Mineralisation of 2,4-dichlorophenol and glucose placed into the same or different hydrological domains as a bacterial inoculant

The spatial location of microorganisms in the soil three-dimensional structure with respect to their substrates plays an important role in the persistence and turnover of natural and xenobiotic organic compounds. To study the effect of spatial location on the mineralisation of ¹⁴C-2,4-dichlorophenol (2,4-DCP, 0.15 or 0.31 μmol g^-1) and ¹⁴C-glucose (2.77 μmol g^-1), columns packed with autoclaved soil aggregates (2-5 mm) were used. Using a chloride tracer of water movement, the existence of 'immobile' water, which was by-passed by preferentially flowing 'mobile' water, was demonstrated. By manipulation of the soil moisture content, the substrates were putatively placed to these conceptual hydrological domains (immobile and mobile water). Leaching studies revealed that approximately 1.7 (glucose) and 3.4 (2.4-DCP) times the amount of substrate placed in mobile water was recovered in the first 4 fractions of leachate when compared to substrate placed in immobile water. The marked difference in the breakthrough curves was taken as evidence of successful substrate placement. The 2,4-DCP degrading bacterium, Burkholderia sp. RASCc2, was inoculated in mobile water (1.8-5.2 × 10⁷ cells g^-1 soil) and parameters (asymptote, time at maximum rate, calculated maximum rate) describing the mineralisation kinetics of 2,4-DCP and glucose previously added to immobile or mobile water domains were compared, For glucose, there was no significant effect (P > 0.1) of substrate placement on any of the mineralisation parameters. However, substrate placement had a significant effect (P < 0.05) on parameters describing 2,4-DCP mineralisation. In particular, 2,4-DCP added in mobile water was mineralised with a greater maximum rate and with a reduced time at maximum rate when compared to 2,4-DCP added to immobile water. The difference in response between the two test substrates may reflect the importance of sorption in controlling the spatial bioavailability of compounds in soil. © 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Decreased GABAA Receptors Functional Regulation 3 in the Cerebral Cortex and Brainstem of Hypoxic Neonatal Rats: 4 Effect of Glucose and Oxygen Supplementation

Hypoxia in neonates can lead to biochemical and molecular alterations mediated through changes in neurotransmitters resulting in permanent damage to brain. In this study, we evaluated the changes in the receptor status of GABAA in the cerebral cortex and brainstem of hypoxic neonatal rats and hypoxic rats supplemented with glucose and oxygen using binding assays and gene expression of GABAAa1 and GABAAc5. In the cerebral cortex and brainstem of hypoxic neonatal rats, a significant decrease in GABAA receptors was observed, which accounts for the respiratory inhibition. Hypoxic rats sup- plemented with glucose alone and with glucose and oxygen showed, respectively, a reversal of the GABAA receptors, andGABAAa1 and GABAAc5 gene expression to control. Glucose acts as an immediate energy source thereby reducing the ATP-depletion-induced increase in GABA and oxygenation, which helps in encountering anoxia. Resuscitation with oxygen alone was less effective in reversing the receptor alterations. Thus, the results of this study suggest that reduction in the GABAA receptors functional regulation during hypoxia plays an important role in mediating the brain damage. Glucose alone and glucose and oxygen supplementation to hypoxic neonatal rats helps in protecting the brain from severe hypoxic damage.

Introduction of vinyl and hydroxymethyl functionalities at C-4 of glucose-derived substrates: synthesis of spirocyclic, bicyclic, and tricyclic nucleosides

Installing hydroxymethyl and hydroxyethyl substitutions at C-4 through vinylation and hydroboration-oxidation reactions of the C-4 bis-hydroxymethyl derivative of D-glucose based substrate, and inserting heteroatoms thereafter permitted formation of N-, O-, or S-heterocycles leading to [4,5]or [5,5]-spirocycles and a bicyclo[3.3.0]octane product. Some of the spirocycles were converted to spironucleosides under Vorbruggen glycosidation reaction conditions. Similarly, the bicyclic product was elaborated to the corresponding bicyclic nucleoside as well as an unexpected tricyclic nucleoside.

Redox- and glucose-responsive hydrogels from poly(vinyl alcohol) and 4-mercaptophenylboronic acid

Novel redox- and glucose-responsive hydrogels have been synthesized by simple mixing of poly(vinyl alcohol) (PVA) and 4-mercaptophenylboronic acid (MPBA) in aqueous solutions (pH > 9) in an oxidative aqueous media. These hydrogels are produced through the formation of disulfide linkages between MPBA molecules in an oxidative environment (oxygen dissolved in solution or hydrogen peroxide added to the reaction mixture) and complexation via dynamic covalent bonds between PVA and MPBA dimer. These hydrogels show degradation in solutions of l-glutathione and d-glucose.

