Efetividade e segurança da budesonida nebulizada no controle da crise aguda de sibilância em crianças menores de três anos não responsivas ao fenoterol

Pós-graduação em Pediatria - FMB

Potyvirus: caracterização parcial de espécies em plantas daninhas associadas a cultura do pimentão, avaliação de genótipos de alface e análise subcelular do eIF4E e de proteínas do Lettuce mosaic virus

Pós-graduação em Agronomia (Proteção de Plantas) - FCA

Caracterização parcial e desenvolvimento de oligonucleotídeos específicos para detecção de sequivírus infectando alface

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Caracterização e ocorrência de bidens mosaic virus (bimv) em regiões produtoras de alface no Estado de São Paulo

Pós-graduação em Agronomia (Proteção de Plantas) - FCA

ENDO-OLIGOPEPTIDASE-A, A PUTATIVE ENKEPHALIN-GENERATING ENZYME, IN THE VERTEBRATE RETINA

Endo-oligopeptidase A, EC 3.4.22.19, converts small enkephalin-containing peptides into the corresponding enkephalins in vitro. We investigated the presence of endooligopeptidase A in the retina and its possible colocalization with enkephalins in retinal neurons. The specific activity of endo-oligopeptidase A found in pigeon retinae (30.3 +/- 7.3 mU/mg, mean +/- standard deviation) was four times higher than in rabbit retinae (7.0 +/- 1.1 mU/mg). The enzyme activity was not modified by EDTA, but it was enhanced by dithiothreitol and inhibited by zinc and 5,5'-dithiobis(2-nitrobenzoic acid). Immunohistochemical experiments with a purified antiserum against rabbit endo-oligopeptidase A revealed labeled neurons in both the inner nuclear layer and the ganglion cell layer of pigeon and rabbit retinae. Double-labeling immunofluorescence experiments demonstrated that about 90% of neurons containing endo-oligopeptidase A-like immunoreactivity also contained [Leu5]-enkephalin-like immunoreactivity. These colocalization results may represent an important step toward the demonstration of the possible involvement of endo-oligopeptidase A in enkephalin generation in vivo.

A distinct tymovirus infecting Cassia hoffmannseggii in Brazil

Leaves of Cassia hoffmannseggii, a wild fabaceous species found in the Atlantic Forest, with a severe mosaic symptom were collected in Pernambuco State, Brazil. By transmission electron microscopy, two types of virus particles were found: the first was recognized as particles of a potyvirus, which was later identified as Cowpea aphid-borne mosaic virus; and the second was isometric and present in high concentration. The observation of vesicles at the periphery of chloroplasts suggested a tymovirus infection, which was confirmed by subsequent assays. A serological assay against several tymovirus antisera resulted in positive reaction of this tymo-like virus with an antiserum of Passion fruit yellow mosaic virus. By means of RT-PCR and using degenerated primers for the conserved region of RNA-dependent RNA polymerase (RdRp) gene of tymoviruses, a specific DNA fragment was amplified and sequenced. Based on this sequence, a specific forward primer was synthesized and successfully used to amplify the 3' terminal genome region, containing the partial RdRp gene and the complete coat protein (CP) sequences. The CP was 188 amino acids (aa) long, and the highest CP aa identity was observed with Kennedya yellow mosaic virus (61 %). Based on the current ICTV demarcation criterion, this isolate was considered as a distinct tymovirus and tentatively named as Cassia yellow mosaic-associated virus.

