995 resultados para Protein mobility
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Background/Aims: Unconjugated bilirubin (UCB) impairs crucial aspects of cell function and induces apoptosis in primary cultured neurones. While mechanisms of cytotoxicity begin to unfold, mitochondria appear as potential primary targets. Methods: We used electron paramagnetic resonance spectroscopy analysis of isolated rat mitochondria to test the hypothesis that UCB physically interacts with mitochondria to induce structural membrane perturbation, leading to increased permeability, and subsequent release of apoptotic factors. Results: Our data demonstrate profound changes on mitochondrial membrane properties during incubation with UCB, including modified membrane lipid polarity and fluidity (P , 0:01), as well as disrupted protein mobility(P , 0:001). Consistent with increased permeability, cytochrome c was released from the intermembrane space(P , 0:01), perhaps uncoupling the respiratory chain and further increasing oxidative stress (P , 0:01). Both ursodeoxycholate, a mitochondrial-membrane stabilising agent, and cyclosporine A, an inhibitor of the permeability transition, almost completely abrogated UCB-induced perturbation. Conclusions: UCB directly interacts with mitochondria influencing membrane lipid and protein properties, redox status, and cytochrome c content. Thus, apoptosis induced by UCB may be mediated, at least in part, by physical perturbation of the mitochondrial membrane. These novel findings should ultimately prove useful to our evolving understanding of UCB cytotoxicity.
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The nucleus is an extremely dynamic compartment, and protein mobility represents a key factor in transcriptional regulation. We showed in a previous study that the diffusion of peroxisome proliferator-activated receptors (PPARs), a family of nuclear receptors regulating major cellular and metabolic functions, is modulated by ligand binding. In this study, we combine fluorescence correlation spectroscopy, dual color fluorescence cross-correlation microscopy, and fluorescence resonance energy transfer to dissect the molecular mechanisms controlling PPAR mobility and transcriptional activity in living cells. First, we bring new evidence that in vivo a high percentage of PPARs and retinoid X receptors is associated even in the absence of ligand. Second, we demonstrate that coregulator recruitment (and not DNA binding) plays a crucial role in receptor mobility, suggesting that transcriptional complexes are formed prior to promoter binding. In addition, association with coactivators in the absence of a ligand in living cells, both through the N-terminal AB domain and the AF-2 function of the ligand binding domain, provides a molecular basis to explain PPAR constitutive activity.
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The interaction of bovine serum albumin (BSA) with the ionic surfactants sodium dodecylsulfate (SDS, anionic), cetyltrimethylammonium chloride (CTAC, cationic) and N-hexadecyl-N,N-dimethyl-3-ammonio-1-propanesulfonate (HPS, zwitterionic) was studied by electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy of spin label covalently bound to the single free thiol group of the protein. EPR spectra simulation allows to monitor the protein dynamics at the labeling site and to estimate the changes in standard Gibbs free energy, enthalpy and entropy for transferring the nitroxide side chain from the more motionally restricted to the less restricted component. Whereas SDS and CTAC showed similar increases in the dynamics of the protein backbone for all measured concentrations. HPS presented a smaller effect at concentrations above 1.5 mM. At 10 mM of surfactants and 0.15 mM BSA, the standard Gibbs free energy change was consistent with protein backbone conformations more expanded and exposed to the solvent as compared to the native protein, but with a less pronounced effect for HPS. In the presence of the surfactants, the enthalpy change, related to the energy required to dissociate the nitroxide side chain from the protein, was greater, suggesting a lower water activity. The nitroxide side chain also detected a higher viscosity environment in the vicinity of the paramagnetic probe induced by the addition of the surfactants. The results suggest that the surfactant-BSA interaction, at higher surfactant concentration, is affected by the affinities of the surfactant to its own micelles and micelle-like aggregates. Complementary DLS data suggests that the temperature induced changes monitored by the nitroxide probe reflects local changes in the vicinity of the single thiol group of Cys-34 BSA residue. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.
