Functional significance of eIF5A and its hypusine modification in eukaryotes

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Production of active recombinant eIF5A: reconstitution in E.coli of eukaryotic hypusine modification of eIF5A by its coexpression with modifying enzymes

Eukaryotic translation initiation factor 5A (eIF5A) is the only cellular protein that contains the polyamine-modified lysine, hypusine [N(epsilon)-(4-amino-2-hydroxybutyl)lysine]. Hypusine occurs only in eukaryotes and certain archaea, but not in eubacteria. It is formed post-translationally by two consecutive enzymatic reactions catalyzed by deoxyhypusine synthase (DHS) and deoxyhypusine hydroxylase (DOHH). Hypusine modification is essential for the activity of eIF5A and for eukaryotic cell proliferation. eIF5A binds to the ribosome and stimulates translation in a hypusine-dependent manner, but its mode of action in translation is not well understood. Since quantities of highly pure hypusine-modified eIF5A is desired for structural studies as well as for determination of its binding sites on the ribosome, we have used a polycistronic vector, pST39, to express eIF5A alone, or to co-express human eIF5A-1 with DHS or with both DHS and DOHH in Escherichia coli cells, to engineer recombinant proteins, unmodified eIF5A, deoxyhypusine- or hypusine-modified eIF5A. We have accomplished production of three different forms of recombinant eIF5A in high quantity and purity. The recombinant hypusine-modified eIF5A was as active in methionyl-puromycin synthesis as the native, eIF5A (hypusine form) purified from mammalian tissue. The recombinant eIF5A proteins will be useful tools in future structure/function and the mechanism studies in translation.

eIF5A has a function in the elongation step of translation in yeast

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

eIF5A interacts functionally with eEF2

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Is there a role for eIF5A in translation?

The putative translation factor eIF5A is essential for cell viability and is highly conserved from archaebacteria to mammals. This factor is the only cellular protein that undergoes an essential posttranslational modification dependent on the polyamine spermidine, called hypusination. This review focuses on the functional characterization of eIF5A. Although this protein was originally identified as a translation initiation factor, subsequent studies did not support a role for eIF5A in general translation initiation. eIF5A has also been implicated in nuclear export of HIV-1 Rev and mRNA decay, but these findings are controversial in the literature and may reflect secondary effects of eIF-5A function. Next, the involvement of eIF5A and hypusination in the control of the cell cycle and proliferation in various organisms is reviewed. Finally, recent evidence in favor of reconsidering the role of eIF5A as a translation factor is discussed. Future studies may reveal the specific mechanism by which eIF5A affects protein synthesis.

Pkc1 acts through Zds1 and Gic1 to suppress growth and cell polarity defects of a yeast eIF5A mutant

eIF5A is a highly conserved putative eukaryotic translation initiation factor that has been implicated in translation initiation, nucleocytoplasmic transport, mRNA decay, and cell proliferation, but with no precise function assigned so far. We have previously shown that high-copy PKCI suppresses the phenotype of tif51A-1, a temperature-sensitive mutant of eIF5A in S. cerevisiae. Here, in an attempt to further understand how Pkc1 functionally interacts with eIF-5A, it was determined that PKCI suppression of tif51A-1 is independent of the cell integrity MAP kinase cascade. Furthermore, two new suppressor genes, ZDS1 and GIC1, were identified. We demonstrated that ZDS1 and ZDS2 are necessary for PKC1, but not for GIC1 suppression. Moreover, high-copy GIC1 also suppresses the growth defect of a PKCI mutant (stt1), suggesting the existence of a Pkc1-Zds1-Gic1 pathway. Consistent with the function of Gic1 in actin organization, the tif51A-1 strain shows an actin polarity defect that is partially recovered by overexpression of Pkc1 and Zds1 as well as Gic1. Additionally, PCL1 and BNI1, important regulators of yeast cell polarity, also suppress tif51A-1 temperature sensitiviiy Taken together, these data strongly Support the correlated involvement of Pkc1 and eIF5A in establishing actin polarity, which is essential for bud formation and G1/S transition in S. cerevisiae.

eIF5A binds to translational machinery components and affects translation in yeast