T-3 Rapidly Increases SLC2A4 Gene Expression and GLUT4 Trafficking to the Plasma Membrane in Skeletal Muscle of Rat and Improves Glucose Homeostasis

Background: Glucose transporter 4 (GLUT4) is highly expressed in muscle and fat tissue, where triiodothyronine (T-3) induces solute carrier family 2 facilitated glucose transporter member 4 (SLC2A4) gene transcription. T-3 was also shown to rapidly increase glucose uptake in myocytes exposed to cycloheximide, indicating that it might act nongenomically to regulate GLUT4 availability. We tested this hypothesis by evaluating, in thyroidectomized rats (Tx rats), the acute and/or chronic T-3 effects on GLUT4 mRNA expression and polyadenylation, protein content, and trafficking to the plasma membrane (PM) in skeletal muscle, as well as on blood glucose disappearance rate (kITT) after insulin administration. Methods: Rats were surgically thyroidectomized and treated with T-3 (0.3 to 100 mu g/100 g body weight) from 10 minutes to 5 days, and killed thereafter. Sham-operated (SO) rats were used as controls. Total RNA was extracted from the skeletal muscles (soleus [SOL] and extensorum digitalis longus [EDL]) and subjected to Northern blotting analysis using rat GLUT4 cDNA probe. Total protein was extracted and subjected to specific centrifugations for subcellular fractionation, and PM as well as microsomal (M) fractions were subjected to Western blotting analysis, using anti-GLUT4 antiserum as a probe. GLUT4 mRNA polyadenylation was examined by a rapid amplification of cDNA ends-poly(A) test (RACE-PAT). Results: Thyroidectomy reduced skeletal muscle GLUT4 mRNA, mRNA poly(A) tail length, protein content, and trafficking to the PM, as well as the kITT. The acute T-3 treatment rapidly (30 minutes) increased all these parameters compared with Tx rats. The 5-day T-3 treatment increased GLUT4 mRNA and protein expression, and restored GLUT4 trafficking to the PM and kITT to SO values. Conclusions: The results presented here show for the first time that, in parallel to its transcriptional action on the SLC2A4 gene, T-3 exerts a rapid post-transcriptional effect on GLUT4 mRNA polyadenylation, which might increase transcript stability and translation efficiency, leading to the increased GLUT4 content and availability to skeletal muscle, as well as on GLUT4 translocation to the PM, improving the insulin sensitivity, as shown by the kITT.

Properties and secretory mechanism of Musca domestica digestive chymotrypsin and its relation with Drosophila melanogaster homologs

Musca domestica larvae present two different digestive chymotryptic activities found in the posterior midgut (PMG): one major soluble activity in the lumen and another minor present in cell membrane fractions. Both soluble and membrane-bound chymotryptic activities have different half lives of thermal inactivation (46 degrees C) in the presence and absence of 10 mM Triton X-100, indicating that they are two different molecular species. Purified soluble chymotryptic activity has pH optimum 7.4 and a molecular mass of 28 kDa in SDS-PAGE. It does not cleave short substrates, such as Suc-F-MCA, preferring longer substrates, such as Suc-AAPF-MCA, with a primary specificity (kcat/Km) for Phe rather than Tyr and Leu residues. In-gel activity revealed a unique band against S-AAPF-MCA with the same migration as purified chymotrypsin. One chymotrypsinogen-like sequence (MdChy1) was sequenced, cloned and recombinantly expressed in Escherichia coli (DE3) Star. MdChy1 is expressed in the proximal posterior midgut (PMG1), as seen by RT-PCR. Expression analysis of other chymotrypsin genes revealed genes expressed at the anterior midgut (AMG) and PMG. Western blot of M. domestica midgut tissues using anti-MdChy1 antiserum showed a single band in samples from AMG and PMG, co-migrating with recombinant and purified enzymes. Immunogold labeling corresponding to Mdchy1 was found in small vesicles (thus indicating exocytosis) and in the lumen of AMG and PMG, corroborating the existence of two similar groups of chymotrypsins. Transcriptomes of M. domestica AMG and whole midgut prepared by pyrosequencing disclosed 41 unique sequences of chymotrypsin-like enzymes (19 probably functional), from which MdChy1 is highly expressed. Phylogenetic reconstruction of Drosophila melanogaster and M. domestica chymotrypsin-like sequences revealed that the chymotrypsin genes expanded before the evolutionary separation of Musca and Drosophila. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Interleukin-4 Modulates the Inflammatory Response in Ifosfamide-Induced Hemorrhagic Cystitis

