Revista Colombiana de Química

2DE-DIGE proteomic study in blood plasma of patients in childhood stage with acute lymphoblastic leukemia

Resumen En Colombia, durante la última década, la leucemia linfoblástica aguda (LLA) ha causado más del 40% de las muertes por cáncer en menores de edad. Entre los factores que influyen en estas cifras, el diagnóstico tardío es uno de los factores que más afecta el éxito del tratamiento. Por lo anterior, esta investigación se centró en el estudio del proteoma plasmático de niños colombianos diagnosticados con LLA tipo B, en comparación con controles en la búsqueda de proteínas que podrían ser clasificadas como biomarcadores de diagnóstico. En vista de los avances en las herramientas proteómicas y de espectrometría de masas y teniendo en cuenta que son una alternativa para abordar la complejidad molecular de enfermedades como el cáncer, se utilizó una aproximación proteómica basada en una separación por electroforesis bidimensional diferencial (2DE-DIGE) con posterior separación por cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas (LC-MS) en tándem. Se encontraron ocho proteínas con expresión diferencial en plasma de pacientes con LLA-B, entre las cuales resaltan la Serotransferrina, la Alfa-1-antitripsina, la Haptoglobina, la Alfa-2-glicoproteína de zinc y el Complemento C3.

Abstract In Colombia, during the last decade, acute lymphoblastic leukemia (ALL) has caused more than 40% of cancer deaths in children. Among the factors that influence these figures, late diagnosis is one of the factors that affects the treatment success. Therefore, this research focused on the plasma proteome study of Colombian children diagnosed with B-cell ALL, as compared with healthy controls in the search of proteins that could be classified as diagnostic biomarkers. Now, in view of the advances in the proteomics and mass spectrometry tools and taking into account that they are an alternative to address the molecular complexity of diseases such as cancer, a proteomic approach, based on bidimensional difference gel electrophoretic separation (2DE-DIGE) coupled to LC-MS/ MS, was used. We found eight differentially expressed proteins in plasma from B-cell ALL patients as follows: Serotransferrin, Alpha-1-antitrypsin, Haptoglobin, Zinc-alpha-2-glycoprotein, and Complement C3.

Resumo Na Colômbia, durante a última década, a leucemia linfoblastica aguda (LLA) tem sido o câncer com maior incidência, com mais de 40% das mortes por câncer em menores atribuídas a essa doença. Entre os fatores que influenciam esses números, o diagnóstico tardio talvez seja o fator mais sensível que afeta negativamente o sucesso do tratamento. Esta pesquisa enfocou o estudo do proteoma plasmático de crianças colombianas diagnosticadas com LLA tipo B, dada a sua alta incidência, em comparação com controles na busca por proteínas que poderiam ter potencialidade para serem classificadas como biomarcadores diagnósticos. Agora, em vista dos avanços nas ferramentas de proteômica e espectrometria de massa e sabendo que eles são uma alternativa para abordar a complexidade molecular de doenças como o câncer, usamos uma abordagem proteômica baseada em uma separação por eletroforese bidimensional diferencial (2DE-DIGE) com subsequente separação por cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massa em tandem. Encontramos 8 proteínas com expressão diferencial no plasma de pacientes com LBA, dentre os quais a Serotransferrina, a Alfa-1-antitripsina, a Haptoglobina, a Glicoproteína alfa-2-zinco e o Complemento C3.