The putative translation factor eIF5A is essential for cell viability and is highly conserved from archebacteria to mammals. Although this protein was originally identified as a translation initiation factor, subsequent experiments did not support a role for eIF5A in general translation. In this work, we demonstrate that eIF-5A interacts with structural components of the 80S ribosome, as well as with the translation elongation factor 2 (eEF2). Moreover, eIF5A is further shown to cofractionate with monosomes in a translation-dependent manner. Finally, eIF5A mutants show altered polysome profiles and are sensitive to translation inhibitors. Our results re-establish a function for eIF5A in translation and suggest a role for this factor in translation elongation instead of translation initiation. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Perfil eletroforético das proteínas séricas de serpentes Crotalus durissus terrificus (cascavel) criadas em cativeiro

As serpentes peçonhentas dos gêneros Bothrops e Crotalus têm sido mantidas em cativeiro visando à extração de venenos para a produção de imunobiológicos. O conhecimento da fisiologia desses animais e as alterações na concentração de proteínas e suas frações séricas são importantes para a identificação precoce de importantes enfermidades que cursam com estados de hipoproteinemia e hiperproteinemia. O objetivo do trabalho foi determinar a concentração de proteína total e o perfil eletroforético das proteínas séricas de serpentes Crotalus durissus terrificus (cascavel) criadas em cativeiro. Foram colhidas amostras de sangue da veia coccígea ventral de 21 serpentes adultas e sadias, divididas em dois grupos: Grupo 1 de 12 machos com peso médio de 588,89±193,55g, e Grupo 2 de nove fêmeas com peso médio de 708,33±194,04g. A proteína total sérica foi determinada pelo método de refratometria e a eletroforese em gel de agarose. Obtiveram-se valores da proteína total sérica (g/dL) de 4,51±0,50 para machos e de 4,82±0,72 para fêmeas, e para machos e fêmeas de 4,64±0,61. Foram identificadas pela eletroforese quatro frações protéicas (g/dL): albumina, a, b, g-globulinas e calculada a relação albumina:globulina. As serpentes fêmeas apresentaram maiores valores para as variáveis, albumina e para a relação albumina/globulina (AG) diferindo significativamente (P<0,05) do grupo de machos, porém sem significado clínico.

Citocinas e proteínas de fase aguda do soro como marcadores de regressão da resposta inflamatória ao tratamento da tuberculose pulmonar

OBJETIVO: Analisar o padrão de citocinas pró- e antiinflamatórias e da resposta de fase aguda (RFA) como marcadores de resposta ao tratamento da tuberculose pulmonar. MÉTODOS: Determinação dos níveis de interferon-gama (IFN-γ), tumor necrosis factor-alpha (TNF-α, fator de necrose tumoral-alfa), interleucina-10 (IL-10) e transforming growth factor-beta (TGF-β, fator transformador de crescimento-beta), pelo método ELISA, em sobrenadante de cultura de células mononucleares do sangue periférico e monócitos, assim como dos níveis de proteínas totais, albumina, globulinas, alfa-1-glicoproteína ácida (AGA), proteína C reativa (PCR) e velocidade de hemossedimentação (VHS) em 28 doentes com tuberculose pulmonar, em três tempos: antes (T0), aos três meses (T3) e aos seis meses (T6) de tratamento, em relação aos controles saudáveis, em um único tempo. RESULTADOS: Os pacientes apresentaram valores maiores de citocinas e RFA que os controles em T0, com diminuição em T3 e diminuição (TNF-α, IL-10, TGF-β, AGA e VHS) ou normalização (IFN-γ e PCR) em T6. CONCLUSÕES: PCR, AGA e VHS são possíveis marcadores para auxiliar no diagnóstico de tuberculose pulmonar e na indicação de tratamento de indivíduos com baciloscopia negativa; PCR (T0 > T3 > T6 = referência) pode também ser marcador de resposta ao tratamento. Antes do tratamento, o perfil Th0 (IFN-γ, IL-10, TNF-α e TGF-β), indutor de e protetor contra inflamação, prevaleceu nos pacientes; em T6, prevaleceu o perfil Th2 (IL-10, TNF-α e TGF-β), protetor contra efeito nocivo pró-inflamatório do TNF-α ainda presente. O comportamento do IFN-γ (T0 > T3 > T6 = controle) sugere sua utilização como marcador de resposta ao tratamento.