We investigated whether interleukin-4 (IL-4) is present and capable of reducing inflammatory changes seen in ifosfamide-induced hemorrhagic cystitis. Male Swiss mice were treated with saline or ifosfamide alone or ifosfamide with the classical protocol with mesna and analyzed by changes in bladder wet weight (BWW), macroscopic and microscopic parameters, exudate, and hemoglobin quantification. In other groups, IL-4 was administered intraperitoneally 1 h before ifosfamide. In other experimental groups, C57BL/6 WT (wild type) and C57BL/6 WT IL-4 (-/-) knockout animals were treated with ifosfamide and analyzed for changes in BWW. Quantification of bladder IL-4 protein by ELISA in control, ifosfamide-, and mesna-treated groups was performed. Immunohistochemistry to tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha) and interleukin-1 beta (IL-1 beta) as well as protein identification by Western blot assay for inducible nitric oxide synthase (iNOS) and cyclooxygenase-2 (COX-2) was carried out on ifosfamide- and IL-4-treated animals. In other experimental groups, antiserum against IL-4 was given 30 min before ifosfamide. In IL-4-treated animals, the severity of hemorrhagic cystitis was significantly milder than in animals treated with ifosfamide only, an effect that was reverted with serum anti-IL-4. Moreover, knockout animals for IL-4 (-/-) exhibit a worse degree of inflammation when compared to C57BL/6 wild type. Exogenous IL-4 also attenuated TNF-alpha, IL-1 beta, iNOS, and COX-2 expressions in ifosfamide-treated bladders. IL-4, an anti-inflammatory cytokine, attenuates the inflammation seen in ifosfamide-induced hemorrhagic cystitis.

Identifikation und Charakterisierung molekularer Komponenten des Verbindungsciliums der Photorezeptoren von Vertebraten