Transporters involved in glucose and water absorption in the Dysdercus peruvianus (Hemiptera: Pyrrhocoridae) anterior midgut

Little is known about insect intestinal sugar absorption, in spite of the recent findings, and even less has been published regarding water absorption. The aim of this study was to shed light on putative transporters of water and glucose in the insect midgut Glucose and water absorptions by the anterior ventriculus of Dysdercus peruvianus midgut were determined by feeding the insects with a glucose and a non-absorbable dye solution, followed by periodical dissection of insects and analysis of ventricular contents. Glucose absorption decreases glucose/dye ratios and water absorption increases dye concentrations. Water and glucose transports are activated (water 50%, glucose 33%) by 50 mM K(2)SO(4) and are inhibited (water 46%, glucose 82%) by 0.2 mM phloretin, the inhibitor of the facilitative hexose transporter (GLUT) or are inhibited (water 45%, glucose 35%) by 0.1 mM phlorizin, the inhibitor of the Na(+)-glucose cotransporter (SGLT). The results also showed that the putative SGLT transports about two times more water relative to glucose than the putative GLUT. These results mean that D. peruvianus uses a GLUT-like transporter and an SGLT-like transporter (with K(+) instead of Na(+)) to absorb dietary glucose and water. A cDNA library from D. peruvianus midgut was screened and we found one sequence homologous to GLUT1, named DpGLUT, and another to a sodium/solute symporter, named DpSGLT. Semi-quantitative RT-PCR studies revealed that DpGLUT and DpSGLTs mRNA were expressed in the anterior midgut, where glucose and water are absorbed, but not in fat body, salivary gland and Malpighian tubules. This is the first report showing the involvement of putative GLUT and SGLT in both water and glucose midgut absorption in insects. (C) 2010 Elsevier Inc. All rights reserved.

Transepithelial transport of glucose and mRNA of glucose transporters in the small intestine of rats with iron-deficiency anemia

Objective: To evaluate the transepithelial transport of sodium, glucose, potassium, and water and the mRNA level of the sodium-glucose cotransporter (SGLT1) and the facilitated sugar transporter (GLUT2) in the small intestine of iron-deficient rats. Methods: After 6 wk of receiving diets with low or normal iron content, rats (Wistar-EPM) were subjected to two experiments: 1) evaluation of the transepithelial transport of sodium, glucose, potassium, and water by an ""in vivo"" experimental model of intestinal perfusion and 2) determination of relative SGLT1 and GLUT2 mRNA levels in the proximal, intermediate, and distal portions of the small intestine by the northern blotting technique. Results: Hemoglobin and hepatic iron levels were statistically lower in the anemic rats. The mean transepithelial transports of sodium (-33.0 mu Eq . min(-1) . cm(-1)), glucose (426.0 mu M . min(-1) . cm(-1)), and water (0.4 mu L . min(-1) . cm(-1)) in the small intestine of the anemic rats were significantly lower than in the control group (349.1 mu Eq . min(-1) cm(-1), 842.6 mu M . min(-1) . cm(-1), and 4.3 mu l . min(-1) cm(-1), respectively, P < 0.05). The transepithelial transport of potassium was similar for both groups. The relative SGLT1 mRNA levels of the anemic rats in the intermediate (1.796 +/- 0.659 AU) and distal (1.901 +/- 0.766 AU) segments were significantly higher than the values for the control rats (intermediate 1.262 +/- 0.450 AU, distal 1.244 +/- 0.407 AU). No significant difference was observed for the relative SLGT1 mRNA levels in the proximal segment or for the GLUT2 mRNA levels in all segments. Conclusion: Iron deficiency decreases the absorption of glucose, sodium, and water and increases SGLT1 mRNA in the intermediate and distal segments of the small intestine of rats. (C) 2011 Elsevier Inc. All rights reserved.