Functional identification and subcellular localization of NAD kinase in the protozoan parasite Giardia intestinalis

Abstract Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADP) is an essential biomolecule that participates in the redox homeostasis and synthesis of signaling compounds. NAD kinase (NADK) (EC 2.7.1.23 / 2.7.1.86) is the only enzyme capable of synthesizing NADP. This study offers an approach to the NADP metabolism in the parasite Giardia intestinalis, the etiological agent of giardiasis, a disease of high prevalence in America, Asia and Africa. Through bioinformatics tools a NADK enzyme candidate was identified, whose tertiary structure modeling demonstrated distinctive and universal motifs of characterized NADKs. The corresponding recombinant protein (His-GINADK) was expressed in Escherichia coli BL21 (DE3) and its partial purification was achieved by nickel affinity chromatography. Functional identification, which showed NADP synthesis, was completed through enzymatic assays evaluated by RP-HPLC. A cytosolic localization of the endogenous GINADK enzyme was observed in trophozoites throughout indirect immunofluorescence analysis, using polyclonal antibodies produced in mice by its immunization with the His-GINADK protein, purified from inclusion bodies. Taken together, our results contribute to the understanding of the NADP metabolism and the physiological role of NADK in the Giardia model.

Resumen El dinucleótido de adenina y nicotinamida fosfato (NADP) es una biomolécula esencial que participa en la homeostasis redox y en la síntesis de compuestos de señalización. La única enzima capaz de sintetizar NADP es la NAD Quinasa (NADK, EC 2.7.1.23 / 2.7.1.86). En este estudio se presenta un acercamiento al metabolismo del NADP en el parásito Giardia intestinalis, agente etiológico de la giardiasis, una enfermedad de alta prevalencia en América, África y Asia. Mediante herramientas bioinformáticas se identificó un candidato a NADK, cuya predicción a nivel de estructura terciaria mostró motivos característicos y universales de NADKs previamente caracterizadas. La proteína recombinante correspondiente (His-GINADK) se expresó en Escherichia coli BL21 (DE3) y se purificó parcialmente mediante cromatografía de afinidad a níquel. La síntesis de NADP por parte de la proteína His-GINADK se comprobó mediante ensayos enzimáticos evaluados por RP-HPLC. Adicionalmente, se determinó una localización subcelular citosólica en trofozoítos del parásito, empleando inmunofluorescencia indirecta y anticuerpos policlonales producidos en modelos murinos inmunizados con la proteína His-GINADK purificada a partir de cuerpos de inclusión. Los resultados obtenidos representan un avance en el entendimiento del metabolismo del NADP y de la importancia fisiológica de la NADK en el modelo de Giardia.

Resumo A nicotinamida adenina dinucleótido fosfato (NADP) é uma biomolécula essencial que participa na homeostase redox e na síntese de importantes compostos de sinalização. A NAD quinase (NADK) (EC 2.7.1.23 / 2.7.1.86) é a única enzima capaz de sintetizar o NADP. Este estudo apresenta uma abordagem do metabolismo do NADP no parasita Giardia intestinalis que causa giardíase, uma doença de alta prevalência na América, Ásia e África. Através de ferramentas de bioinformática, um candidato a enzima NADK foi identificado no parasita, cuja modelagem de estrutura terciária, demonstra motivos distintos e universais de NADKs caracterizadas. A correspondente proteína recombinante (His-GINADK) foi expressa em Escherichia coli BL21 (DE3) e a sua purificação parcial foi conseguida por cromatografia de afinidade com níquel. A identificação funcional, que mostrou a síntese de NADP, foi completada através de ensaios enzimáticos avaliados por RP-HPLC. Uma localização citosólica da enzima GINADK endógena foi observada em trofozoítos ao longo da análise de imunofluorescência indireta, utilizando anticorpos policlonais produzidos em camundongos, imunizados com a proteína His-GINADK purificada de corpos de inclusão. Em conjunto, nossos resultados contribuem para a compreensão do metabolismo do NADP e da importância fisiológica do NADK no modelo de Giardia.

