

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.

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.

Identification of SCAR markers for genetic authentication of Dendrobium nobile Lindl / Identificação de marcadores SCAR para autenticação genética de Dendrobium nobile Lindl

Dendrobium nobile Lindl. is an orcid plant with important medicinal values. This is a colourful houseplant, and also a popular herb in traditional Chinese medicine (TCM). The variants of this plant from different geographic regions might be high, and in this study, we aimed to develop specific sequence characterized amplified region (SCAR) markers for the identification of specific variant of this plant. Different cultivars of D. nobile were collected from nine different places of China, and one cultivar from Myanmar. DNA materials were extracted from the plant samples, random amplified polymorphic DNA (RAPD) were developed, cloned and sequenced for the development of SCAR markers. We have developed four SCAR markers, which are specific to the cultivar from Luzhou China, and clearly distinguishable (genetically) from other cultivars. These SCAR markers are deposited in GenBank (accession number MZ417502, MZ484089, MZ417504 and MZ417505). Four SCAR markers for D. nobile are effective molecular technique to genetically identify the different cultivars or species, and this method is applicable for genetic characterization and identification of other plant species too.

Dendrobium nobile Lindl. é uma orquídea com importantes valores medicinais. Esta é uma colorida planta doméstica e também uma erva popular na Medicina Tradicional Chinesa (MTC). As variantes desta planta de diferentes regiões geográficas podem ser altas, e neste estudo, nosso objetivo foi desenvolver marcadores de região amplificada de sequência caracterizada (in English, Sequence Characterized Amplified Region (SCAR)) para a identificação de variante específica desta planta. Diferentes cultivares de D. nobile foram coletadas de nove locais diferentes da China e uma cultivar de Mianmar. Materiais de DNA foram extraídos das amostras de plantas, em que a Amplificação Aleatória de DNA Polimórfico (in English, Random Amplified Polymorphism DNA (RAPD)) foi desenvolvida, clonada e sequenciada para o desenvolvimento de marcadores SCAR. Desenvolvemos quatro marcadores SCAR, que são específicos para a cultivar de Luzhou na China e claramente distinguíveis (geneticamente) de outras cultivares. Esses marcadores SCAR estão depositados no GenBank (números de acesso MZ417502, MZ484089, MZ417504 e MZ417505). Quatro marcadores SCAR para D. nobile compreendem técnicas moleculares eficazes para identificar geneticamente as diferentes cultivares ou espécies, e este método é aplicável para caracterização genética e identificação de outras espécies de plantas também.

Vegetative propagation of rootstocks and budding of 'Irati' Japanese plum in recently rooted softwood cuttings / Propagação vegetativa de porta-enxertos e enxertia da ameixeira 'Irati' em estacas herbáceas recém-enraizadas

In Brazil, nursery plum trees are traditionally produced by interspecific budding, where the rootstock is propagated by peach seeds often obtained from the waste of peach industrialization, which promotes heterogeneity among rootstocks. In addition, the conventional system of nursery plum tree production under field conditions requires approximately 18 months, from taking seeds to selling grafted trees. This research has aimed to assess the technical feasibility of adventitious root formation in the softwood cuttings of six cultivars of Prunus spp., as well as the budding of 'Irati' plum in the recently rooted softwood cuttings developed in a greenhouse, in order to reduce the time required to produce nursery plum trees with cloned rootstocks. Two tests were carried out in a greenhouse involving the rootstock propagation step (1) and the 'Irati' plum budding on the recently rooted cuttings (2). Under the experimental conditions adopted, we have concluded that it is technically feasible to propagate the cultivars of Prunus spp. under an intermittent mist system with 22 cm-long softwood cuttings. The cultivars 'Genovesa', 'Marianna 2624', and 'Myrobalan 29C' showed good propagation ability with high percentage of live rooted cuttings (>90%) and low mortality in acclimation (≤5.0%). On the other hand, the budding of the 'Irati' plum by the chip budding method made in April in the original rootstock cutting showed low percentages of success (between 17.1% and 31.4%) and the beginning of scion growth was only observed at the end of winter. Considering the time necessary for the softwood cutting to root and the satisfactory growth of the scion for planting the nursery trees at the appropriate time (winter), we could not produce budded nursery trees of 'Irati' plum in less than 12 months, counting from the cuttings made.(AU)