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Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
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The dynamic lateral segregation of signaling proteins into microdomains is proposed to facilitate signal transduction, but the constraints on microdomain size, mobility, and diffusion that might realize this function are undefined. Here we interrogate a stochastic spatial model of the plasma membrane to determine how microdomains affect protein dynamics. Taking lipid rafts as representative microdomains, we show that reduced protein mobility in rafts segregates dynamically partitioning proteins, but the equilibrium concentration is largely independent of raft size and mobility. Rafts weakly impede small-scale protein diffusion but more strongly impede long-range protein mobility. The long-range mobility of raft-partitioning and raft-excluded proteins, however, is reduced to a similar extent. Dynamic partitioning into rafts increases specific interprotein collision rates, but to maximize this critical, biologically relevant function, rafts must be small (diameter, 6 to 14 nm) and mobile. Intermolecular collisions can also be favored by the selective capture and exclusion of proteins by rafts, although this mechanism is generally less efficient than simple dynamic partitioning. Generalizing these results, we conclude that microdomains can readily operate as protein concentrators or isolators but there appear to be significant constraints on size and mobility if microdomains are also required to function as reaction chambers that facilitate nanoscale protein-protein interactions. These results may have significant implications for the many signaling cascades that are scaffolded or assembled in plasma membrane microdomains.
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The interaction of bovine serum albumin (BSA) with the ionic surfactants sodium dodecylsulfate (SDS, anionic), cetyltrimethylammonium chloride (CTAC, cationic) and N-hexadecyl-N,N-dimethyl-3-ammonio-1-propanesulfonate (HPS, zwitterionic) was studied by electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy of spin label covalently bound to the single free thiol group of the protein. EPR spectra simulation allows to monitor the protein dynamics at the labeling site and to estimate the changes in standard Gibbs free energy, enthalpy and entropy for transferring the nitroxide side chain from the more motionally restricted to the less restricted component. Whereas SDS and CTAC showed similar increases in the dynamics of the protein backbone for all measured concentrations. HPS presented a smaller effect at concentrations above 1.5 mM. At 10 mM of surfactants and 0.15 mM BSA, the standard Gibbs free energy change was consistent with protein backbone conformations more expanded and exposed to the solvent as compared to the native protein, but with a less pronounced effect for HPS. In the presence of the surfactants, the enthalpy change, related to the energy required to dissociate the nitroxide side chain from the protein, was greater, suggesting a lower water activity. The nitroxide side chain also detected a higher viscosity environment in the vicinity of the paramagnetic probe induced by the addition of the surfactants. The results suggest that the surfactant-BSA interaction, at higher surfactant concentration, is affected by the affinities of the surfactant to its own micelles and micelle-like aggregates. Complementary DLS data suggests that the temperature induced changes monitored by the nitroxide probe reflects local changes in the vicinity of the single thiol group of Cys-34 BSA residue. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.
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Les maladies cardiovasculaires (MCV) sont la principale cause de mortalité dans les pays industrialisés. L'hypercholestérolémie constitue un facteur de risque majeur pour les MCV. Elle est caractérisée par des niveaux élevés de lipoprotéines de faible densité (LDL, aussi appelé “mauvais cholestérol”). La présence prolongée de haut niveaux de LDL dans la circulation augmente le risque de formation de plaques athérosclérotiques, ce qui peut conduire à l'obstruction des artères et l'infarctus du myocarde. Le LDL est normalement extrait du sang par sa liaison au récepteur du LDL (LDLR) qui est responsable de son endocytose dans les hépatocytes. Des études génétiques humaines ont identifié PCSK9 (proprotein convertase subtilisin/kexin type 9) comme le troisième locus responsable de l'hypercholestérolémie autosomique dominante après le LDLR et son ligand l’apolipoprotéine B-100. PCSK9 interagit avec le LDLR et induit sa dégradation, augmentant ainsi les niveaux plasmatiques de LDL. Les mutations gain de fonction (GF) de PCSK9 sont associées à des niveaux plasmatiques élevés de LDL et à l'apparition précoce des MCV, alors que les mutations perte de fonction (PF) de PCSK9 diminuent le risque de MCV jusqu’à ~ 88% grâce à une réduction du LDL circulant. De ce fait, PCSK9 constitue une cible pharmacologique importante pour réduire le risque de MCV. PCSK9 lie le LDLR à la surface cellulaire et/ou dans l'appareil de Golgi des hépatocytes et provoque sa dégradation dans les lysosomes par un mécanisme encore mal compris. Le but de cette étude est de déterminer pourquoi certaines mutations humaines de PCSK9 sont incapables de dégrader le LDLR tandis que d'autres augmentent sa dégradation dans les lysosomes. Plusieurs mutations GF et PF de PCSK9 ont été fusionnées à la protéine fluorecente mCherry dans le but d'étudier leur mobilité moléculaire dans les cellules hépatiques vivantes. Nos analyses quantitatives de recouvrement de fluorescence après photoblanchiment (FRAP) ont montré que les mutations GF (S127R et D129G) avaient une mobilité protéique plus élevée (> 35% par rapport au WT) dans le réseau trans- Golgien. En outre, nos analyses quantitatives de recouvrement de fluorescence inverse après photoblanchiment (iFRAP) ont montré que les mutations PF de PCSK9 (R46L) avaient une mobilité protéique plus lente (<22% par rapport au WT) et une fraction mobile beaucoup plus petite (<40% par rapport au WT). Par ailleurs, nos analyses de microscopie confocale et électronique démontrent pour la toute première fois que PCSK9 est localisée et concentrée dans le TGN des hépatocytes humains via son domaine Cterminal (CHRD) qui est essentiel à la dégradation du LDLR. De plus, nos analyses sur des cellules vivantes démontrent pour la première fois que le CHRD n'est pas nécessaire à l'internalisation de PCSK9. Ces résultats apportent de nouveaux éléments importants sur le mécanisme d'action de PCSK9 et pourront contribuer ultimement au développement d'inhibiteurs de la dégradation du LDLR induite par PCSK9.
