Synthesis and Characterization of Photoaffinity Probes that Target the 5-HT3 Receptor

Abstract: The 5-HT3 receptor is one of several ion channels responsible for the transmission of nerve impulses in the peripheral and central nervous systems. Until now, it has been difficult to characterize transmembrane receptors with classical structural biology approaches like X-ray crystallography. The use of photoaffinity probes is an alternative approach to identify regions in the protein where small molecules bind. To this end, we present two photoaffinity probes based on granisetron, a well known antagonist of the 5-HT3 receptor. These new probes show nanomolar binding affinity for the orthosteric binding site. In addition, we investigated their reactivity using irradiation experiments.

The antimalarial drugs quinine, chloroquine and mefloquine are antagonists at 5-HT 3 receptors

Background and Purpose: The antimalarial compounds quinine, chloroquine and mefloquine affect the electrophysiological properties of Cys-loop receptors and have structural similarities to 5-HT3 receptor antagonists. They may therefore act at 5-HT3 receptors. Experimental Approach: The effects of quinine, chloroquine and mefloquine on electrophysiological and ligand binding properties of 5-HT3A receptors expressed in HEK 293 cells and Xenopus oocytes were examined. The compounds were also docked into models of the binding site. Key Results: 5-HT3 responses were blocked with IC50 values of 13.4 μM, 11.8 μM and 9.36 μM for quinine, chloroquine and mefloquine. Schild plots indicated quinine and chloroquine behaved competitively with pA2 values of 4.92 (KB=12.0 μM) and 4.97 (KB=16.4 μM). Mefloquine displayed weakly voltage-dependent, non-competitive inhibition consistent with channel block. On and off rates for quinine and chloroquine indicated a simple bimolecular reaction scheme. Quinine, chloroquine and mefloquine displaced [3H]granisetron with Ki values of 15.0, 24.2 and 35.7 μM. Docking of quinine into a homology model of the 5-HT3 receptor binding site located the tertiary ammonium between W183 and Y234, and the quinoline ring towards the membrane, stabilised by a hydrogen bond with E129. For chloroquine, the quinoline ring was positioned between W183 and Y234 and the tertiary ammonium stabilised by interactions with F226. Conclusions and Implications: This study shows that quinine and chloroquine competitively inhibit 5-HT3 receptors, while mefloquine inhibits predominantly non-competitively. Both quinine and chloroquine can be docked into a receptor binding site model, consistent with their structural homology to 5-HT3 receptor antagonists.

„chöid ir mir säge was diir hüt anneheit?“ – die Hürden bei der Entwicklung eines Sprachkompetenz-Indikators

Ein soziolinguistisch angelegtes Projekt der Universität Bern greift die Idee der „language related major life events“ – die neue sprachliche und soziale Räume schaffen – auf. Das Forschungsprojekt besteht aus drei Modulen. Module 1 und 2 untersuchen Personen, die beim Übergang von der Grundausbildung in eine weiterführende Ausbildung mit einem Wechsel der Umgebungssprache konfrontiert sind: und zwar (1) frankofone Lernende in Biel/Bienne, die – im Kontext dieser zweisprachigen Stadt – neben ihrer Herkunftssprache mit Schweizerdeutsch konfrontiert sind, und (2) frankofone und italofone Studierende, die an Universitäten und Hochschulen der deutschen Schweiz studieren müssen, weil es das betreffende Fach weder in der Romandie noch im Tessin gibt. Im Modul 3 werden zwei Personengruppen untersucht (italienische MigrantInnen und Deutsch-schweizerInnen), die sich vor, im und nach dem Prozess der Pensionierung befinden, die bestehende berufliche Netzwerke verlieren, eventuell neue aufbauen und denen sich neue kommunikative Anforderungen stellen. Im Rahmen dieses Forschungsprojekts wurden wir mit der Frage konfrontiert, wie die Sprachkenntnisse erfasst und analysiert werden könnten. Die erste Hürde bestand darin, dass wir als Ausgangslage nur ein bis zwei Interviews in der Muttersprache der Probanden (Italienisch oder Französisch) führen würden und nicht klar war, wie wir in diesem Kontext zu zuverlässigen Sprachdaten auf Schweizerdeutsch kommen: - Sollten wir selbst oder eine zweite Person die Fragen stellen? oder - Wie standardisieren wir den Fragenkatalog? Nach langer Suche nach einem geeigneten Testinstrument entschieden wir uns eine eigene Methode zu entwickeln die auf SOPI/OPI basiert. Auch hier stellten sich mehrere Fragen, wie zum Beispiel: - Welchen Schweizerdeutsch Dialekt wird verwendet? - Welche Fragen stellen wir (unterschiedliche Probandengruppen)? - Wie stellen wir einen wachsenden Schwierigkeitsgrad her? Während der Durchführung der Tests begegneten wir neuen Problematiken. Aufgrund der negativ konnotierten Testsituation fühlten sich einzelne Probanden z.B. angegriffen. Weiter wurden wir mit dem Beobachterparadoxon konfrontiert und konnten bei wiederholten Tests Gewöhnungseffekte feststellen. Zusätzlich erwiesen sich einige Fragen als problematisch (z.B. in diesem Kontext nicht sinnvoll oder verschieden interpretierbar). Am Ende werden wir mit den verschieden Problemen der Analyse konfrontiert sein. Wir fragen uns aufgrund welcher Kriterien eine Analyse sinnvoll ist und ob unsere Daten überhaupt vergleichbar sind. In unserem Paper möchten wir die oben genannten methodischen Probleme darstellen und unsere Lösungsansätze diskutieren.

Short communication: Timing of first milking affects serotonin (5-HT) concentrations

Hormonal signals differentially regulate the timing of parturition, as well lactogenesis and, potentially, colostrum formation in the mammary gland. Non-neuronal serotonin (5-HT) is a homeostatic regulator of the mammary gland. In the current study, we manipulated the timing of first milking to investigate its effects on serum 5-HT and calcium concentrations in the maternal and calf circulation, as well as in colostrum. Twenty-three cows were randomly assigned to a control (CON; n=10) group, milked for the first time at 4h postcalving, or a treatment (TRT; n=13) group, milked for the first time approximately 1 d before calving in addition to 4h postcalving. Maternal blood samples were collected for 4 d precalving, 3 times daily, and 1 blood sample was taken 4h postcalving. Calf blood samples were collected 4 (before first colostrum feeding) and 12h after birth, and at 3 wk of age. Calves from both treatments were fed colostrum from their respective mothers. Serum 5-HT concentrations were greater in CON cows and decreased significantly in TRT cows after milking was initiated precalving (951 vs. 524 ± 111 ng/mL, respectively). Cow serum calcium concentrations were affected by time, beginning to decrease 1 d precalving until 4h postcalving, but this drop in serum calcium was more pronounced in TRT cows. Serum 5-HT and calcium concentrations were negatively correlated (r=-0.57) for the CON cows and positively correlated (r=0.6) for the TRT cows. Maternal calcium and 5-HT decreased similarly due to precalving milking. Calcium and 5-HT concentrations were greater in colostrum collected from TRT cows milked precalving. Overall, calves had higher circulating 5-HT concentrations than cows, and calves born to TRT cows had increased 5-HT concentrations compared with the CON. Precalving milking could affect 5-HT synthesis within the mammary gland and therefore affect maternal 5-HT and calcium concentrations. Further research is needed in ruminants to assess the extent of 5-HT placental transfer, its role on pre- and postnatal development of the calf, the importance of its presence in colostrum, and potential long-term effects on calf health