No Brasil, as mudas de ameixeira são tradicionalmente produzidas por enxertia interespecífica, sendo o porta-enxerto propagado a partir de sementes de pessegueiro, muitas vezes obtidas do resíduo da industrialização do pêssego, o que promove heterogeneidade entre os porta-enxertos. Além disso, o sistema convencional de produção de mudas de ameixeira em condições de campo demanda em torno de 18 meses, desde a obtenção dos caroços à comercialização das mudas enxertadas. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a viabilidade técnica do enraizamento adventício de estacas herbáceas de seis cultivares de Prunus spp., bem como a realização da enxertia da ameixeira 'Irati' nas estacas recém-enraizadas em casa de vegetação, visando reduzir o tempo necessário para produzir mudas com porta-enxertos clonados. Dois experimentos foram conduzidos em casa de vegetação, envolvendo a fase de propagação do porta-enxerto (1) e a fase da enxertia da ameixeira 'Irati' nas estacas recém-enraizadas (2). Nas condições experimentais adotadas, conclui-se que é tecnicamente viável a propagação vegetativa de cultivares de Prunus spp. sob nebulização intermitente, utilizando-se estacas herbáceas com 22 cm de comprimento. As cultivares Genovesa, Marianna 2624 e Myrobalan 29C apresentam boa capacidade de propagação, com alta porcentagem de estacas enraizadas vivas (>90%) e baixa mortalidade na aclimatação (≤5,0%). A enxertia de "borbulhia de escudo com lenho" da ameixeira 'Irati', realizada em abril na estaca original do porta-enxerto, apresenta baixas porcentagens de pegamento (entre 17,1% e 31,4%) e o início do crescimento dos enxertos só é observado no final do inverno. Considerando os períodos necessários ao enraizamento da estaca herbácea e ao crescimento satisfatório do enxerto, para o plantio da muda na época adequada (inverno), não é possível produzir mudas enxertadas da ameixeira 'Irati' em tempo inferior a 12 meses, contado a partir da estaquia.(AU)

Chicken recombinant adiponectin enhances fatty acid metabolism in oleic acid- and palmitic acid-treated LMH cells

The objective of this study was to investigate the effects of recombinant adiponectin on chicken liver cells. The full-length chicken adiponectin gene was amplified by PCR and cloned into the vector pET-32a, followed by the transformation of the vector into Escherichia coli BL21. SDS-PAGE was used to detect and analyze the purity of the expressed recombinant protein. Induction was performed with 1 mM IPTG at 30 °C for 3 h, and the recombinant thioredoxin­adiponectin fusion protein was purified using Ni-NTA affinity chromatography. Chicken adiponectin was successfully expressed and purified in a bacterial system. In addition, the chicken recombinant adiponectin demonstrated that it ameliorates palmitic acid- and oleic acid-induced adipogenesis, in which an increase in ß-oxidation and a decrease in lipogenesis-related genes may be involved. In summary, chicken recombinant adiponectin enhances fatty acid metabolism in LMH cells.(AU)

Saccharomyces cerevisiae OS303 expression of an alkaline protease from a newly isolated Bacillus subtilis D9 / Expressão de Saccharomyces cerevisiae OS303 de uma protease alcalina de um Bacillus subtilis D9 recém-isolado

The aim of this study was to produce high yield of a local bacterial alkaline protease in the yeast system because the scientific involvement of microorganisms in enzyme production is still not given enough attention in Saudi Arabia. Soil samples were collected from the rhizosphere of some desert plants in Saudi Arabia. Ninety-three alkaline protease producing bacterial isolates were recovered on skimmed-milk agar at pH 9.4 and 45°C for 48 hr. Isolate D9 obtained from the rhizosphere of Heliotropium digynum at Dhahran City was the most potent isolate in respect to enzyme productivity (184.6 U/ml). The full gene of alkaline protease was amplified and showed the expected size (1300 bp). Restriction enzymes analysis also verified the integrity of the PCR product. The sequence of the protease gene revealed an open reading frame of 1329 nt correspond to the full length of the protease gene of isolate D9 encoding a 443 aa protein. After ligation of the amplified gene by the TA cloning method, digestion with appropriate restriction enzymes confirmed the integrity of the cloned gene. The insert was prepared by two PCRs that were conducted with a pair of primers specifically designed for this purpose. The digested and purified cloning vector pRS426/GAL1p-207-Glu-MS was ligated with the insert then transformed into various strains of Saccharomyces cerevisiae via the electroporation method. Maximum protease expression was done by recombinant OS303 in galactose containing media (145.5 U/ml) with an approximately 2-fold increase when compared with the wild OS303 strain., this may be due to ability to activate gal operon.