Acid-base titration techniques: metrological considerations

Resumen Se evaluaron diferentes sistemas de medición para titulaciones ácido-base, con el propósito de determinar cuál presenta mejores características metrológicas. Estos sistemas incluyen volumetrías y gravimetrías, las cuales se combinaron con diferentes métodos de detección del punto de equivalencia: (i) potenciometría, (ii) indicador ácido-base y (iii) conductividad electrolítica. Este artículo propone una nueva aproximación para la estimación de la incertidumbre de medición asociada a la detección del punto de equivalencia. Los resultados indicaron que, para la determinación del punto de equivalencia, las incertidumbres más bajas se obtienen mediante el método potenciométrico en comparación con el método conductimétrico cuyo sesgo es hasta 78 veces mayor. Sin embargo, se encontró que el método potenciométrico es fuertemente dependiente de la resolución del instrumento y/o la cantidad de agente titulante que se adiciona en la cercanía al punto de equivalencia. También se encontró que la incertidumbre disminuye cerca del 40% empleando métodos gravimétricos en comparación con los volumétricos. Al realizar la evaluación del sesgo de los sistemas de medición acorde con la guía ISO 33:2015, los resultados mostraron que, de los métodos evaluados, el método gravimétrico con detección potenciométrica presentó las mejores características metrológicas, pues se obtuvieron sesgos e incertidumbres menores.

Abstract Different measurement systems for acid-base titrations were evaluated to determine which one had the best metrological characteristics. These systems included volumetric and gravimetric titrations, which were combined with different detection systems: (i) potentiometry, (ii) acid-base indicator, and (iii) electrolytic conductivity. This article proposes a new approach for estimating the measurement uncertainty associated with the detection of the equivalence point. The results showed that, for the determination of the equivalence point, the lowest uncertainties were obtained by the potentiometric method in comparison with the conductometric method, whose bias was 78 times higher. The potentiometric method, however, was strongly dependent on the instrument resolution and/or the titrant amount that is added close to the equivalence point. It was also found that uncertainty decreases about 40% using gravimetric methods as compared to volumetric methods. When performing bias evaluation of the measurement systems according to the ISO 33:2015 guide, results showed that, among the evaluated methods, the gravimetric method with potentiometric detection presented the best metrological characteristics, with the lowest biases and uncertainties.

Resumo Foram avaliados diferentes sistemas de medida para titulações ácido-base, a fim de determinar quais possuem as melhores características metrológicas. Estes sistemas incluem titulações e gravimétricas, que foram combinadas com diferentes sistemas de detecção do ponto de equivalência: (i) potenciometria, (ii) indicador ácido-base e (iii) condutividade electrolítica. Este artigo propõe uma nova abordagem para estimar a incerteza de medição associada à detecção do ponto de equivalência. Os resultados indicaram que, para a determinação do ponto de equivalência, as incertezas mais baixas são obtidas pelo método potenciométrico enquanto que a incerteza do método condutométrico é até 78 vezes maior que a obtida pela potenciometria. Além disso, a potencimetria é altamente dependente da resolução do instrumento e/ou da quantidade de titulante para ser adicionado na proximidade com o ponto de equivalência. Também verificou-se que a incerteza diminui em torno de 40% utilizando métodos gravimétricos. De acordo à guia de norma ISO 33:2015, os resultados mostraram que os métodos de titulação ácido-base avaliados gravimetricamente com detecção potenciométrica proporcionaram as melhores características de metrologia, porque obtiveram os menores distorções e incertezas.

Identification of biomarkers in a bituminous coal treated with acid and an unconventional solvent

Resumen Este artículo describe los biomarcadores saturados (n־alcanos, hopanos y esteranos) identificados en los extractos obtenidos de un carbón bituminoso, tratado con ácido y un solvente no convencional. Los extractos de carbones bituminosos venezolanos se obtuvieron a través de cloroformo (solvente convencional) y N,N־dimetilformamida ־DMF־ como solvente de alto poder extractivo, con y sin tratamiento ácido previo, con el fin de evaluar el rendimiento y distribución de biomarcadores característicos. El rendimiento de extracción con DMF alcanzó 44% p/p, mientras que con CHCl3, este valor no superó el 2% p/p. La desmineralización previa con HCl incrementó el rendimiento de extracción sin afectar la distribución de los biomarcadores, salvo en la relación de hidrocarburos ligeros respecto a los pesados. Se propone DMF como solvente de elección para obtener información geoquímica en carbones meteorizados.