Photorezeptorzellen sind aus funktionell und morphologisch unterschiedlichen Kompartimenten aufgebaut: Einem lichtsensitiven Außensegment, das über ein nichtmotiles modifiziertes Cilium mit dem metabolisch aktiven Innensegment verbunden ist. Die Membranen des Außensegments werden kontinuierlich erneuert. Diese Prozesse erfordern die Translokation von Proteinen der Signaltransduktionskaskade vom Syntheseort im Innensegment in das Außensegment. Der intrazelluläre Transport der Proteine erfolgt durch das Verbindungscilium als einzige direkte cytoplasmatische Brücke zwischen den beiden Kompartimenten. Die Cytoskelettproteine des Verbindungsciliums sind maßgeblich an diesen Transportprozessen, sowie an der Ausbildung der Disk-Membranen und Funktion des Ciliums als Diffusionsbarriere beteiligt. Trotz dieser, für die Aufrechterhaltung der Photorezeptorzelle wichtigen Funktionen, sind bislang nur wenige molekulare Strukturkomponenten des Verbindungsciliums bekannt und funktionell charakterisiert. Um weitere Proteinkomponenten des Ciliums zu identifizieren, wurde eine biochemisch-molekularbiologische Strategie angewandt. Detergenzextrahierte Cilienapparate von Rinderphotorezeptorzellen wurden zur Immunisierung eines Kaninchens eingesetzt. Das affinitätsgereinigte Antiserum, mit Antikörpern gegen Epitope der unterschiedlichen Proteine des Verbindungsciliums, wurde anschließend zur Durchmusterung einer Rattenretina cDNA-Expressionsbank verwendet. Positive Klone wurden isoliert, sequenziert, und deren 3´- und 5´-terminale cDNA-Sequenzen in Datenbankrecherchen analysiert. Neben Klonen, die für Fragmente von bereits bekannten photorezeptorspezifischen Proteinen kodieren, Klonen mit Homologien zu EST´s, und Klonen ohne Homologien zu in Datenbanken enthaltenen Einträgen, wurden 8 cDNA-Klone isoliert, die für bisher unbekannte Cytoskelettproteine des Verbindungsciliums kodieren. Zwei dieser Proteine wurden näher charakterisiert: Das Mikrotubuli-Bindungsprotein EB2p und das Aktin-Bindungsprotein Flightless (Flip). Indirekte Immunofluoreszenzmarkierungen mit Antikörpern gegen EB1p, die mit EB2p kreuzreagieren, wurden EB-Proteine im Verbindungscilium und Basalkörper der Rezeptorzellen lokalisiert. Funktionell trägt Rn EB2p vermutlich zur Stabilisierung der axonemalen Mikrotubuli bei, und dürfte durch Interaktion mit cytoplasmatischem Dynein an retrograden Transportprozessen im Verbindungscilium beteiligt sein. Das Aktin-Bindungsprotein Flightless ist ein cytoplasmatisches Protein mit einer N-terminalen LRR-Domäne, die Protein-Protein- und Protein-Lipid-Interaktionen vermittelt. C-terminal weist Flip zwei Segmente mit Homologien zu Gelsolin auf. Indirekte Immunofluoreszenzmarkierungen und immuno-elektronenmikroskopische Analysen zeigen, daß Flip im Verbindungscilium in der subzellulären Domäne zwischen den axonemalen Mikrotubulipaarringen und der Plasmamembran lokalisiert ist. Im Außensegment der Photorezeptorzellen liegt Flip an den Disk-Membranen assoziiert vor. Flip verfügt vermutlich über zwei Funktion: Membran-assoziiert dürfte es Aktinfilamente an den Membranen der Außensegmente verankern. Im Verbindungscilium hingegen könnte es die ciliären Aktinfilamente modifizieren, die Transportwege für aktin-assoziierte Motorproteine sind. Flip und EB2p sind möglicherweise an den intrazellulären Transportprozessen durch das Verbindungscilium beteiligt.Die in der vorliegenden Arbeit angewandte Methode konnte erfolgreich zur Isolierung bislang unbekannter Proteine des Verbindungsciliums eingesetzt werden. Darüberhinaus wurde Flip auch in den ciliären Sinneszellen des Riechepithels und den mechanorezeptiven Haarzellen des Innenohrs identifiziert. Erkenntnisse über die molekulare Zusammensetzung des ciliären Cytoskeletts von Photorezeptorzellen können daher auch auf andere ciliäre Sinneszellen angewandt werden. Dies ermöglicht einen besseren Einblick in die allgemeine Funktion cilärer Cytoskelettstrukturen sensorischer Zellen.

Charakterisierung des Rezeptors, des Aufnahmeweges und der Neutralisation humanpathogener Papillomviren

Im Rahmen dieser Arbeit wurden Pseudovirionen mit gfp als Reportergen generiert und zur Charakterisierung verschiedener Aspekte der HPV-Infektion verwendet. Es konnte gezeigt werden, daß Heparansulfatproteoglykane für die Infektion mit HPV16- und HPV33-Pseudovirionen essentiell sind, da: (i) Heparin, nicht aber Chondroitin- oder Dermatansulfat die Infektion inhibiert, (ii) Heparinase I oder chloratbehandelte Zellen vollständig bzw. teilweise resistent gegen eine Infektion sind, (iii) monoklonale Antikörper Pseudovirionen neutralisieren, indem sie die Bindung an Heparin verhindern. Ein intakter C-Terminus des L1-Proteins ist für die Heparinbindung nicht notwendig. Alpha-6 Integrin ist kein obligater HPV-Rezeptor. Die Neutralisation gebundener Pseudovirionen durch ein neutralisierendes Antiserum einerseits und durch Heparin andererseits demonstriert, daß die Aufnahme von Pseudovirionen sehr langsam verläuft und daß die Bindung von einem heparinsensitiven zu einem heparinresistenten Zustand übergeht, möglicherweise unter Beteiligung weiterer Rezeptoren. Die Wirkung von verschiedenen Inhibitoren auf die Pseudoinfektion lassen schließen, daß Pseudovirionen über eine mikrofilamentabhängige und energieabhängige Endozytose mit anschließender Penetration durch saure Vesikel aufgenommen werden. Caveolen sind an der Aufnahme nicht beteiligt. Untersuchungen zur Neutralisation von HPV16-, HPV18- und HPV33-Pseudovirionen durch Antiseren gegen HPV16, 18, 31, 33, 35, 39 und 45 zeigen eine Kreuzneutralisation zwischen HPV31 und HPV33 einerseits und zwischen HPV18 und HPV45 andererseits.