O objetivo deste estudo foi produzir alto rendimento de uma protease alcalina bacteriana local no sistema de leveduras, já que o envolvimento científico de microrganismos na produção de enzimas ainda não recebe atenção suficiente na Arábia Saudita. Amostras de solo foram coletadas da rizosfera de algumas plantas do deserto na Arábia Saudita. Noventa e três isolados bacterianos produtores de protease alcalina foram recuperados em ágar de leite desnatado a pH 9,4 e 45°C por 48 horas. O isolado D9 obtido da rizosfera de Heliotropium digynum na cidade de Dhahran foi o mais potente em relação à produtividade da enzima (184,6 U/ml). O gene completo da protease alcalina foi amplificado e apresentou o tamanho esperado (1300 pb). A análise de enzimas de restrição também verificou a integridade do produto de PCR. A sequência do gene da protease revelou uma fase de leitura aberta de 1329 nt, correspondendo ao comprimento total do gene da protease do isolado D9 que codifica uma proteína 443 aa. Após a ligação do gene amplificado pelo método de clonagem TA, a digestão com enzimas de restrição apropriadas confirmou a integridade do gene clonado. A inserção foi preparada por dois PCRs que foram conduzidos com um par de primers projetados especificamente para esta finalidade. O vetor de clonagem digerido e purificado pRS426/GAL1p-207-Glu-MS foi ligado com a inserção e então transformado em várias cepas de Saccharomyces cerevisiae por meio do método de eletroporação. A expressão máxima da protease foi feita por OS303 recombinante em meio contendo galactose (145,5 U/ml) com um aumento de aproximadamente duas vezes quando comparado com a cepa OS303 selvagem, e isso pode ser por causa da capacidade de ativar o operon gal.

Identification of Avian Toll-Like Receptor 3 and 7 and Analysis of Gene Variation Sites

Toll-like receptors 3 and 7 (TLR3 and 7) mediate immune responses through the recognition of viral single-stranded RNA and double-stranded RNA and therefore play important roles in host defense. Differences in TLR3 or 7 may affect host resistance to RNA viral infection. To illuminate these differences, the partial coding sequence (CDS) of TLR3 and 7 genes were cloned and amplified from the Phasianus colchicus and Numida meleagris, total 64 avian species of TLR3 and 7 sequences were later analyzed. Based on the results, 315 non-synonymous mutation sites and 202 synonymous mutation sites were also observed in the avian TLR3, and 227 non-synonymous mutation sites and 174 synonymous mutation sites were observed in the avian TLR7. Among these sites, 44 and 45 sites were observed in functional regions of TLR3 and 7, used common variation of amino acids in most avian species. A number of these different sites appeared to affect the recognition and were also visualized. H59Y, E60K, G64R, E93K, L112S, K117E, N118K, R120H, V123M, L163F, R443Q, R459K, E460D, C485H, and F511L for TLR3, and I432V, M437V, and T732S for TLR7 were considered. It is possible that these sites bind to ligands and play crucial roles in viral recognition. These data indicated that the positive selection has occurred in the avian TLR3 and 7 genes.(AU)

Characterization of glutamine synthetase from the ammonium-excreting strain HM053 of Azospirillum brasilense / Caracterização da glutamina sintetase da estipe excretora de amônio HM053 de Azospirillum brasilense

Glutamine synthetase (GS), encoded by glnA, catalyzes the conversion of L-glutamate and ammonium to L-glutamine. This ATP hydrolysis driven process is the main nitrogen assimilation pathway in the nitrogen-fixing bacterium Azospirillum brasilense. The A. brasilense strain HM053 has poor GS activity and leaks ammonium into the medium under nitrogen fixing conditions. In this work, the glnA genes of the wild type and HM053 strains were cloned into pET28a, sequenced and overexpressed in E. coli. The GS enzyme was purified by affinity chromatography and characterized. The GS of HM053 strain carries a P347L substitution, which results in low enzyme activity and rendered the enzyme insensitive to adenylylation by the adenilyltransferase GlnE.