A resposta metabólica ao trauma cranioencefálico é autolimitada? Análise das proteínas de fase aguda e glicemia

Nos últimos anos tem havido referências à limitação da resposta metabólica nas duas primeiras semanas após trauma cranioencefálico (TCE). Foi feita proposta de estudo a partir de experimento clínico em pacientes com trauma encefálico grave, que foram avaliados por volta de 7 dias após a lesão (M1). A segunda avaliação ocorreu 4 dias após (M2), e a terceira 3 a 4 dias após (M3). em um período de 2 anos, foram selecionados 28 pacientes do sexo masculino, com trauma encefálico grave, escala de gravidade de Glasgow entre 4 e 6. Dentre os 28 pacientes, 6 completaram o estudo proposto. Os pacientes foram acompanhados clinicamente durante toda a fase do experimento. em cada um dos momentos de análise, foram feitas análises da excreção nitrogenada e proteínas de fase aguda. da mesma forma foram feitas determinações da glicemia plasmática, N-amínico e triglicerídeos. Os resultados do estudo demonstraram não haver modificações no balanço nitrogenado, normalização da proteína-C-reativa e redução relativa da glicemia ao final do experimento. Os autores tecem considerações sobre os possíveis mecanismos envolvidos na modulação da resposta metabólica e concluem que o hipermetabolismo, a basear-se na análise da glicemia e das proteínas de fase aguda, não persiste além do 13° dia do período de recuperação pós-trauma. São feitas sugestões de estudos futuros que possam elucidar os mecanismos envolvidos na normalização do hipercatabolismo e hipermetabolismo observados nas duas primeiras semanas após TCE.

Mistura de proteínas morfogenéticas ósseas, hidroxiapatita, osso inorgânico e colágeno envolta por membrana de pericárdio no preenchimento de defeito ósseo segmentar em coelhos

Avaliou-se o uso de biomaterial de origem bovina na regeneração de defeitos ósseos segmentares empregando-se 12 coelhos, fêmeas, da raça Norfolk, com idade de seis meses e pesos entre 3 e 4,5kg. Realizou-se falha segmentar bilateral de um centímetro de comprimento na diáfise do rádio, com inclusão do periósteo. No membro direito, o defeito foi delimitado por membrana de pericárdio liofilizada, contendo em seu interior mistura de proteínas morfogenéticas ósseas adsorvidas a hidroxiapatita, colágeno liofilizado e osso inorgânico. No membro esquerdo, o defeito não recebeu tratamento. Radiografias foram obtidas ao término do procedimento cirúrgico e aos sete, 30, 60, 90, 120 e 150 dias de pós-operatório. Após eutanásia de seis coelhos aos 60 dias e seis aos 150 dias de pós-cirúrgico, os resultados radiográficos e histológicos mostraram que a regeneração óssea foi inibida nos defeitos segmentares tratados com o biomaterial.

Valores séricos de cálcio, fósforo, sódio, potássio e proteínas totais em caprinos fêmeas da raça Parda Alpina

Por ser de grande importância o conhecimento de valores séricos referenciais do mineralograma e do proteinograma, a sua utilização na medicina veterinária, e a escassez de trabalhos brasileiros relacionados à espécie caprina, este estudo objetivou determinar e comparar os níveis séricos de cálcio, fósforo, sódio, potássio e proteínas (proteína total, albumina, globulina e a relação albumina/globulina) em caprinos fêmeas da raça Parda Alpina, em três idades diferentes. Foram utilizadas 30 fêmeas caprinas da raça Parda Alpina criadas em regime intensivo, sendo separadas em três grupos: Grupo 1 - 10 fêmeas jovens com idade de quatro meses; Grupo 2 - 10 fêmeas adultas jovens com idade de 18 meses; Grupo 3 - 10 fêmeas adultas lactantes com idade de 24 a 60 meses. Os animais foram avaliados por meio de exames clínico e coproparasitológico. Foram encontrados os seguintes valores médios de cálcio, fósforo, sódio e potássio no grupo G1: 10,10± 1,70, 10,13± 2,04, 151± 3,30 e 5,16± 0,41; no grupo G2: 10,36± 0,94, 7,49± 1,34, 145,9± 3,35 e 4,56± 0,48; e para o grupo G3: 9,47± 1,45, 5,90± 1,21, 153,3± 5,17 e 4,20± 0,55. Para as variáveis proteína total sérica, albumina, globulina e relação albumina/globulina foram encontrados os seguintes valores médios, para o grupo G1: 6,29± 0,94, 3,5± 10,41, 2,78± 0,95 e 1,40± 0,48; para o grupo G2: 7,27± 0,73, 4,92± 1,06, 3,06± 0,56, 1,43± 0,44; e para o grupo G3: 7,14± 0,84, 3,70± 0,20, 3,44± 0,79 e 1,14± 0,30. A análise estatística dos dados demonstra que existe influência da faixa etária nas variáveis fósforo, sódio, potássio, proteína total e albumina.