Abstract This article describes saturated biomarkers (n־alkanes, hopanes and steranes) identified in the extracts obtained from a bituminous coal treated with acid and an unconventional solvent. Extracts of Venezuelan bituminous coals were obtained through chloroform (conventional solvent) and N,N־ dimethylformamide ־DMF־ as high extractive solvent, with and without previous acid treatment, to evaluate the performance and distribution of characteristic biomarkers. The extraction yield with DMF reached 44% w/w, while with CHCl3, this value did not exceed 2% w/w. Previous demineralization with HCl increased the extraction yield without affecting the distribution of the biomarkers, except in the ratio of light hydrocarbons to the heavy ones. DMF, therefore, is proposed as the solvent of choice to obtain geochemical information on weathered carbons.

Resumo Este artigo de pesquisa descreve os biomarcadores saturados identificados (n־alcanos, hopanos y esteranos) em extratos obtidos a partir de carvão betuminoso, tratado com ácido e um solvente não convencional. Extratos de carvão betuminoso venezuelano foram obtidos utilizando־se clorofórmio (solvente convencional) e N,N־ dimetilformamida ־DMF־ como solvente extrativo elevado, com e sem tratamento ácido prévio, com o objectivo de avaliar o rendimento e distribuição de biomarcadores característicos. O rendimento de extração com DMF atingiu 44% p/p; com CHCl3 o valor não excedeu 2% p/p. A desmineralização prévia com HCl aumentou o rendimento da extração sem afetar a distribuição dos biomarcadores, exceto na proporção de hidrocarbonetos leves e pesados. DMF é proposto como o solvente de eleição para obter informações geoquímicas sobre os carvões intemperizados.

Study of the starch dose extracted from banano in a thermoplastic type polymer

Resumen La presente investigación tiene como objetivo la extracción del almidón de los residuos del banano y la dosificación en una matriz polimérica termoestable (policaprolactona (PCL)), con el propósito de determinar la formulación adecuada. El almidón extraído se modificó mediante la acetilación y posteriormente se comparó con el almidón sin modificar mediante espectroscopia infrarroja (IR). El almidón modificado presentó una pequeña disminución en el ancho de las bandas comprendido entre 3000 y 3700 cm-1 correspondiente a las vibraciones por estiramiento y por flexión de los grupos hidroxilo, debido a la introducción de los grupos C-O, lo cual indica que se realizó la acetilación. Los dos tipos de almidones se dosificaron en un 10% con PCL y se analizaron a través de calorimetría diferencial de barrido (DSC) analizando los parámetros térmicos más importantes. La dosificación con almidón modificado presentó valores más altos: para la temperatura de transición vítrea presentó un valor de 33 °C y para la temperatura de fusión 66 °C. Sin embargo, el biopolímero con mayor grado de reticulación fue la formulación con almidón sin modificar con un valor de 12%, por lo que resultó ser la mejor formulación.

Abstract In this research both the extraction of starch from banana residues and the dosage in a thermostable polymer matrix (policaprolactone (PCL)) was evaluated with the purpose of determining the appropriate formulation. The extracted starch was modified by acetylation and subsequently compared with the unmodified starch by infrared spectroscopy (IR). The modified starch showed a small decrease in the bands width between 3000 and 3700 cm-1 corresponding to the vibrations by stretching and bending of the hydroxyl groups, due to the introduction of C-O groups, which means that acetylation was successful. The two types of starches were dosed in 10% with polycaprolactone and analyzed through differential scanning calorimetry (DSC) analyzing the most important thermal parameters. The dosage with modified starch presented higher values: for the glass transition temperature it presented a value of 33 °C and for the fusion temperature 66 °C. However, the biopolymer with the highest degree of crosslinking was the unmodified starch formulation with a value of 12%, so it turned out to be the best formulation.