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Les canaux calciques de type L CaV1.2 sont principalement responsables de l’entrée des ions calcium pendant la phase plateau du potentiel d’action des cardiomyocytes ventriculaires. Cet influx calcique est requis pour initier la contraction du muscle cardiaque. Le canal CaV1.2 est un complexe oligomérique qui est composé de la sous-unité principale CaVα1 et des sous-unités auxiliaires CaVβ et CaVα2δ1. CaVβ joue un rôle déterminant dans l’adressage membranaire de la sous-unité CaVα1. CaVα2δ1 stabilise l’état ouvert du canal mais le mécanisme moléculaire responsable de cette modulation n’a pas été encore identifié. Nous avons récemment montré que cette modulation requiert une expression membranaire significative de CaVα2δ1 (Bourdin et al. 2015). CaVα2δ1 est une glycoprotéine qui possède 16 sites potentiels de glycosylation de type N. Nous avons donc évalué le rôle de la glycosylation de type-N dans l’adressage membranaire et la stabilité de CaVα2δ1. Nous avons d’abord confirmé que la protéine CaVα2δ1 recombinante, telle la protéine endogène, est significativement glycosylée puisque le traitement à la PNGase F se traduit par une diminution de 50 kDa de sa masse moléculaire, ce qui est compatible avec la présence de 16 sites Asn. Il s’est avéré par ailleurs que la mutation simultanée de 6/16 sites (6xNQ) est suffisante pour 1) réduire significativement la densité de surface de! CaVα2δ1 telle que mesurée par cytométrie en flux et par imagerie confocale 2) accélérer les cinétiques de dégradation telle qu’estimée après arrêt de la synthèse protéique et 3) diminuer la modulation fonctionnelle des courants générés par CaV1.2 telle qu’évaluée par la méthode du « patch-clamp ». Les effets les plus importants ont toutefois été obtenus avec les mutants N663Q, et les doubles mutants N348Q/N468Q, N348Q/N812Q, N468Q/N812Q. Ensemble, ces résultats montrent que Asn663 et à un moindre degré Asn348, Asn468 et Asn812 contribuent à la biogenèse et la stabilité de CaVα2δ1 et confirment que la glycosylation de type N de CaVα2δ1 est nécessaire à la fonction du canal calcique cardiaque de type L.
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To characterize the functionally important anharmonic motions of proteins, simulations of carboxymyoglobin (MbCO) dynamics have been performed during which dihedral transitions were prohibited. Comparison of torsionally restrained and unrestrained protein dynamics simulated at three levels of hydration and at temperatures ranging from 100 to 400 K suggests that hydration "catalyzes" protein mobility by facilitating collective anharmonic motions that do not require dihedral transitions. When dihedral transitions were prohibited, dehydrated MbCO, to a good approximation, exhibited only harmonic fluctuations, whereas hydrated MbCO exhibited both harmonic and anharmonic motions. The fluctuation of helix centers of mass also remained highly anharmonic in the torsionally restrained hydrated system. Atomic mean-square fluctuation at 300 K was reduced upon prohibition of dihedral transitions by only 28% and 10% for MbCO hydrated by 350 and 3830 water molecules, respectively.
