Hidrólise de 4-metilumbeliferil-β-d-glucuronídeo em diferentes frações de amostras de águas fluviais e sua implicação na detecção de poluição fecal (2023)

Para facilitar o gerenciamento imediato dos riscos à saúde pública decorrentes dos recursos hídricos, a detecção baseada em fluorescência da atividade enzimática de β-d-glucuronidase (GLUC) tem sido sugerido como um método rápido para monitorar a poluição fecal. Novas adaptações tecnológicas permitem agora sua medição automatizada, quase em tempo real, de forma robusta e analiticamente precisa. Grandes conjuntos de dados de alta resolução temporal ou espacial foram relatados de uma variedade de recursos de água doce, demonstrando o grande potencial desse método automatizado. No entanto, a capacidade de indicação fecal da atividade GLUC e o potencial vínculo com risco à saúde ainda não está claro, apresentando limitações consideráveis. Esta revisão fornece uma avaliação crítica de métodos automatizados baseados em GLUC online (e alternativas) e define questões em aberto a serem resolvidas antes que o método possa apoiar totalmente o gerenciamento de água.

Compreender o destino da poluição fecal na paisagem é necessário para a análise de risco microbiano. O objetivo deste estudo foi avaliar os padrões e a dinâmica do beta-d-glucuronidase (GLUC), que tem sido sugerido como um substituto para o monitoramento da poluição fecal, em um córrego que drena uma bacia hidrográfica de cabeceira agrícola. Medições enzimáticas automatizadas no local da água do córrego e sedimentos foram feitas ao longo de dois anos (2014-2016) para quantificar as fontes e caminhos de GLUC em um córrego. A fração de água do evento da vazão foi estimada por isótopos estáveis. Amostras de sedimentos de campo em encostas, sedimentos de leito de rio e água de rio foram analisadas para GLUC e com um ensaio padrão de E. coli. Os resultados mostraram concentrações dez vezes maiores de GLUC e E. coli durante o verão do que durante o inverno para todos os compartimentos (campo e sedimentos de leito e água de córrego). As concentrações de E. coli no sedimento do leito do rio foram aproximadamente 100 vezes maiores do que nos sedimentos de campo. Da carga total de GLUC no período de estudo, 39% foram transportados durante eventos hidrológicos (aumento da vazão devido a chuvas ou degelo); destes, 44% foram transportados quando o córrego não continha água de chuva recente. Os resultados sugeriram que uma grande proporção de GLUC e E. coli na água do córrego provinha de sedimentos ressuspensos do leito do córrego. Além disso, os resultados indicaram fortemente a existência de populações remanescentes de organismos GLUC-ativos na bacia hidrográfica.

Este estudo usou medições automatizadas de atividade enzimática conduzidas a partir de um navio de pesquisa móvel para detectar a variabilidade espacial de beta-d‑atividade da glucuronidase (GLUC) em grandes massas de água doce. As observações embarcadas forneceram os primeiros dados espaciais de alta resolução da atividade GLUC em grandes massas de água como indicação rápida de poluição fecal e foram usadas para identificar associações com condições hidrológicas e uso da terra. A utilidade desta nova abordagem para a triagem da qualidade da água foi avaliada por levantamentos do rio Columbia, do rio Mississippi e dos lagos Yahara, cobrindo um curso de rio de até 500 km e 50 km²área do lago. As medições da atividade de GLUC em navios correlacionadas com as análises padrão de E. coli (R²=0,71) e revelou os efeitos de (1) eventos de precipitação e escoamento urbano na atividade GLUC em águas superficiais, (2) pontos de entrada localizados de potencial poluição fecal e (3) sinais crescentes de GLUC ao longo dos gradientes de urbanização. Propomos que esta triagem da qualidade da água a bordo seja integrada em futuros programas de inventário de água como uma ferramenta inicial ou complementar (além dos parâmetros indicadores fecais estabelecidos), devido à sua capacidade de fornecer informações espaciais quase em tempo real sobre a potencial contaminação fecal de grandes recursos hídricos superficiais e, portanto, sendo útil para reduzir consideravelmente os riscos potenciais à saúde humana.