A glutamina sintetase (GS), codificada por glnA, catalisa a conversão de L-glutamato e amônio em L-glutamina. Este processo dependente da hidrólise de ATP é a principal via de assimilação de nitrogênio na bactéria fixadora de nitrogênio Azospirillum brasilense. A estirpe HM053 de A. brasilense possui baixa atividade GS e excreta amônio no meio sob condições de fixação de nitrogênio. Neste trabalho, os genes glnA das estirpes do tipo selvagem e HM053 foram clonados em pET28a, sequenciados e superexpressos em E. coli. A enzima GS foi purificada por cromatografia de afinidade e caracterizada. A GS da estirpe HM053 possui uma substituição P347L que resulta em baixa atividade enzimática e torna a enzima insensível à adenililação pela adenililtransferase GlnE.

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.

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.

Characterization of glutamine synthetase from the ammonium-excreting strain HM053 of Azospirillum brasilense / Caracterização da glutamina sintetase da estipe excretora de amônio HM053 de Azospirillum brasilense

Glutamine synthetase (GS), encoded by glnA, catalyzes the conversion of L-glutamate and ammonium to L-glutamine. This ATP hydrolysis driven process is the main nitrogen assimilation pathway in the nitrogen-fixing bacterium Azospirillum brasilense. The A. brasilense strain HM053 has poor GS activity and leaks ammonium into the medium under nitrogen fixing conditions. In this work, the glnA genes of the wild type and HM053 strains were cloned into pET28a, sequenced and overexpressed in E. coli. The GS enzyme was purified by affinity chromatography and characterized. The GS of HM053 strain carries a P347L substitution, which results in low enzyme activity and rendered the enzyme insensitive to adenylylation by the adenilyltransferase GlnE.(AU)

A glutamina sintetase (GS), codificada por glnA, catalisa a conversão de L-glutamato e amônio em L-glutamina. Este processo dependente da hidrólise de ATP é a principal via de assimilação de nitrogênio na bactéria fixadora de nitrogênio Azospirillum brasilense. A estirpe HM053 de A. brasilense possui baixa atividade GS e excreta amônio no meio sob condições de fixação de nitrogênio. Neste trabalho, os genes glnA das estirpes do tipo selvagem e HM053 foram clonados em pET28a, sequenciados e superexpressos em E. coli. A enzima GS foi purificada por cromatografia de afinidade e caracterizada. A GS da estirpe HM053 possui uma substituição P347L que resulta em baixa atividade enzimática e torna a enzima insensível à adenililação pela adenililtransferase GlnE.(AU)

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)

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)

Characterization of glutamine synthetase from the ammonium-excreting strain HM053 of Azospirillum brasilense / Caracterização da glutamina sintetase da estipe excretora de amônio HM053 de Azospirillum brasilense

Glutamine synthetase (GS), encoded by glnA, catalyzes the conversion of L-glutamate and ammonium to L-glutamine. This ATP hydrolysis driven process is the main nitrogen assimilation pathway in the nitrogen-fixing bacterium Azospirillum brasilense. The A. brasilense strain HM053 has poor GS activity and leaks ammonium into the medium under nitrogen fixing conditions. In this work, the glnA genes of the wild type and HM053 strains were cloned into pET28a, sequenced and overexpressed in E. coli. The GS enzyme was purified by affinity chromatography and characterized. The GS of HM053 strain carries a P347L substitution, which results in low enzyme activity and rendered the enzyme insensitive to adenylylation by the adenilyltransferase GlnE.

A glutamina sintetase (GS), codificada por glnA, catalisa a conversão de L-glutamato e amônio em L-glutamina. Este processo dependente da hidrólise de ATP é a principal via de assimilação de nitrogênio na bactéria fixadora de nitrogênio Azospirillum brasilense. A estirpe HM053 de A. brasilense possui baixa atividade GS e excreta amônio no meio sob condições de fixação de nitrogênio. Neste trabalho, os genes glnA das estirpes do tipo selvagem e HM053 foram clonados em pET28a, sequenciados e superexpressos em E. coli. A enzima GS foi purificada por cromatografia de afinidade e caracterizada. A GS da estirpe HM053 possui uma substituição P347L que resulta em baixa atividade enzimática e torna a enzima insensível à adenililação pela adenililtransferase GlnE.