RESUMO

Acknowledging the importance of studies toward the development of measures against terrorism and bioterrorism, this study aims to contribute to the design of new prototypes of potential drugs against smallpox. Based on a former study, nine synthetic feasible prototypes of selective inhibitors for thymidylate kinase from Variola virus (VarTMPK) were designed and submitted to molecular docking, molecular dynamics simulations and binding energy calculations. The compounds are simplifications of two more complex scaffolds, with a guanine connected to an amide or alcohol through a spacer containing ether and/or amide groups, formerly suggested as promising for the design of selective inhibitors of VarTMPK. Our study showed that, despite the structural simplifications, the compounds presented effective energy values in interactions with VarTMPK and HssTMPK and that the guanine could be replaced by a simpler imidazole ring linked to a -NH2 group, without compromising the affinity for VarTMPK. It was also observed that a positive charge in the imidazole ring is important for the selectivity toward VarTMPK and that an amide group in the spacer does not contribute to selectivity. Finally, prototype 3 was pointed as the most promising to be synthesized and experimentally evaluated. Communicated by Ramaswamy H. Sarma.

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The genome of Azoarcus olearius DQS-4T , a N2 -fixing Betaproteobacterium isolated from oil-contaminated soil in Taiwan, was sequenced and compared with other Azoarcus strains. The genome sequence showed high synteny with Azoarcus sp. BH72, a model endophytic diazotroph, but low synteny with five non-plant-associated strains (Azoarcus CIB, Azoarcus EBN1, Azoarcus KH32C, A. toluclasticus MF63T and Azoarcus PA01). Average Nucleotide Identity (ANI) revealed that DQS-4T shares 98.98% identity with Azoarcus BH72, which should now be included in the species A. olearius. The genome of DQS-4T contained several genes related to plant colonization and plant growth promotion, such as nitrogen fixation, plant adhesion and root surface colonization. In accordance with the presence of these genes, DQS-4T colonized rice (Oryza sativa) and Setaria viridis, where it was observed within the intercellular spaces and aerenchyma mainly of the roots. Although they promote the growth of grasses, the mechanism(s) of plant growth promotion by A. olearius strains is unknown, as the genomes of DQS-4T and BH72 do not contain genes for indole acetic acid (IAA) synthesis nor phosphate solubilization. In spite of its original source, both the genome and behaviour of DQS-4T suggest that it has the capacity to be an endophytic, nitrogen-fixing plant growth-promoting bacterium.

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The legume species Sesbania virgata establishes a specific and efficient symbiosis with Azorhizobium doebereinerae. Previous studies have shown that A. doebereinerae occurrence correlates to the presence of S. virgata. This work aimed to evaluate the occurrence of A. doebereinerae and of other nitrogen-fixing Leguminosae-nodulating bacteria (NFLNB) in soil samples collected adjacent to and 10 m away from the stems of five S. virgata plants in pasture areas. Symbiotic characteristics of isolates from these NFLNB populations were also studied. S. virgata and the four promiscuous legume species Leucaena leucocephala, Macroptilium atropurpureum, Phaseolus vulgaris and Vigna unguiculata were inoculated with soil samples to trap A. doebereinerae and other NFLNB. NFLNB capable of inducing nodulation in at least one of these legumes were found in all samples. M. atropurpureum was the most promiscuous species, as it trapped the highest number of NFLNB cultural types from soil suspensions. The other species were less promiscuous in the following order: V. unguiculata, P. vulgaris, and L. leucocephala. Isolates of the promiscuous legumes were classified into seven cultural groups. One of these groups, isolated from all promiscuous species, showed fast-growth alkali-reaction in culture medium (like Azorhizobium); it was identified as Cupriavidus. This is the first report of symbiosis of Cupriavidus with Papilionoideae species. The symbiotic efficiency of promiscuous hosts with NFLNB varied, but it was always less than that of controls with mineral nitrogen or an inoculant strain. S. virgata was efficiently nodulated only by A. doebereinerae, which occurred mainly in samples collected close to the plant stem, corroborating a high stimulus by its host species. A high diversity of NFLNB occurs as saprophytes close to the S. virgata root system.