Analyse der Mechanismen zur Regulation der Zellzyklus-abhängigen Stabilität der MARCKS-mRNA

Die Expression des PKC-Hauptsubstrates MARCKS (myristoylated alanine-rich C kinase substrate) wird in Swiss 3T3-Fibroblasten in Abhängigkeit des Zellzyklus durch Variation der mRNA-Stabilität reguliert. In der vorliegenden Arbeit wurde die Beteiligung der 3' nichttranslatierten Region (3'UTR) der MARCKS-mRNA an der Stabilitätskontrolle analysiert. Durch Einsatz der RNase/EMSA-Technik konnten zwei cis-Elemente der MARCKS 3'UTR identifiziert und lokalisiert werden, die mit RNA-bindenden Swiss 3T3-Proteinen (trans-Faktoren) interagieren. Diese neu identifizierten cis-Elemente sind AU-reiche Elemente (ARE) der Klasse III, da sie sehr große Sequenzhomologie zu ARE dieser Klasse aufweisen und der MARCKS 3'UTR, wie für ARE typisch, Instabilität vermitteln.Durch UV-crosslinking wurden vier Proteine mit Molekülmassen von 55, 40, 36 und 30 kDa nachgewiesen, die spezifisch an das 52nt lange Haupt-ARE (MARCKS 52nt) mit unterschiedlicher Affinität binden konnten. Mit Hilfe von rekombinant hergestellten ELAV/Hu-Proteinen und einem ELAV/Hu-spezifischen, affinitätsgereinigten Antiserum konnte eines der vier Proteine (p36) als das ELAV/Hu-Protein HuR identifiziert werden. Die Funktion der ELAV/Hu-Proteine für die Stabilitätskontrolle der MARCKS-mRNA ließ sich durch transiente und stabile Transfektion von HuR und neuronenspezifischem HuD mit dem Tetracyclin induzierbaren Expressionssystem (Tetoff) in Swiss 3T3- bzw. MEF/3T3-Tetoff-Zellen verdeutlichen: Durch Überexpression von HuR und HuD wurde die wachstumsinduzierte Destabilisierung der MARCKS-mRNA bei Wiedereintritt der Zellen in den Zellzyklus unterbunden.

Regulation der Zeaxanthin- und der Diatoxanthin-Epoxidase in Chlorophyll a/b- und Fucoxanthin-Chlorophyll a/c-haltigen Pflanzen