ANTI-TRYPANOSOMAL ACTIVITY OF 1,2,3,4,6-PENTA-O-GALLOYL-beta-D-GLUCOSE ISOLATED FROM Plectranthus barbatus Andrews (Lamiaceae)

MeOH extract from the leaves of Plectranthus barbatus Andrews (Lamiaceae), showed in vitro anti-trypanosomal activity. The bioassay-guided fractionation resulted in the isolation of a gallic acid derivative, identified as 1,2,3,4,6-penta-O-galloyl-beta-D-glucose (PGG), after thorough NMR and MS spectral analysis. Finally, this compound was tested against trypomastigote forms of T. cruzi and displayed an EC50 value of 67 mu M, at least 6.6-fold more effective than the standard drug benznidazole. This is the first occurrence of PGG in the Plectranthus genus and the first anti-parasitic activity described for PGG in the literature.

Funktion der C 4-Dicarboxylat-Transporter DctA und DcuB als Co-Sensoren von DcuS in Escherichia coli

Escherichia coli kann C4-Dicarboxylate sowohl unter aeroben als auch unter anaeroben Bedingungen zur Energiekonservierung nutzen. Die Synthese der beteiligten Transporter und Enzyme wird auf der Transkriptionsebene durch das Zweikomponentensystem DcuSR reguliert. DcuS ist der Sensor für C4-Dicarboxylate. Der Antwortregulator DcuR wird von DcuS aktiviert und induziert die Expression des C4-Dicarboxylat-Transporters DctA unter aeroben Verhältnissen. Anaerob verstärkt DcuSR die Expression des Fumarat/Succinat-Antiporters DcuB, der Fumarase B und der Fumaratreduktase FrdABCD. DctA und DcuB agieren als Co-Sensoren von DcuS und üben einen negativen Effekt auf die Genexpression von dctA bzw. dcuB aus.rnIn dieser Arbeit wurde die Funktion von DctA und DcuB als Co-Sensoren von DcuS untersucht. Sowohl für DcuB als auch für DctA wurde eine direkte Protein-Protein-Interaktion mit DcuS über ein bakterielles Two-Hybrid System nachgewiesen. DcuS bildete ein Transporter-Sensor-Cluster mit DctA und DcuB. C-terminale Verkürzung und die Mutagenese einzelner Aminosäuren der C-terminalen Helix 8b von DctA führten zu einem Verlust der Interaktion mit DcuS. Mit dieser Interaktion gingen sowohl die regulatorische Funktion als auch die Transportfunktion der Punktmutante DctA-L414A verloren. Ein Verlust der Interaktion wurde ebenfalls zwischen einer konstitutiv aktiven DcuS-Mutante und wildtypischem DctA beobachtet. Ebenso zeigte sich eine partielle Reduktion der Interaktion von DcuS mit DctA, wenn DcuS nach der zweiten Transmembranhelix verkürzt wurde. Die Interaktion zwischen DcuS und DctA wurde durch den Effektor Fumarat modifiziert, ging aber nicht komplett verloren.rnDctA konnte in verschiedenen Plasmidsystemen überproduziert werden und bildete Homotrimere. Die Topologie von DctA wurde mit experimentellen und in silico Methoden aufgeklärt. DctA ähnelt der Struktur und Topologie des Aminosäuretransporters Glt aus Pyrococcus horikoshii. DctA besitzt acht Transmembranhelices mit einem cytosolischen N- und C-Terminus sowie zwei Haarnadelschleifen. Die Substratbindung findet höchstwahrscheinlich in den Haarnadelschleifen statt und der Transport erfolgt nach dem „alternating access“ Modell.rnAußerdem wurde die Funktion des Transporters YfcC untersucht. Das Gen yfcC wurde mit Schlüsselgenen des Acetatstoffwechsels co-transkribiert. In yfcC-Deletionsstämmen zeigte sich ein stammspezifischer Defekt bei Wachstum mit Acetat und Transport von Acetat.

Bedeutung von allelen Varianten des Hexose-Transporters Hxt3p und der Hexokinasen Hxk1p und Hxk2p für Aufnahme und Verwertung von Glucose und Fructose durch Weinhefen

