Delivery of small hydrophilic molecules across the stratum corneum: Identification of model systems and parameters to study topical delivery of free amino acids.

Free amino acids (FAAs) constitute the largest component (∼40 %) of the so-called natural moisturizing factors of the skin. Their level declines in dry skin conditions and one strategy to overcome this problem may involve the topical delivery of FAAs through appropriate strategy. The objective of the present study was therefore to identify alternative skin models and study the corneocyte-water partition coefficients (KCOR/W) and permeation coefficient (KP) of 18 FAAs. The KCOR/W was studied using standard protocols and the permeation studies were conducted using Franz diffusion cell. The results indicate that the FAAs have high partitioning behavior to the corneocytes. The KCOR/W values of the human COR and that of pig ear skin were better correlated with each other than that of keratin isolated from chicken feathers. The presence of lipid in the stratum corneum (SC), initial concentration of the FAAs, and permeation enhancers affect the KCOR/W. The FAAs have low permeation into the SC which suggests the need for permeation enhancers in designing dosage form containing these compounds. Even though the investigated mathematical models show good prediction of the Kp values, better prediction could be obtained by considering factors such as the possible entrapment of the FAAs by the CORs.

Iterative assessment of a sports rehydration beverage containing a novel amino acid formula on water uptake kinetics.

PURPOSE: Rapid gastric emptying and intestinal absorption of beverages is essential for rapid rehydration, and certain amino acids (AA) may augment fluid delivery. Three sugar-free beverages, containing differing AA concentrations (AA + PZ), were assessed for fluid absorption kinetics against commercial sugar-free (PZ, GZ) and carbohydrate-containing (GTQ) beverages. METHODS: Healthy individuals (n = 15-17 per study) completed three randomised trials. Three beverages (550-600 mL) were ingested in each study (Study 1: AA + PZ [17.51 g/L AA], PZ, GZ; Study 2: AA + PZ [6.96 g/L AA], PZ, GZ; Study 3: AA + PZ [3.48 g/L AA], PZ, GTQ), containing 3.000 g deuterium oxide (D2O). Blood samples were collected pre-, 2-min, 5-min, and every 5-min until 60-min post-ingestion to quantify maximal D2O enrichment (Cmax), time Cmax occurred (Tmax) and area under the curve (AUC). RESULTS: Study 1: AUC (AA + PZ: 15,184 ± 3532 δ‰ vs. VSMOW; PZ: 17,328 ± 3153 δ‰ vs. VSMOW; GZ: 17,749 ± 4204 δ‰ vs. VSMOW; P ≤ 0.006) and Tmax (P ≤ 0.005) were lower for AA + PZ vs. PZ/GZ. Study 2: D2O enrichment characteristics were not different amongst beverages (P ≥ 0.338). Study 3: Cmax (AA + PZ: 440 ± 94 δ‰ vs. VSMOW; PZ: 429 ± 83 δ‰ vs. VSMOW; GTQ: 398 ± 81 δ‰ vs. VSMOW) was greater (P = 0.046) for AA + PZ than GTQ, with no other differences (P ≥ 0.106). CONCLUSION: The addition of small amounts of AA (3.48 g/L) to a sugar-free beverage increased fluid delivery to the circulation compared to a carbohydrate-based beverage, but greater amounts (17.51 g/L) delayed delivery.

Análise e caracterização de coevolução/covariação de resíduos de aminoácidos nas famílias de proteínas: aspartil proteases pepsina-símile (APPS) e fosfolipases A2 (PLA2) / Analysis and characterization of coevolution / covariation amino acid residues in the protein families: aspartyl proteases pepsin simile (APPS) and phospholipase A2 (PLA2)

A covariação/coevolução de aminoácidos é conceituada, a partir de dados da literatura, como o deslocamento de um aminoácido em determinada posição, seguido pela mudança de outros aminoácidos. A partir deste conceito, a investigação sobre os sítios de coevolução em sequências biológicas pode ser aplicado para prever estruturas de RNAs e proteínas, prever interações intermoleculares, identificar funcionalmente, importantes regiões moleculares distantes na estrutura 3D de uma proteína. O objetivo principal deste trabalho é explorar a interdependência específica de aminoácidos correlacionados nas sequências de aminoácidos de duas famílias de proteínas de interesse farmacêutico e biotecnológico - aspartil proteases pepsina símile (APPS) e fosfolipases A2 (PLA2). Para a análise, foram utilizadas sequências alinhadas obtidas diretamente do banco de dados PfamAs sequências passaram por um processo de filtragem com base no grau de similaridade e identidade entre os resíduos. Para realizar a análise, foi utilizado o software PFstats desenvolvido por Bleicher et al. 2011. Os resultados mostraram a formação de cinco comunidades em PLA2s e quatro em APPS com aminoácidos correlacionados e anticorrelacionados para as duas famílias de proteínas. Quando os aminoácidos são observados na estrutura 3D, nota-se a formação de pontes dissulfeto que, em PLA2s, acredita-se ter influência na estrutura/função da proteína. Além disso, foi observado que alguns aminoácidos correlacionados estão próximos a regiões importantes, tais como o sítio ativo. A análise filogenética foi capaz de determinar grupos, a partir da observação dos escores determinados para cada comunidade, observados nas duas famílias de proteínas. Foi observado ainda que as proteínas que não apresentavam escore apenas na comunidade 2 pertenciam a serpentes. Sugere-se que as correlações dos resíduos identificados possam afetar a estrutura/função de tais proteínas, com a presença ou ausência de tais aminoácidos...