In der vorliegenden Arbeit wird der Vx-Zyklus und der Ddx-Zyklus unterschiedlicher Pflanzen hinsichtlich ihrer Regulation untersucht. Es konnte an Hand von in vivo Messungen gezeigt werden, dass bei zwei Kieselalgen unterschiedlicher Ordnung (Pennales bzw. Centrales) und einer Haptophyte mit Ddx-Zyklus die Dtx-Epoxidase delta-pH-reguliert ist. Im Gegensatz dazu steht die nicht-regulierte Zx-Epoxidase des Vx-Zyklus einer Raphidophyceae, einer Grünalge und einer aquatischen Höheren Pflanze. Es konnte gezeigt werden, dass der Grund für diese unterschiedliche Regulation der beiden Epoxidasen die verschiedenen Quench-Eigenschaften der Pigmente Dtx bzw. Zx ist. Durch parallele Messungen des NPQ und des De-Epoxidierungsgrads wurde deutlich, dass Zx zum Aufbau eines Quenching direkt den im Licht aufgebauten delta-pH benötigt, während Dtx alleine ausreichend ist, um ein Quenching zu verursachen. Bei diesen in vivo Messungen wurde außerdem deutlich, dass die Aktivitäten der untersuchten Epoxidasen große Unterschiede aufweisen. Diese sind abhängig von der entsprechenden Pigmentierung des jeweiligen Lichtsammelsystems, stehen also in Zusammenhang mit den Carotinoidbiosynthesen. Es konnte gezeigt werden, dass bei allen untersuchten Organismen, die eine Xanthophyll-dominierte Antenne mit Fx als Massenpigment enthielten, die Umsatzraten der Epoxidase sehr hoch waren, im Gegensatz zu Chl-dominierten Antennen. Nach diesen Erkenntnissen wurde die Dtx-Epoxidase weiter untersucht und so erstmalig durch Western-Blotting identifiziert. Es ergaben sich, allerdings erst nach zusätzlicher Proteinstabilisierung, zwei Signale, eins bei 60 kDa, das andere bei 57 kDa. Hierbei ist nach wie vor unklar, warum das Antiserum zwei Signale lieferte und ob es sich dabei um Isoformen, um anderweitige Modifizierungen, oder um eine Kreuzreaktion handelt. Auch der Mechanismus der delta-pH-Regulation der Dtx-Epoxidase konnte trotz in vivo und in vitro durchgeführter Studien nicht endgültig geklärt werden. Allerdings konnten verschiedene Mechanismen, wie z.B. eine direkte pH-Abhängigkeit des Enzyms, eine Regulation durch Reduktion und Oxidation oder durch Phosphorylierung und Dephosphorylierung, auf Grund der Daten falsifiziert werden. Es konnte schließlich die Regulation mit Hilfe eines transmembranen Rezeptors als das einzige, mit allen Daten konsistente Regulationsmodell vorgeschlagen werden.