Em sistemas de engenharia de água e esgoto, a hidrólise é um dos meios mais importantes na degradação abiótica de subprodutos de desinfecção (DBPs). O conhecimento aprimorado da hidrólise de DBPs pode ajudar a determinar a probabilidade de ocorrência de DBP na água e seus riscos. A fim de entender melhor os papéis que os grupos funcionais desempenham no destino e ocorrência de DBPs no ambiente, este estudo desenvolveu vários modelos quantitativos de relação estrutura-atividade (QSAR) para estimar as constantes de taxa de hidrólise para um pool de 40 moléculas halogenadas de pequeno peso molecular. DBPs de peso provenientes de sete classes químicas. Os modelos são baseados nos descritores calculados e filtrados por análise discriminante passo a passo com algoritmos de regressão linear múltipla (MLR) e rede neural artificial (ANN) e, em geral, exibiram melhor desempenho do que modelos usando apenas descritores convencionais. A importância relativa dos descritores selecionados é classificada como peso molar médio>número de flúor>efeito polar do grupo funcional>peso molar>número de cloro>momento dipolar>a razão de oxigênio para átomos de carbono. Os coeficientes de regressão ao quadrado entre os valores preditos e experimentais foram 0,939 e 0,976 para os modelos finais MLR e ANN, respectivamente. Enquanto o modelo ANN demonstrou melhor desempenho do que o modelo MLR para todos os 40 DBPs, o modelo MLR mostra previsões mais precisas para haloetanos, ácidos haloacéticos e haloacetamidas. Ao contrário dos modelos QSAR existentes, que tratam cada tipo de DBP separadamente, os modelos desenvolvidos neste estudo são únicos ao considerar vários tipos de DBPs juntos; portanto, esses modelos podem ajudar os pesquisadores a entender melhor os efeitos não apenas dos halogênios, mas também dos grupos funcionais na estabilidade do DBP.

Para conseguir uma gestão ativa das zonas balneares e reduzir o risco associado à presença de poluição fecal, são necessários testes capazes de avaliar in loco a qualidade microbiológica da água. Foi desenvolvido um protocolo para a recuperação e detecção da bactéria indicadora de poluição fecal, E.coli, utilizando a atividade da β-glucuronidase (GUS). O protocolo desenvolvido envolve duas etapas principais: preparação da amostra e medição da atividade GUS. Na etapa de preparo das amostras, filtros de seringa foram utilizados com dupla finalidade, para a recuperação e pré-concentração de E.coli da matriz aquosa e como reatores de μL para lise bacteriana e extração de GUS. Posteriormente, a atividade GUS foi medida usando um método fluorométrico contínuo desenvolvido anteriormente. As condições ótimas de recuperação de GUS para a etapa de preparação da amostra foram 100μL PELB (suplementado com 1mgmL⁻¹lisozima e DTT 20 mM) a 37°C por 30 min. O protocolo foi avaliado em amostras ambientais (doce e água do mar) contra um método de ensaio GUS estabelecido (Coliplage^®). Atividades GUS correspondentes a amostras contendo apenas 26 MPN E.coli 100mL⁻¹foram detectados para a amostra de água do mar e tão baixos quanto 110 MPN E.coli 100mL⁻¹para as amostras de água doce. Em comparação com a Coliplage^®método, este protocolo ofereceu uma melhoria nas atividades GUS medidas de 3,1 vezes para amostras de água doce e 4,1 vezes para amostras de água do mar. Além disso, o protocolo aqui desenvolvido tem um tempo para resultado de 75 minutos e atende com sucesso à necessidade de testes capazes de avaliar rapidamente a qualidade microbiológica da água.

Em muitas regiões cársticas em países em desenvolvimento, as populações geralmente sofrem com a má qualidade microbiana da água e são frequentemente expostas a patógenos bacterianos. A alta variabilidade da qualidade da água requer ensaios rápidos, mas a análise convencional baseada em cultivo de bactérias indicadoras fecais, como Escherichia coli (E. coli), é muito demorada. Nesse sentido, a medição da atividade enzimática de E. coli pode ser uma ferramenta valiosa para o monitoramento da qualidade da água. Um protótipo de dispositivo móvel automatizado foi usado para a investigação de β-d-glicuronidase (GLUC) em uma nascente cárstica remota, conectada a um riacho de superfície que está afundando, no norte do Vietnã. Para avaliar a relação entre a atividade GLUC, dinâmica de descarga e padrões de contaminação, vários parâmetros hidrológicos, hidroquímicos, físico-químicos e microbiológicos, incluindo descarga, turbidez, distribuições de tamanho de partícula e E. coli, foram medidos com alta resolução temporal durante dez dias de on -monitoramento do local. Um complexo padrão de contaminação devido a atividades antrópicas e agrícolas levou a altas concentrações de E. coli (270 a >24.200 MPN/100ml) e uma atividade GLUC entre 3,1 e 102,2 mMFU/100ml. Um forte padrão de flutuação diária da atividade GLUC e concentrações de partículas dentro de pequenas classes de tamanho (<10μm) pode ser observado, conforme demonstrado por autocorrelações. Uma análise de correlação de postos de Spearman resultou em coeficientes de correlação de rs=0,56 para E. coli e atividade GLUC e rs=0,54 para atividade GLUC e concentração de partículas de 2–3μm. Em uma escala de evento, as correlações foram maiores (rs=0,69 e 0,87, respectivamente). A atividade GLUC e E. coli apresentaram um padrão geral de contaminação, mas com diferenças significativas nos detalhes, o que pode ser explicado por interferências de e. g. células viáveis, mas não cultiváveis. Embora outras avaliações sejam recomendadas, a atividade GLUC é um parâmetro promissor e complementar para o monitoramento da qualidade da água no local e quase em tempo real.