The covariation/coevolution of amino acids is defined, from the literature, as theoffset of one amino acid at a given position, followed by the change of other aminoacids. From this concept, the research on the sites in biological sequences can beused to predict proteins and nucleic acids structures as well as molecular interactionsimplicated in energetic pathways between functionally important regions, amongother applications. The goal of this work is to explore the interdependence of specificamino acid in correlated amino acids sequences of two proteins families withpharmaceutical interest and biotechnology - aspartyl proteases pepsin simile (APPS)and phospholipase A2 (PLA2). For the analysis, it was used aligned sequencesobtained from the Pfam database. The sequences have undergone a filteringprocess based on the degree of similarity and identity between the residues. Toperform the analysis, it was used the software PFstats developed by Bleicher et al.2011. The results showed the formation of five communities in PLA2 and four aminoacids correlated with APPS and anticorrelated for the two protein families. Whenthese amino acids are observed in the 3D structure, it was noticed the disulfidebonds formation which can influence the structure / function of the protein. Inaddition, it was observed that some amino acids are correlated near importantregions, such as active site. Phylogenetic analysis was able to determine groups,from the observation of the scores given to communities. It was observed that theprotein not only in the community two had a score belonged to serpents. We believethat such correlations may affect the structure / function of such proteins, by aminoacids presence or absence...

Análise e caracterização de coevolução/covariação de resíduos de aminoácidos nas famílias de proteínas: aspartil proteases pepsina-símile (APPS) e fosfolipases A2 (PLA2 / Analysis and characterization of coevolution / covariation amino acid residues in the protein families: aspartyl proteases pepsin simile (APPS) and phospholipase A2 (PLA2)

A covariação/coevolução de aminoácidos é conceituada, a partir de dados da literatura, como o deslocamento de um aminoácido em determinada posição, seguido pela mudança de outros aminoácidos. A partir deste conceito, a investigação sobre os sítios de coevolução em sequências biológicas pode ser aplicado para prever estruturas de RNAs e proteínas, prever interações intermoleculares, identificar funcionalmente, importantes regiões moleculares distantes na estrutura 3D de uma proteína. O objetivo principal deste trabalho é explorar a interdependência específica de aminoácidos correlacionados nas sequências de aminoácidos de duas famílias de proteínas de interesse farmacêutico e biotecnológico - aspartil proteases pepsina símile (APPS) e fosfolipases A2 (PLA2). Para a análise, foram utilizadas sequências alinhadas obtidas diretamente do banco de dados PfamAs sequências passaram por um processo de filtragem com base no grau de similaridade e identidade entre os resíduos. Para realizar a análise, foi utilizado o software PFstats desenvolvido por Bleicher et al. 2011. Os resultados mostraram a formação de cinco comunidades em PLA2s e quatro em APPS com aminoácidos correlacionados e anticorrelacionados para as duas famílias de proteínas. Quando os aminoácidos são observados na estrutura 3D, nota-se a formação de pontes dissulfeto que, em PLA2s, acredita-se ter influência na estrutura/função da proteína. Além disso, foi observado que alguns aminoácidos correlacionados estão próximos a regiões importantes, tais como o sítio ativo. A análise filogenética foi capaz de determinar grupos, a partir da observação dos escores determinados para cada comunidade, observados nas duas famílias de proteínas. Foi observado ainda que as proteínas que não apresentavam escore apenas na comunidade 2 pertenciam a serpentes. Sugere-se que as correlações dos resíduos identificados possam afetar a estrutura/função de tais proteínas, com a presença ou ausência de tais aminoácidos...

The covariation/coevolution of amino acids is defined, from the literature, as theoffset of one amino acid at a given position, followed by the change of other aminoacids. From this concept, the research on the sites in biological sequences can beused to predict proteins and nucleic acids structures as well as molecular interactionsimplicated in energetic pathways between functionally important regions, amongother applications. The goal of this work is to explore the interdependence of specificamino acid in correlated amino acids sequences of two proteins families withpharmaceutical interest and biotechnology - aspartyl proteases pepsin simile (APPS)and phospholipase A2 (PLA2). For the analysis, it was used aligned sequencesobtained from the Pfam database. The sequences have undergone a filteringprocess based on the degree of similarity and identity between the residues. Toperform the analysis, it was used the software PFstats developed by Bleicher et al.2011. The results showed the formation of five communities in PLA2 and four aminoacids correlated with APPS and anticorrelated for the two protein families. Whenthese amino acids are observed in the 3D structure, it was noticed the disulfidebonds formation which can influence the structure / function of the protein. Inaddition, it was observed that some amino acids are correlated near importantregions, such as active site. Phylogenetic analysis was able to determine groups,from the observation of the scores given to communities. It was observed that theprotein not only in the community two had a score belonged to serpents. We believethat such correlations may affect the structure / function of such proteins, by aminoacids presence or absence...