Eine neue Form der Pyruvatkinase in Säugerspermien

Nach Homogenisation ejakulierter Eberspermien und Zentrifugation des Homogenates blieben mehr als 60% der Aktivität des glykolytischen Enzyms Pyruvatkinase (PK) an Zellfragmenten im Sediment gebunden. Diese strukturgebundene PK wurde als PK-S bezeichnet. Das Detergenz Triton X-100 führte nicht zur Ablösung der PK-S; mit Trypsin konnten jedoch rund 80% der PK-S ohne Verlust an Aktivität von den Strukturen gelöst und durch kombinierte Kationenaustausch- und Hydrophobizitätschromatographie gereinigt werden (spezifische Aktivität: 116,7 U/mg Protein). Die lösliche PK aus Eberspermien konnte ebenfalls durch ein ähnliches Verfahren angereichert werden. Im Gel (SDS-PAGE) zeigten die Untereinheiten der PK-S mit 64.400 eine geringfügig größere relative Molekülmasse als die der PK-M1 aus Kaninchenmuskel (62.000). Die kinetischen Eigenschaften der abgelösten PK-S als auch der noch an Spermienstrukturen gebundenen PK-S und der löslichen PK aus Eberspermien waren sehr ähnlich und entsprachen der M1-Isoform der PK. Antikörper gegen Kaninchenmuskel-PK (Anti-PK-M1) reagierten auch mit der löslichen PK und der PK-S aus Eberspermien. Edman-Abbau der ersten 19 Aminosäuren zeigte, dass die tryptisch abgelöste PK-S am N-Terminus um 5 Aminosäuren gegenüber nativer PK-M1 verlängert ist, während der C-Terminus der erhaltenen PK-S-Sequenz mit einem meist nahe dem N-Terminus gelegenen Sequenzabschnitt der PK-M1 und -M2 übereinstimmt. Die N-terminale Verlängerung der nativen PK-S enthält sicherlich mehr als die nach tryptischer Lyse nachgewiesenen 5 Aminosäuren. Vergleiche der Aminosäure- und übersetzten Nukleotidsequenzen sowie die kinetischen Eigenschaften lassen vermuten, dass die PK-S, wie die PK-M1 und PK-M2, vom PKM-Gen codiert wird. Gegen die gereinigte PK-S wurden Antikörper in Kaninchen produziert. Da das Antiserum nicht ausreichend spezifisch für PK-S war, wurden aus ihm affinitätschromatographisch Antikörper (Anti-PK-S) isoliert, die hohe Affinität zu einem synthetisierten PK-S-Peptid (13 N-terminale Aminosäuren der tryptisch abgelösten PK-S) hatten. Dieses Anti-PK-S-Präparat war spezifisch für PK-S; es reagierte weder mit Kaninchenmuskel-PK noch mit löslicher PK oder anderen Proteinen aus Eberspermien. Anti-PK-S und Anti-PK-M1 wurden zur Lokalisierung von PK-S und löslicher PK in Spermien von Eber, Bulle und Mensch sowie in Schnitten von Eberhoden eingesetzt. Mit Anti-PK-S wurden der Bereich des Akrosoms und das lange flagellare Hauptstück sowie der Übergangsbereich zwischen Kopf und Mittelstück von Eberspermien fluoreszenzmarkiert, wogegen das kurze, die Mitochondrien enthaltende Mittelstück des Flagellums und der postakrosomale Kopfbereich nur mit Anti-PK-M1 markiert wurden. Immunogoldmarkierung in elektronenmikroskopischen Bildern bestätigte die Lokalisierung von PK-S im Akrosombereich. Im Hauptstück banden Anti-PK-M1 und Anti-PK-S an die fibröse Scheide. Glyzerinaldehyd-3-phosphat Dehydrogenase (GAPDH) konnte von mir ebenfalls im Akrosombereich, im Übergangsbereich zwischen Kopf und Mittelstück und an der fibrösen Scheide detektiert werden. Auch an Bullen- und Humanspermien konnte über Immunogoldmarkierung PK und vermutlich GAPDH an der fibrösen Scheide gezeigt werden. Im Akrosombereich dieser Spermien waren die Nachweise von PK und GAPDH jedoch nicht sicher. In Eberhodenschnitten war die PK-S erstmals, oder zumindest vermehrt, in den elongierenden Spermatiden über Fluoreszenzmarkierung nachweisbar, während andere, vermutlich somatische PK vermehrt in den früheren Stadien (Spermatogonien, aber auch in den Spermatozyten und runden Spermatiden) auftrat. Für die GAPDH zeigte sich ein ähnlicher Entwicklungsverlauf. Die Ergebnisse zeigen, dass in Eberspermien zwei Isoformen der PK auftreten: eine N-terminal verlängerte, strukturgebundene Form, die PK-S, und eine lösliche Form, die beide der PK-M1 ähneln. Der ungewöhnliche N-Terminus der PK-S dient vermutlich der spezifischen räumlichen Anordnung der PK-S im Akrosombereich und an der fibrösen Scheide, nicht aber der Modulation kinetischer Eigenschaften. Meine Untersuchungen stützen die Hypothese, dass in bestimmten Kompartimenten von Säugerspermien die Glykolyse durch Verankerung einiger ihrer Enzyme strukturell hochgeordnet ist. Dadurch wird vermutlich die Versorgung der Mitochondrien-freien Regionen mit ATP sichergestellt. Man kann diese Organisation als Anpassung des Stoffwechsels von Spermien deuten, bei denen die Mitochondrien in einem kleinen Bereich (Mittelstück) hinter dem Spermienkopf kompartimentiert sind. Im Hauptstück des Flagellums könnte die Glykolyse ATP für die Spermienmotilität liefern, im Akrosombereich für die Verhinderung einer vorzeitigen Akrosomreaktion. Somit käme der strukturierten Glykolyse eine essentielle Bedeutung für die Befruchtungsfähigkeit von Säugerspermien zu.