Comunicações de Química Inorgânica, Volume 76, 2017, pp. 8-11

[C₆H₁₁S(CH₂)₃C₄H₉N₂C₆H₅Cl (L¹Cl)] foi sintetizado pela reação de ciclohexil tiol com cloridrato de 1-(clorofenil)-4-(3-cloropropil) piperazina (P¹) sob atmosfera de nitrogênio seco. Oeu¹Clna reação com Cd(NO₃)₂forma um composto [eu¹NÃO₃] tendo NHO ligação de hidrogênio. A estrutura monocristalina do composto L¹NÃO₃Esta solucionado. A característica dessas reações é a retenção do caráter de piperazínio do material de partida (P¹) para a formação de ligantes (eu¹Cl), bem como na formação do produto de troca aniônica (eu¹NÃO₃). eu¹Cl e L¹NÃO₃são caracterizados com base em físico-químicos e espectrais (ESI Mass, FT-IR,¹H,¹³C e DEPT 135°¹³C {¹H} RMN). Os espectros de NMR de prótons e carbono-13 deeu¹Cleeu¹NÃO₃são característicos.eu¹NÃO₃cristaliza em sistema ortorrômbico com grupo espacial Pbca. Ambos os anéis de piperazina e ciclohexano adotam a conformação de cadeira com N₁, N₂e C₁₄, C₁₇fora do avião. A geometria em torno do átomo de nitrogênio quaternário é tetraédrica distorcida, conforme revelado pelos ângulos de ligação.

Pesquisa em Obesidade e Prática Clínica, Volume 7, Edição 5, 2013, pp. e342-e352

Modelos animais de obesidade mostram que os depósitos de lipídios podem lesar os rins, e há evidências do papel dos lipídios no desenvolvimento da doença renal crônica (DRC). As estatinas exibem um efeito redutor de lipídios que atua nos níveis de colesterol total e triglicerídeos (TG) e efeitos pleiotrópicos, incluindo sua capacidade de reduzir a inflamação e a fibrose. O objetivo do presente estudo foi confirmar se a obesidade induzida por uma dieta rica em gordura (HFD, 60% de gordura) promove o acúmulo de lipídios nas áreas tubulointersticial e/ou glomerular do rim e se o tratamento com várias estatinas, pravastatina (30mg /kg, p.o.), rosuvastatina (3mg/kg, p.o.), pitavastatina (1mg/kg, p.o.) e atorvastatina (10mg/kg, p.o.), suprime o acúmulo lipídico induzido pela obesidade. Usando camundongos machos C57Bl/6J, examinamos parâmetros relacionados ao metabolismo energético, acúmulo de lipídios, infiltração de macrófagos nos glomérulos e na área tubulointersticial e lesão glomerular usando a expressão de nefrina e desmina. Nenhuma das estatinas afetou o peso corporal, o metabolismo da glicose, os níveis séricos de TG e adiponectina ou os níveis séricos de citocinas inflamatórias. No entanto, todas as estatinas melhoraram o acúmulo de lipídios nos túbulos proximais, melhoraram a hipertrofia glomerular, aumentaram a expressão de nefrina e diminuíram a expressão de desmina, em comparação com animais obesos não tratados. Além disso, a redução do acúmulo lipídico tubular proximal foi maior com o tratamento com pravastatina e rosuvastatina do que com o tratamento com pitavastatina e atorvastatina. Concluímos que as estatinas hidrofílicas podem ser mais eficazes na prevenção do acúmulo de lipídios nos túbulos renais do que as estatinas lipofílicas.