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Les canaux calciques de type L CaV1.2 sont principalement responsables de l’entrée des ions calcium pendant la phase plateau du potentiel d’action des cardiomyocytes ventriculaires. Cet influx calcique est requis pour initier la contraction du muscle cardiaque. Le canal CaV1.2 est un complexe oligomérique qui est composé de la sous-unité principale CaVα1 et des sous-unités auxiliaires CaVβ et CaVα2δ1. CaVβ joue un rôle déterminant dans l’adressage membranaire de la sous-unité CaVα1. CaVα2δ1 stabilise l’état ouvert du canal mais le mécanisme moléculaire responsable de cette modulation n’a pas été encore identifié. Nous avons récemment montré que cette modulation requiert une expression membranaire significative de CaVα2δ1 (Bourdin et al. 2015). CaVα2δ1 est une glycoprotéine qui possède 16 sites potentiels de glycosylation de type N. Nous avons donc évalué le rôle de la glycosylation de type-N dans l’adressage membranaire et la stabilité de CaVα2δ1. Nous avons d’abord confirmé que la protéine CaVα2δ1 recombinante, telle la protéine endogène, est significativement glycosylée puisque le traitement à la PNGase F se traduit par une diminution de 50 kDa de sa masse moléculaire, ce qui est compatible avec la présence de 16 sites Asn. Il s’est avéré par ailleurs que la mutation simultanée de 6/16 sites (6xNQ) est suffisante pour 1) réduire significativement la densité de surface de! CaVα2δ1 telle que mesurée par cytométrie en flux et par imagerie confocale 2) accélérer les cinétiques de dégradation telle qu’estimée après arrêt de la synthèse protéique et 3) diminuer la modulation fonctionnelle des courants générés par CaV1.2 telle qu’évaluée par la méthode du « patch-clamp ». Les effets les plus importants ont toutefois été obtenus avec les mutants N663Q, et les doubles mutants N348Q/N468Q, N348Q/N812Q, N468Q/N812Q. Ensemble, ces résultats montrent que Asn663 et à un moindre degré Asn348, Asn468 et Asn812 contribuent à la biogenèse et la stabilité de CaVα2δ1 et confirment que la glycosylation de type N de CaVα2δ1 est nécessaire à la fonction du canal calcique cardiaque de type L.
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A knowledge of the physicochemical properties of inclusion bodies is important for the rational design of potential recovery processes such as flotation and precipitation. In this study, measurement of the size and electrophoretic mobility of protein inclusion bodies and cell debris was undertaken. SDS-PAGE analysis of protein inclusion bodies subjected to different cleaning regimes suggested that electrophoretic mobility provides a qualitative measure of protein inclusion body purity. Electrophoretic mobility as a function of electrolyte type and ionic strength was investigated. The presence of divalent ions produced a stronger effect on electrophoretic mobility compared with monovalent ions. The isoelectric point of cell debris was significantly lower than that for the inclusion bodies. Hence, the contaminating cell debris may be separated from inclusion bodies using flotation by exploiting this difference in isoelectric points. Separation by this method is simple, convenient, and a possible alternative to the conventional route of centrifugation.
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We evaluated whether preeclampsia is associated with elevated circulating levels of High mobility group box 1 protein (HMGB-1), a nuclear protein with proinflammatory effects when released extracellularly. We enrolled 48 women, 32 in third trimester pregnancy (16 with, 16 without preeclampsia), and 16 healthy non pregnant. In the peripheral blood of pregnant women, HMGB-1 concentration was assessed serially, before and after delivery. With or without preeclampsia, third trimester pregnancy was associated with elevated levels of HMGB-1. This elevation is exaggerated in preeclampsia. The source of HMGB-1 observed in these conditions is likely to involve tissues other than the placenta itself.
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The aims of this study were to assess whether high-mobility group box-1 protein can be determined in biological fluids collected during autopsy and evaluate the diagnostic potential of high-mobility group box-1 protein in identifying sepsis-related deaths. High-mobility group box-1 protein was measured in serum collected during hospitalization as well as in undiluted and diluted postmortem serum and pericardial fluid collected during autopsy in a group of sepsis-related deaths and control cases with noninfectious causes of death. Inclusion criteria consisted of full biological sample availability and postmortem interval not exceeding 6h. The preliminary results indicate that high-mobility group box-1 protein levels markedly increase after death. Concentrations beyond the upper limit of the calibration curve were obtained in undiluted postmortem serum in septic and traumatic control cases. In pericardial fluid, concentrations beyond the upper limit of the calibration curve were found in all cases. These findings suggest that the diagnostic potential of high-mobility group box-1 protein in the postmortem setting is extremely limited due to molecule release into the bloodstream after death, rendering antemortem levels difficult or impossible to estimate even after sample dilution.