A espécie de leguminosa Sesbania virgata estabelece uma simbiose especifica e eficiente com Azorhizobium doebereinerae. Estudos prévios indicam que a ocorrência de A. doebereinerae esta relacionada à presença de S. virgata. Avaliou-se a ocorrência de A. doebereinerae e de outras Bactérias Fixadoras de Nitrogênio Nodulíferas em Leguminosas (BFNNL) em amostras de solos coletadas próximo e a 10 metros do caule de cinco plantas de S. virgata em áreas de pastagem. As características simbióticas de isolados das populações dessas BFNNL foram também estudadas. Para captura de A. doebereinerae e de outras BFNNL, essas amostras de solos foram inoculadas em S. virgata e nas leguminosas promíscuas Leucaena leucocephala, Macroptilium atropurpureum, Phaseolus vulgaris e Vigna unguiculata. Todas as amostras de solos apresentaram BFNNL capazes de nodular, pelo menos, uma espécie. M. atropurpureum foi a espécie mais promíscua capturando um grande número de tipos culturais de BFNNL das suspensões de solo. As outras espécies foram menos promíscuas na seguinte ordem: V. unguiculata, P. vulgaris, e L. leucocephala. Os isolados das espécies hospedeiras consideradas promíscuas foram agrupados em sete tipos culturais. Um desses grupos, isolado de todas as espécies promiscuas, apresentou crescimento rápido e reação alcalina em meio de cultura (como Azorhizobium) e foi identificado como Cupriavidus. Este é o primeiro relato da simbiose de Cupriavidus com espécies de Papilionoideae. A simbiose de BFNNL com as demais espécies teve eficiência variável, mas foi sempre menor que a da adubação nitrogenada e da estirpe recomendada como inoculante. S. virgata formou simbiose somente com A. doebereinerae, a qual foi mais freqüente nas amostras de solos coletadas próximo ao caule da planta, corroborando alto estímulo deste microsimbionte por sua espécie hospedeira. Uma alta diversidade de BFNNL ocorre saprofiticamente próximo ao sistema radicular de S. virgata.

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The legume species Sesbania virgata establishes a specific and efficient symbiosis with Azorhizobium doebereinerae. Previous studies have shown that A. doebereinerae occurrence correlates to the presence of S. virgata. This work aimed to evaluate the occurrence of A. doebereinerae and of other nitrogen-fixing Leguminosae-nodulating bacteria (NFLNB) in soil samples collected adjacent to and 10 m away from the stems of five S. virgata plants in pasture areas. Symbiotic characteristics of isolates from these NFLNB populations were also studied. S. virgata and the four promiscuous legume species Leucaena leucocephala, Macroptilium atropurpureum, Phaseolus vulgaris and Vigna unguiculata were inoculated with soil samples to trap A. doebereinerae and other NFLNB. NFLNB capable of inducing nodulation in at least one of these legumes were found in all samples. M. atropurpureum was the most promiscuous species, as it trapped the highest number of NFLNB cultural types from soil suspensions. The other species were less promiscuous in the following order: V. unguiculata, P. vulgaris, and L. leucocephala. Isolates of the promiscuous legumes were classified into seven cultural groups. One of these groups, isolated from all promiscuous species, showed fast-growth alkali-reaction in culture medium (like Azorhizobium); it was identified as Cupriavidus. This is the first report of symbiosis of Cupriavidus with Papilionoideae species. The symbiotic efficiency of promiscuous hosts with NFLNB varied, but it was always less than that of controls with mineral nitrogen or an inoculant strain. S. virgata was efficiently nodulated only by A. doebereinerae, which occurred mainly in samples collected close to the plant stem, corroborating a high stimulus by its host species. A high diversity of NFLNB occurs as saprophytes close to the S. virgata root system.

