Muscarinic toxins : characterization of adrenoceptor binding and applicability of membrane anchoring via glycosylphosphatidylinositol tail

Adrenoceptors (ARs), G-protein coupled receptors (GPCRs) at the plasma membrane, respond to endogenous catecholamines noradrenaline and adrenaline. These receptors mediate several important physiological functions being especially important in the cardiovascular system and in the regulation of smooth muscle contraction. Impairments in the function of these receptors can thus lead to severe diseases and disorders such as to cardiovascular diseases and benign prostatic hyperplasia. The Eastern green mamba (Dendroaspis angusticeps) venom has been shown to contain toxins that can antagonize the functions of GPCRs. The most well-known are muscarinic toxins (MTs) targeting muscarinic acetylcholine receptors (mAChRs) with high affinity and selectivity. However, some reports have indicated that these toxins might also act on the α1- and α2-ARs which can be divided into various subtypes; the α1-ARs to α1A-, α1B- and α1D-ARs and α2-ARs to α2A-, α2B- and α2C-ARs. In this thesis, the interaction of four common MTs (MT1, MT3, MT7 and MTα) with the adrenoceptors was characterized. It was also evaluated whether these toxins could be anchored to the plasma membrane via glycosylphosphatidylinositol (GPI) tail. Results of this thesis reveal that muscarinic toxins are targeting several α-adrenoceptor subtypes in addition to their previously identified target receptors, mAChRs. MTα was found to interact with high affinity and selectivity with the α2B-AR whereas MT7 confirmed its selectivity for the M1 mAChR. Unlike MTα and MT7, MT1 and MT3 have a broad range of target receptors among the α-ARs. All the MTs characterized were found to behave as non-competitive antagonists of receptor action. The interaction between MTα and the α2B-AR was studied more closely and it was observed that the second extracellular loop of the receptor functions as a structural entity enabling toxin binding. The binding of MTα to the α2B-AR appears to be rather complex and probably involves dimerized receptor. Anchoring MTs to the plasma membrane did not interfere with their pharmacological profile; all the GPI-anchored toxins created retained their ability to block their target receptors. This thesis shows that muscarinic toxins are able to target several subtypes of α-ARs and mAChRs. These toxins offer thus a possibility to create new subtype specific ligands for the α-AR subtypes. Membrane anchored MTs on the other hand could be used to block α-AR and mAChR actions in disease conditions such as in hypertension and in gastrointestinal and urinary bladder disorders in a cell-specific manner and to study the physiological functions of ARs and mAChRs in vivo in model organisms.

Evaluation of the spot urine sampling technique to assess urinary pseudouridine excretion in lactating dairy cows

Selostus: Mahdollisuus lyhytaikaisen virtsankeruun käyttöön lypsylehmien virtsan pseudouridiinin erityksen määrittämisessä

Effect of dietary crude protein and energy content on nitrogen utilisation, water intake and urinary output in growing pigs

Selostus: Rehun valkuais- ja energiapitoisuuden vaikutus sikojen typen hyväksikäyttöön, veden kulutukseen ja virtsan eritykseen

The family school : the impact of a group training programme on overactive hard-to-manage preschool children and their parents

Föräldraskap upplevs som en utmanande uppgift i dag och det påstås att föräldrar oftare än förr skulle var i behov av råd och stöd beträffande barnuppfostran. Denna uppgift kan ytterligare försvåras om det i familjen finns ett hyperaktivt okoncentrerat barn att uppfostra. Detta arbete undersökte effekterna av ett kortvarigt gruppbaserat interventionsprogram benämnt Familjeskolan POP (Preschool Overactivity Programme). Familjeskolan är avsedd för familjer med barn i lekåldern, som visar beteendesvårigheter såsom ADHD (Attention Deficit Hyperactivity Disorder), ODD (Oppositional Deficit Disorder) eller CD (Conduct Disorder). Målet för Familjeskolan är att öka föräldrarnas kunskaper och självförtroende då de har ett krävande svårhanterligt barn att uppfostra. Familjeskolan strävar också till att reducera barns icke-önskvärda beteenden genom att öka deras sociala färdigheter och koncentrationsförmåga. Familjeskolan verkställdes i Helsingfors vid ADHD- centrets lokaliteter. 45 mödrar och deras barn från huvudstadsregionen deltog i denna undersökning. Av dessa deltog 33 i Familjeskola-programmet medan de 12 övriga bildade den s.k. kontrollgruppen. Undersökningsresultaten tyder på förbättringar beträffande både moderns och faderns föräldrakunskaper efter Familjeskola-interventionen. Det är att lägga märke till att enbart mödrar deltog i interventionsprogrammet. Efter programmet klarade mödrar enligt egen utsaga vardagen bättre. Speciellt hade de blivit bättre på att hantera barnens beteendesvårigheter och hyperaktivt okoncentrerat beteende. Resultaten påvisade också att programmet var effektivast för de mödrar som före Familjeskolan upplevde sig besitta ringa föräldrakunskaper. Mödrarna rapporterade en signifikant minskning i barnens totala beteendesvårigheter. Efter interventionen ansåg mödrarna att deras barn var mindre olydiga, hyperaktiva samt att deras beteendesvårigheter var lindrigare. Enligt dagvårdspersonalen hade barnens totala beteendesvårigheter och problem med koncentration och hyperaktivitet också minskat. Motsvarande förbättringar uppnåddes inte i kontrollgruppen. Resultaten från uppföljningsintervjun, visade också att barnens beteendeförändringar var bestående både hemma och i daghemmet. Både föräldrar och dagvårdspersonalen rapporterade en signifikant minskning i barnens totala svårigheter jämfört med innan familjerna påbörjade interventionen. Föräldrarna rapporterade en marginell minskning i barnens ADHD-liknande beteende, beteendesvårigheter och i svårigheter med kamrater, dagvårdspersonalen däremot rapporterade en signifikant minskning i barnens beteendesvårigheter, hyperaktivt/okoncentrerat beteende samt i svårigheter med kamrater mellan innan familjerna påbörjade interventionen och uppföljningen ett år efter. Resultaten av denna undersökning stödjer hypotesen att kortvariga gruppbaserade interventionsprogram kan åstadkomma permanenta förbättringar i föräldrakunskaper och barns beteende. Detta gäller främst hyperaktivitet, koncentrationssvårigheter och trotsighet.