Resumo O objetivo desta pesquisa é a extração de amido de resíduos de banana e dosagem em matriz de polímero termoestável, como a Policaprolactona (PCL), com a finalidade de determinar a formulação adequada. O amido extraído foi modificado por acetilação e posteriormente comparado com o amido não modificado por espectroscopia de infravermelho (IV); onde foi observado que o amido modificado apresentou uma pequena diminuição na largura das bandas entre 3000 e 3700 cm-1, correspondendo às vibrações por estiramento e flexão dos grupos hidroxila, devido à introdução dos grupos CO, o que significa que a acetilação foi realizada. Os dois tipos de amido foram dosados em 10% com policaprolactona, que foi analisada em um DSC, analisando os parâmetros térmicos mais importantes; sendo a dosagem com amido modificado aquela que apresentou maiores valores, assim, para a temperatura de transição vítrea apresentou um valor de 33 °C e 66 °C para a temperatura de fusão; no entanto, o biopolímero com o maior grau de reticulação foi a formulação de amido não modificado com um valor de 12%, de modo que o biopolímero com amido não modificado foi a melhor formulação.

Adsorption of an iron complex on nanocrystals of titanium dioxide using a pyridine residue

Resumen Debido a que los fenómenos de adsorción de tinturas sobre óxidos metálicos son de gran importancia en la búsqueda de sistemas de conversión de energía solar, en este trabajo se presenta el comportamiento espectroscópico y electroquímico del complejo [Fe(pytpy2)] (PF6)2 (donde pytpy es 4'-(piridin-4-il)-2,2':6',2"-terpiridina) en solución fluida y anclado sobre una película delgada de nanocristales de dióxido de titanio. La constante de formación del aducto se estimó utilizando el modelo isotérmico de Langmuir y se encontró un valor de 1,03x105 M-1 para dicho complejo. El anclaje del complejo sobre la superficie del óxido metálico semiconductor se debe a la interacción del residuo de piridina con los sitios ácidos de Lewis presentes en la superficie del TiO2. Se observó que las propiedades espectroscópicas y electroquímicas del complejo no se ven modificadas por la adsorción.

Abstract Because the phenomena of adsorption of tinctures on metal oxides are of great importance in the search for solar energy conversion systems, this paper presents the spectroscopic and electrochemical behavior of the complex [Fe(pytpy2)](PF6)2 (where pytpy is 4'-(4-pyridyl)-2,2':6',2''-terpyridine) in a fluid solution and anchored on a thin film of nanocrystals of titanium dioxide. The adduct formation constant was estimated using the Langmuir isothermal model, with a value of 1.03x105 M-1 for the complex. The anchoring of the complex on the surface of the semiconductor metal oxide is due to the interaction of the pyridine residue with the Lewis acid sites presented on the TiO2 surface. Results indicated that the spectroscopic and electrochemical properties of the complex are not modified by the adsorption.

Resumo Os fenômenos de adsorção de tinturas em óxidos metálicos são de grande importância na busca por sistemas de conversão de energia solar, motivo pelo qual neste trabalho o comportamento espectroscópico e eletroquímico do complexo [Fe(pytpy2)] (PF6)2 (onde pytpy é 4'-(piridin-4-il)-2,2':6',2"-terpiridina) em uma solução fluida e ancorada em um filme fino de nanocristais de dióxido de titânio. A constante de formação de aduto foi estimada pelo modelo isotérmico de Langmuir, com valor de 1.03x105 M-1 para o referido complexo. A ancoragem do complexo na superfície do óxido de metal semicondutor é devida à interação do resíduo de piridina com os sítios de ácido de Lewis presentes na superfície do TiO2, observando que as propriedades espectroscópicas e eletroquímicas do complexo não são modificadas pela adsorção.