A espécie de leguminosa Sesbania virgata estabelece uma simbiose especifica e eficiente com Azorhizobium doebereinerae. Estudos prévios indicam que a ocorrência de A. doebereinerae esta relacionada à presença de S. virgata. Avaliou-se a ocorrência de A. doebereinerae e de outras Bactérias Fixadoras de Nitrogênio Nodulíferas em Leguminosas (BFNNL) em amostras de solos coletadas próximo e a 10 metros do caule de cinco plantas de S. virgata em áreas de pastagem. As características simbióticas de isolados das populações dessas BFNNL foram também estudadas. Para captura de A. doebereinerae e de outras BFNNL, essas amostras de solos foram inoculadas em S. virgata e nas leguminosas promíscuas Leucaena leucocephala, Macroptilium atropurpureum, Phaseolus vulgaris e Vigna unguiculata. Todas as amostras de solos apresentaram BFNNL capazes de nodular, pelo menos, uma espécie. M. atropurpureum foi a espécie mais promíscua capturando um grande número de tipos culturais de BFNNL das suspensões de solo. As outras espécies foram menos promíscuas na seguinte ordem: V. unguiculata, P. vulgaris, e L. leucocephala. Os isolados das espécies hospedeiras consideradas promíscuas foram agrupados em sete tipos culturais. Um desses grupos, isolado de todas as espécies promiscuas, apresentou crescimento rápido e reação alcalina em meio de cultura (como Azorhizobium) e foi identificado como Cupriavidus. Este é o primeiro relato da simbiose de Cupriavidus com espécies de Papilionoideae. A simbiose de BFNNL com as demais espécies teve eficiência variável, mas foi sempre menor que a da adubação nitrogenada e da estirpe recomendada como inoculante. S. virgata formou simbiose somente com A. doebereinerae, a qual foi mais freqüente nas amostras de solos coletadas próximo ao caule da planta, corroborando alto estímulo deste microsimbionte por sua espécie hospedeira. Uma alta diversidade de BFNNL ocorre saprofiticamente próximo ao sistema radicular de S. virgata.

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In commercial plantations of soybean in both the Southern and the Cerrado regions, contributions from biological nitrogen fixation (BNF) are generally proportionately high. When using the 15N natural abundance technique to quantify BNF inputs, it is essential to determine, with accuracy, the 15N abundance of the N derived from BNF (the 'B' value). This study aimed to determine the effect of four recommended strains of Bradyrhizobium spp. (two B. japonicum and two B. elkanii) on the 'B' value of soybean grown in pots in an open field using an equation based on the determination of 15N natural abundance in a non-labelled soil, and estimate of the contribution of BNF derived from the use of 15N-isotope dilution in soils enriched with 15N. To evaluate N2 fixation by soybean, three non-N2-fixing reference crops were grown under the same conditions. Regardless of Bradyrhizobium strain, no differences were observed in dry matter, nodule weight and total N between labelled and non-labelled soil. The N2 fixation of the soybeans grown in the two soil conditions were similar. The mean 'B' values of the soybeans inoculated with the B. japonicum strains were -1.84 ‰ and -0.50 ‰, while those inoculated with B. elkanii were -3.67 ‰ and -1.0 ‰, for the shoot tissue and the whole plant, respectively. Finally, the 'B' value for the soybean crop varied considerably in function of the inoculated Bradyrhizobium strain, being most important when only the shoot tissue was utilised to estimate the proportion of N in the plant derived from N2 fixation.