Untersuchungen zur Expression und Lokalisation der respiratorischen Proteine Neuroglobin (Ngb) und Cytoglobin (Cygb) in Säugern

Die vorliegende Dissertation beinhaltet Untersuchungen zur Expression und Funktion der respiratorischen Proteine Neuroglobin (Nbg) und Cytoglobin (Cygb) in Vertebraten. rnrnUm die Expression der Globine während der Entwicklung des Säugerhirns zu untersuchen, wurden die Hirne von Maus-Embryonen ab dem Fötalstadium MF10 bis zum Tag eins nach der Geburt (T1) mit Adulttieren verglichen. Quantifiziert wurde sowohl die mRNA- als auch die Protein-Expression. Beide Globine zeigten im Verlauf der Entwicklung einen stetigen Anstieg der mRNA-Expression, wobei Ngb zu Beginn in zehnfach höherer Konzentration vorlag und im zeitlichen Verlauf einen 130-fachen Anstieg zeigte. Cygb zeigte lediglich einen 16-fachen Anstieg bis zum Adultstadium. Auf Proteinebene konnte die Expressionszunahme beider Globine im Laufe der Entwicklung bestätigt werden. Weder in den hypoxieresistenten Frühembryonalstadien noch während der mit Sauerstoff-Stress verbundenen Geburt zeigte sich ein Expressionsmaximum. Dies spricht gegen eine Globin-Funktion in der Oxidanz-Abwehr. Eher ist zumindest Ngb mit der Reifung der Neurone und dem damit einhergehenden, gesteigerten oxidativen Stoffwechsel assoziiert.rnrnDes Weiteren sollte die zelluläre und intrazelluläre Lokalisation beider Globine anhand einer primären Zellkultur aus dem Hippocampus pränataler Ratten und in immortalen Zelllinien untersucht werden. Neuroglobin wurde dabei nur in Neuronen, nicht jedoch in Gliazellen nachgewiesen. Das Färbemuster war in allen Ngb-exprimierenden Zellen zytoplasmatisch. Cytoglobin wurde in der Primärkultur in den Neuronen jedoch ebenso in den mit anti-GFAP markierten Gliazellen beobachtet. In beiden Zellpopulationen war auch der Kern durch das CyGB-Antiserum markiert. rnEine genauere Untersuchung der intrazellulären Lokalisation sollte durch die Transfektion von Globin-pEGFP-Fusionsproteinen erfolgen. Nach Transfektion der Fusionskonstrukte wurde die GFP-Färbung bei beiden Globinen sowohl im Zytoplasma als auch im Kern beobachtet. Eine rein nukleäre Lokalisation, die insbesondere für Cygb von anderen Autoren postuliert wurde, konnte somit ausgeschlossen werden. rnrnIn primären Zellkulturen aus Cerebellum und Kortex, die mit Hilfe von Paraquat oxidativem Stress ausgesetzt wurden, wurde der Verlauf der Globin-mRNA-Expression mit dem unregulierten 18s rRNA-Referenzgen und mit den Antioxidanz-Enzymen Cu-Zn-SOD und Gpx verglichen. Neuroglobin zeigte einen Expressionsverlauf ähnlich dem der beiden Antioxidanz-Enzyme, jedoch liegt seine mRNA im Hirngewebe in hundertfach niedrigerer Menge als Cu-Zn-SOD und Gpx vor. Cytoglobin zeigte keine Veränderung der Expression. Eine Funktion der Globine im Sinne einer ROS-Abwehr kann aus den Befunden nicht abgeleitet werden. rnrnUntersuchungen von Tumor und Normalgewebe mittels eines cDNA-Cancer-Arrays zeigten, dass NGB in Tumoren verschiedenen Ursprungs nicht exprimiert wird, CyGB dagegen keine Änderung seiner Expression in Tumor versus Normalgewebe erfährt. Eine Induktion der beiden Globine z.B. durch Hypoxie in soliden Tumoren kann daher ausgeschlossen werden.rn