In Hinsicht darauf, dass sich S. cerevisiae-Stämme im Laufe der Domestizierung und Anpassung an verschiedene Habitate genetisch verändert haben, wurde in dieser Arbeit eine repräsentative Auswahl von Labor-, kommerziellen und in der Natur vorkommenden Saccharomyces-Stämmen und ihren Interspezies-Hybriden auf die Verbreitung alleler Varianten der Hexokinase-Gene HXK1 und HXK2 getestet. Von den Hexose-Transportern stand Hxt3p im Mittelpunkt, da seine essentielle Rolle bei der Vergärung von Glucose und Fructose bereits belegt wurde.rnIn dieser Arbeit wurde gezeigt, dass es bedeutende Unterschiede in der Vergärung von Glucose und Fructose zwischen Weinhefen der Gattung Saccharomyces gibt, die z.T. mit Struktur-Varianten des Hexose-Transporter Hxt3p korrelieren. rnInsgesamt 51 Hefestämme wurden auf ihre allele Variante des HXT3-Gens untersucht. Dabei haben sich drei Hauptgruppen (die Fermichamp®-Typ Gruppe, Bierhefen und Hybrid-Stämme) mit unterschiedlichem HXT3-Allel ergeben. Im Zusammenhang mit der Weinherstellung wurden signifikante Nukleotid-Substitutionen innerhalb des HXT3-Gens der robusten S. cerevisiae-Stämme (wie z.B. Sekthefen, kommerzielle Starterkulturen) und Hybrid-Stämmen festgestellt. Diese Hefen zeichneten sich durch die Fähigkeit aus, den Most trotz stressigen Umwelt-Bedingungen (wie hohe Ethanol-Konzentration, reduzierter Ammonium-Gehalt, ungünstiges Glucose:Fructose-Verhältnis) zu vergären. rnDie Experimente deuten darauf hin, dass die HXT3-Allel-Variante des als Starterkultur verwendbaren Stammes Fermichamp®, für den verstärkten Fructose-Abbau verantwortlich ist. Ein gleiches Verhalten der Stämme mit dieser Allel-Variante wurde ebenfalls beobachtet. Getestet wurden die S. cerevisiae-Stämme Fermichamp® und 54.41, die bezüglich Hxt3p-Aminosäuresequenz gleich sind, gegenüber zwei S. cerevisiae-Stämmen mit dem HXT3-Standard-Alleltyp Fermivin® und 33. Der Unterschied in der Hexose-Verwertung zwischen Stämmen mit Fermichamp®- und Standard-Alleltyp war in der Mitte des Gärverlaufs am deutlichsten zu beobachten. Beide Gruppen, sowohl mit HXT3 Fermichamp®- als auch Fermivin®-Alleltyp vergoren die Glucose schneller als die Fructose. Der Unterschied aber zwischen diesen HXT3-Alleltypen bei der Zucker-Verwertung lag darin, dass der Fermichamp®-Typ eine kleinere Differenz in der Abbau-Geschwindigkeit der beiden Hexosen zeigte als der Fermivin®-Typ. Die Zuckeraufnahme-Messungen haben die relativ gute Fructose-Aufnahme dieser Stämme bestätigt.rnEbenfalls korrelierte der fructophile Charakter des Triple-Hybrides S. cerevisiae x S. kudriavzevii x S. bayanus-Stamm HL78 in Transportexperimenten mit verstärkter Aufnahme von Fructose im Vergleich zu Glucose. Insgesamt zeigte dieser Stamm ähnliches Verhalten wie die S. cerevisiae-Stämme Fermichamp® und 54.41. rnIn dieser Arbeit wurde ein Struktur-Modell des Hexose-Transporters Hxt3p erstellt. Als Basis diente die zu 30 % homologe Struktur des Proton/Xylose-Symporters XylE aus Escherichia coli. Anhand des Hxt3p-Modells konnten Sequenzbereiche mit hoher Variabilität (Hotspots) in drei Hxt3p-Isoformen der Hauptgruppen (die Fermichamp®-Typ Gruppe, Bierhefen und Hybrid-Stämme) detektiert werden. Diese signifikanten Aminosäure-Substitutionen, die eine mögliche Veränderung der physikalischen und chemischen Eigenschaften des Carriers mit sich bringen, konzentrieren sich auf drei Bereiche. Dazu gehören die Region zwischen den N- und C-terminalen Domänen, die cytosolische Domäne und der Outside-Loop zwischen Transmembranregion 9 und Transmembranregion 10. rnObwohl die Transportmessungen keinen Zusammenhang zwischen Stämmen mit unterschiedlichen HXT3-Allelen und ihrer Toleranz gegenüber Ethanol ergaben, wurde ein signifikanter Anstieg in der Zuckeraufnahme nach vorheriger 24-stündiger Inkubation mit 4 Vol% Ethanol bei den Teststämmen beobachtet. rnInsgesamt könnten allele Varianten von HXT3-Gen ein nützliches Kriterium bei der Suche nach robusten Hefen für die Weinherstellung oder für andere industrielle Anwendungen sein. Die Auswirkung dieser Modifikationen auf die Struktur und Effizienz des Hexose-Transporters, sowie der mögliche Zusammenhang mit Ethanol-Resistenz müssen weiter ausführlich untersucht werden. rnEin Zusammenhang zwischen den niedrig variablen Allel-Varianten der Hexokinase-Gene HXK1 und HXK2 und dem Zucker-Metabolismus wurde nicht gefunden. Die Hexokinasen der untersuchten Stämme wiesen allerdings generell eine signifikante geringere Affinität zu Fructose im Vergleich zu Glucose auf. Hier liegt sicherlich eine Hauptursache für den Anstieg des Fructose:Glucose-Verhältnisses im Laufe der Vergärung von Traubenmosten.rn