Em plantações comerciais de soja na região Sul e do Cerrado, as contribuições da fixação biológica de Nitrogênio (FBN) são geralmente elevadas. Quando usamos a técnica da abundância natural de 15N para quantificar a FBN, é essencial determinar com exatidão a abundância de 15N do N derivado da FBN (valor 'B'). Este trabalho buscou determinar o efeito das quatro estirpes de Bradyrhizobium spp. (duas B. japonicum, duas B. elkanii) sobre o valor 'B' de soja crescida em vasos em ambiente aberto usando uma equação na determinação da abundância natural de 15N em um solo não enriquecido com 15N, e estimativas da contribuição da FBN derivado do uso da técnica de diluição isotópica de 15N em solo enriquecido com 15N. Para avaliar a fixação de N2 pela soja três plantas referenciam foram crescidas nas mesmas condições. Independente da estirpe de Bradyrhizobium, não foi observada diferença para matéria seca, massa de nódulos e N total entre solo marcado e não marcado. A fixação de N2 em soja crescida nas duas condições de marcação do solo foi semelhante. Os valores médios de 'B' para plantas de soja inoculadas com estirpes de B. japonicum foram, em média, de -1,84 ‰ e -0,50 ‰ enquanto as inoculadas com B. elkanii apresentaram médias de -3,67 ‰ e -1,00 ‰, para parte aérea e planta inteira, respectivamente. Finalmente, o valor 'B' para a cultura da soja variou consideravelmente em função da estirpe de Bradyrhizobium inoculada, sendo mais importante quando se utiliza somente a parte aérea da planta para estimar a proporção do N da planta derivado da fixação de N2.

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In commercial plantations of soybean in both the Southern and the Cerrado regions, contributions from biological nitrogen fixation (BNF) are generally proportionately high. When using the 15N natural abundance technique to quantify BNF inputs, it is essential to determine, with accuracy, the 15N abundance of the N derived from BNF (the 'B' value). This study aimed to determine the effect of four recommended strains of Bradyrhizobium spp. (two B. japonicum and two B. elkanii) on the 'B' value of soybean grown in pots in an open field using an equation based on the determination of 15N natural abundance in a non-labelled soil, and estimate of the contribution of BNF derived from the use of 15N-isotope dilution in soils enriched with 15N. To evaluate N2 fixation by soybean, three non-N2-fixing reference crops were grown under the same conditions. Regardless of Bradyrhizobium strain, no differences were observed in dry matter, nodule weight and total N between labelled and non-labelled soil. The N2 fixation of the soybeans grown in the two soil conditions were similar. The mean 'B' values of the soybeans inoculated with the B. japonicum strains were -1.84 ‰ and -0.50 ‰, while those inoculated with B. elkanii were -3.67 ‰ and -1.0 ‰, for the shoot tissue and the whole plant, respectively. Finally, the 'B' value for the soybean crop varied considerably in function of the inoculated Bradyrhizobium strain, being most important when only the shoot tissue was utilised to estimate the proportion of N in the plant derived from N2 fixation.

Em plantações comerciais de soja na região Sul e do Cerrado, as contribuições da fixação biológica de Nitrogênio (FBN) são geralmente elevadas. Quando usamos a técnica da abundância natural de 15N para quantificar a FBN, é essencial determinar com exatidão a abundância de 15N do N derivado da FBN (valor 'B'). Este trabalho buscou determinar o efeito das quatro estirpes de Bradyrhizobium spp. (duas B. japonicum, duas B. elkanii) sobre o valor 'B' de soja crescida em vasos em ambiente aberto usando uma equação na determinação da abundância natural de 15N em um solo não enriquecido com 15N, e estimativas da contribuição da FBN derivado do uso da técnica de diluição isotópica de 15N em solo enriquecido com 15N. Para avaliar a fixação de N2 pela soja três plantas referenciam foram crescidas nas mesmas condições. Independente da estirpe de Bradyrhizobium, não foi observada diferença para matéria seca, massa de nódulos e N total entre solo marcado e não marcado. A fixação de N2 em soja crescida nas duas condições de marcação do solo foi semelhante. Os valores médios de 'B' para plantas de soja inoculadas com estirpes de B. japonicum foram, em média, de -1,84 ‰ e -0,50 ‰ enquanto as inoculadas com B. elkanii apresentaram médias de -3,67 ‰ e -1,00 ‰, para parte aérea e planta inteira, respectivamente. Finalmente, o valor 'B' para a cultura da soja variou consideravelmente em função da estirpe de Bradyrhizobium inoculada, sendo mais importante quando se utiliza somente a parte aérea da planta para estimar a proporção do N da planta derivado da fixação de N2.