Proteínas de fase aguda em cadelas com neoplasia mamária

As proteínas de fase aguda (PFA) apresentam concentrações séricas alteradas mediante processos infecciosos, inflamatórios e neoplásicos. Objetivou-se com este trabalho avaliar as variações séricas das PFA em cadelas portadoras de neoplasia mamária, comparando com a avaliação histológica e leucograma. As PFA foram avaliadas em 45 cadelas com tumor de mama, distribuídas nos grupos neoplasia benigna (n=13), maligna não ulcerada (n=24) e maligna ulcerada (n=8). O grupo controle foi composto por 20 cadelas saudáveis. Foram realizados o teste de eletroforese em gel de poliacrilamida contendo dodecil sulfato de sódio (SDS-PAGE) para identificar as PFA (albumina, ceruloplasmina, transferrina, haptoglobina Hp, α-1 antitripsina e α-1 glicoproteina ácida) e o teste ultrassensível para proteína C reativa (PCR). As pacientes com neoplasia mamária maligna ulcerada apresentaram elevações sérica para PCR e Hp e redução da albumina (P<0,05, One-Way ANOVA e Teste de Dunn). Nessas pacientes, foi observada correlação positiva entre o leucograma inflamatório e o aumento das PFA (P=0,002, Teste de Fisher) e não foram observadas correlações entre as PFA e os subtipos histológicos. Conclui-se que avaliações conjuntas da PCR, Hp e albumina podem ser utilizadas como ferramenta de auxílio diagnóstico e prognóstico em cadelas com neoplasia mamária.

Fracionamento de cobre em proteínas do plasma, músculo e fígado de tilápia do Nilo

Copper fractionation in plasma, muscle and liver of Nile tilapia was performed after protein separation by 2D-PAGE. SR XRF analysis indicated the presence of copper in three protein spots of plasma, and in two protein spots of muscle and liver, respectively. Copper ions were found to be distributed mostly in proteins that had a molar mass of less than 54 kDa and greater than 13 kDa and a pI in the 5.3-9.3 range. The copper concentration bound to these proteins was determined by GFAAS which showed concentrations in the 1.20-4.82 mg g-1 range.

Expressão dos genes que codificam as proteínas anexina-1 e galectina-1 nos pólipos rinossinusais e sua modulação pelo glicocorticoide

A fisiopatologia da polipose rinossinusal não é totalmente compreendida, apesar de várias hipóteses em relação ao seu processo inflamatório. OBJETIVOS: Estudo prospectivo da expressão dos genes das proteínas, anexina-1 e a galectina-1, que têm ação anti-inflamatória, e sua modulação pelo glicocorticoide. MATERIAL E MÉTODOS: Onze pacientes portadores de polipose rinossinusal tiveram biopsiados seus pólipos em dois momentos: na ausência de glicocorticoide sistêmico, e na sua presença. Nas duas amostras, foi avaliada a expressão desses genes e comparada com a expressão na mucosa nasal normal do meato médio. RESULTADOS: Verificou-se que a média de expressão dos genes que codifica a anexina-1 e galectina-1 estava predominantemente aumentada, independente do uso do glicocorticoide em relação à mucosa nasal controle. Entretanto, nos pólipos sem uso de corticoide, a média de expressão do gene da anexina-1 foi significativamente maior do que nos pólipos que estavam sob uso de glicocorticoide. Com relação à galectina-1 não houve diferença significativa entre as médias de expressão antes e após o uso de glicocorticoide sistêmico. CONCLUSÃO: Os genes apresentaram um aumento da expressão na mucosa nasal polipoide, independente do uso do glicocorticoide, porém a relação destes dois genes das proteínas anti-inflamatórias com o glicocorticoide não ocorreu da mesma maneira.