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Introduction : la Physiopathologie maternelle de la prééclampsie s'associe typiquement à un état inflammatoire systémique modéré. La protéine "high mobility group box 1" (HMGB-1) est une protéine nucléaire ubiquitaire. En cas de stress cellulaire, elle est relâchée dans le milieu extrace llua li re et peut ainsi exercer son activité pro-inflammatoire. En cas de prééclampsie, le liquide amniotique et le cytoplasme des cellules trophoblastiques contiennent des quantités anormalement élevées de HMGB-1, mais il n'est toujours pas universellement admis que ces concentrations se retrouvent dans le sang maternel. Méthodes : nous avons recruté 32 femmes au troisième trimestre de grossesse, 16 avec et 16 sans prééclampsie. Nous avons également observé 16 femmes non enceintes et en bonne santé, appariées selon l'âge avec les femmes enceintes. Nous avons mesuré la concentration sérique de HMGB-1 chez les femmes enceintes avant, puis 24-48 heures après leur accouchement, en utilisant un kit ELISA commercial. Le même dosage a été réalisé chez les femmes non enceintes, mais à une seule reprise, au moment de leur inclusion dans l'étude. Résultats : le jour de leur inclusion dans l'étude, la concentration médiane [intervalle interquartile] de HMGB-1 chez les femmes enceintes prééclamptiques était de 2.1 ng/ml [1.1 - 3.2], de 1.1 [1.0-1.2] chez les grossesses saines (p < 0.05 vs groupe prééclamptiques) et de 0.6 [0.5 - 0.8] chez les patientes non enceintes (p < 0.01 vs deux autres groupes). Pour les deux groupes de femmes enceintes, les concentrations mesurées en post-partum ne variaient pas significativement de celles mesurées avant l'accouchement. Conclusion : avec ou sans prééclampsie, le troisième triemstre de la grossesse est associé à une élévation des taux circulants de HMGB-1. Cette augmentation est exagérée en cas de prééclampsie. L'origine de ces concentrations élevées reste à déterminer, mais elle semble impliquer d'autres organes que le placenta lui-même.
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In order to propose a role for internucleosomal high mobility group proteins (HMGs), and HI histone variants study of their levels and synthesis in a system of development and differentiation--rat spermatogenesis--was undertaken. HMG1, 2, 14, and 17 were isolated from rat testes and found to be very similar to calf thymus HMGs. Testis levels of HMGs, relative to DNA, were equivalent to other rat tissues for HMG1 (13 ug/mg DNA), HMG14 (2 ug/mg DNA), and HMG17 (5 ug/mg DNA). HMG2 levels were different among rat tissues, with three groups observed: (1) nonproliferating tissues (1-5 ug/mg DNA); (2) proliferating tissues (8-13 ug/mg DNA); and (3) the testis (32 ug/mg DNA). Other species (toad, opposum, mouse, dog, and monkey) showed the same testis-specific increase of HMG2. Populations of purified testis cell types were separated by centrifugal elutriation and density gradient centrifugation from adult and immature rat testes. Pachytene spermatocytes and early spermatids (56 and 47 ug/mg DNA, respectively) caused the testis-specific increase of HMG2 levels. Cell types preceding pachytenes (types A and B spermatogonia, mixtures of spermatogonia and early primary spermatocytes, and early pachytenes contained HMG2 levels similar to proliferating tissues (12 ug/mg DNA). Late spermatids did not contain HMGs. Somatic Sertoli and Leydig cells (2 ug/mg DNA) exhibited HMG2 levels similar to nonproliferating tissues. HMGs synthesized in spermatogonia and spermatocytes had similar specific activities, but early spermatids did not synthesize HMGs. Germ cells also contained an HMG2 species (on acid-urea gels) not found in somatic tissues. Other investigators have shown that HMGs may be associated with transcriptional or replicative processes. Thus, it is proposed that HMG2 plays a role in modulatable gene expression, while HMG1 is associated with housekeeping functions.^ HI histone variants were also studied throughout spermatogenesis. The minor somatic variant, HIa, is the predominant variant in spermatogonia and early primary spermatocytes. In early pachytenes, the testis-specific variant, HIt, is first synthesized and appears, largely replacing somatic variants HIbcd and e by late pachytene stage. Early spermatids contain the same HI composition as pachytenes, but do not synthesize HI histones. HI('0) is present in low amounts in all germ cells. These results suggest that expression of HI variants is developmentally controlled.^