Ciências da Vida, Volume 194, 2018, pp. 67-74

Water Research, Volume 170, 2020, Artigo 115369

Em várias jurisdições, a média aritmética das concentrações de Escherichia coli na água bruta serve como métrica para definir os requisitos mínimos de tratamento por estações de tratamento de água potável (DWTPs). Uma estimativa exata e precisa dessa média é, portanto, crítica para definir os requisitos adequados. As distribuições das concentrações de E.coli nas águas superficiais podem ser fortemente distorcidas e requerem métodos estatísticos capazes de caracterizar a incerteza. Apresentamos quatro modelos paramétricos simples com diferentes comportamentos de cauda superior (gama, log-normal, Lomax, mistura de duas distribuições log-normais) para explicar explicitamente a influência de eventos de pico na concentração média. O desempenho desses modelos foi testado usando grandes conjuntos de dados de E.coli (200–1800 amostras) do monitoramento regulatório da água bruta em seis DWTPs localizadas em bacias hidrográficas urbanas e agrícolas. Foram identificadas estações críticas de contaminação e fatores hidrometeorológicos que levam a eventos de pico. Amostras baseadas em eventos foram coletadas em uma entrada urbana de DWTP durante dois eventos hidrometeorológicos usando β-d-monitoramento da atividade da glucuronidase como um gatilho. Os resultados da amostragem baseada em eventos foram usados ​​para verificar se as distribuições paramétricas selecionadas previam eventos de pico direcionados. Descobrimos que a cauda superior das distribuições log-normal e Lomax previu melhor grandes concentrações do que a cauda superior da distribuição gama. A amostragem semanal por dois anos em bacias urbanas e por quatro anos em bacias agrícolas gerou estimativas razoáveis ​​das concentrações médias de E.coli na água bruta. A metodologia proposta pode ser facilmente usada para informar o desenvolvimento de estratégias de amostragem e índices estatísticos para definir os requisitos de tratamento específicos do local.

Food Chemistry, Volume 157, 2014, pp. 213-220

Durian (Durio zibethinus Murr.) é classificado como um alimento para aquecer o corpo no herbalismo indiano, e seu efeito hipertérmico é empiricamente conhecido no sudeste da Ásia. Para investigar o mecanismo subjacente a esse efeito, focamos nos receptores indutores de termogênese, TRPA1 e TRPV1. Durian contém sulfetos semelhantes aos agonistas TRPA1 e TRPV1 do alho. Consequentemente, levantamos a hipótese de que o efeito termogênico do durião é impulsionado pela ativação do canal TRP induzida por sulfeto. Para investigar nossa hipótese, medimos a atividade TRPA1 e TRPV1 dos componentes contendo enxofre do durião e quantificamos seu conteúdo na polpa de durião. Esses componentes contendo enxofre tiveram um efeito mais forte no TRPA1 do que no TRPV1. Além disso, o conteúdo de sulfeto na polpa de durião foi suficiente para evocar a ativação do canal TRP e o principal agonista foi o dissulfeto de dietila. A partir desses resultados, consideramos que o efeito de aquecimento corporal do durião é provocado pela ativação do TRPA1 com seus sulfetos, como pode ser visto nas especiarias.

Talanta, Volume 148, 2016, pp. 75-83

Um fluorímetro portátil de campo sensível com capacidade de incubação e câmaras de amostra triplicadas foi projetado e construído. O sistema foi otimizado para a análise no local de E. coli em águas recreativas usando ensaios enzimáticos baseados em fluorescência. O analito alvo era β-d-Glucuronidase (GUS) que hidrolisa um substrato sintético 6-Cloro-4-Metil-Umbeliferil-β-d-Glucuronídeo (6-CMUG) para liberar a molécula fluorescente 6-Cloro-4-Metil-Umbeliferil (6-CMU). O sistema foi calibrado com padrões de 6-CMU. Foi determinado um LOD de 5 nM e uma resolução inferior a 1 nM, enquanto os testes de cinética enzimática mostraram detecção de atividades abaixo de 1 pmolmin⁻¹mL⁻¹de amostra. Uma preparação de amostra portátil de campo, protocolo de extração enzimática e ensaio contínuo foram aplicados com o sistema para analisar amostras de água doce e marinha. São mostrados os resultados de um teste de campo de um dia que demonstrou a capacidade do sistema de fornecer resultados no local em um período de 75 minutos.