NOVEL AMINO ACID TRANSPORTER-TARGETED RADIOTRACERS FOR BREAST CANCER IMAGING

Breast cancer is the most common malignancy among women in the world. Its 5-year survival rate ranges from 23.4% in patients with stage IV to 98% in stage I disease, highlighting the importance of early detection and diagnosis. 18F-2-Fluoro-2-deoxy-glucose (18F-FDG), using positron emission tomography (PET), is the most common functional imaging tool for breast cancer diagnosis currently. Unfortunately, 18F-FDG-PET has several limitations such as poorly differentiating tumor tissues from inflammatory and normal brain tissues. Therefore, 18F-labeled amino acid-based radiotracers have been reported as an alternative, which is based on the fact that tumor cells uptake and consume more amino acids to sustain their uncontrolled growth. Among those radiotracers, 18F-labeled tyrosine and its derivatives have shown high tumor uptake and great ability to differentiate tumor tissue from inflammatory sites in brain tumors and squamous cell carcinoma. They enter the tumor cells via L-type amino acid transporters (LAT), which were reported to be highly expressed in many cancer cell lines and correlate positively with tumor growth. Nevertheless, the low radiosynthesis yield and demand of an on-site cyclotron limit the use of 18F-labeled tyrosine analogues. In this study, four Technetium-99m (99mTc) labeled tyrosine/ AMT (α-methyl tyrosine)-based radiotracers were successfully synthesized and evaluated for their potentials in breast cancer imaging. In order to radiolabel tyrosine and AMT, the chelators N,N’-ethylene-di-L-cysteine (EC) and 1,4,8,11-tetra-azacyclotetradecane (N4 cyclam) were selected to coordinate 99mTc. These chelators have been reported to provide stable chelation ability with 99mTc. By using the chelator technology, the same target ligand could be labeled with different radioisotopes for various imaging modalities for tumor diagnosis, or for internal radionuclide therapy in future. Based on the in vitro and in vivo evaluation using the rat mammary tumor models, 99mTc-EC-AMT is considered as the most suitable radiotracer for breast cancer imaging overall, however, 99mTc-EC-Tyrosine will be more preferred for differential diagnosis of tumor from inflammation.

Plasminogen activator inhibitor-1, monocyte chemoattractant protein-1, e-selectin and C-reactive protein levels in response to 4-week very-high-fructose or -glucose diets.

BACKGROUND/OBJECTIVES High intake of added sweeteners is considered to have a causal role in the pathogenesis of cardiometabolic disorders. Especially, high-fructose intake is regarded as potentially harmful to cardiometabolic health. It may cause not only weight gain but also low-grade inflammation, which represents an independent risk factor for developing type 2 diabetes and cardiovascular disease. In particular, fructose has been suggested to induce plasminogen activator inhibitor-1 (PAI-1) expression in the liver and to increase circulating inflammatory cytokines. We therefore aimed to investigate, whether high-fructose diet has an impact on PAI-1, monocyte chemoattractant protein-1 (MCP-1), e-selectin and C-reactive protein (CRP) concentrations in healthy humans. SUBJECTS/METHODS We studied 20 participants (12 males and 8 females) of the TUebingen FRuctose Or Glucose study. This is an exploratory, parallel, prospective, randomized, single-blinded, outpatient, hypercaloric, intervention study. The participants had a mean age of 30.9 ± 2.1 years and a mean body mass index of 26.0 ± 0.5 kg/m(2) and they received 150 g of either fructose or glucose per day for 4 weeks.Results:There were neither significant changes of PAI-1, MCP-1, e-selectin and CRP after fructose (n=10) and glucose (n=10) intervention nor treatment effects (all P>0.2). Moreover, we did not observe longitudinal associations of the inflammatory parameters with triglycerides, liver fat, visceral fat and body weight in the fructose group. CONCLUSIONS Temporary high-fructose intake does not seem to cause inflammation in apparently healthy people in this secondary analysis of a small feeding trial.