Funktionelle Charakterisierung der Metalloendopeptidasen Meprin alpha und Meprin beta unter besonderer Berücksichtigung pathologischer Umstände in der menschlichen Dermis

Im Rahmen dieser Arbeit wurden zwei neuentdeckte Astacin-ähnliche-Proteasen LAST undrnLAST_MAM aus dem Pfeilschwanzkrebs Limulus polyphemus funktionell charakterisiert.rnInsbesondere LAST_MAM, eignet sich zur phylogenetischen Untersuchung, hinsichtlich derrnEvolution von Astacin-ähnlichen-Proteasen mit MAM-Domäne, zu denen auch die Meprinernzählen. Es wurde deutlich, dass LAST_MAM nicht unmittelbar mit anderen Astacinen, diernüber eine MAM-Domäne verfügen, verwandt ist, und dass von einer divergenten Entwicklungrndieser Proteasen und der MAM-Domäne selbst ausgegangen werden muss.rnMeprin Metalloendopeptidasen werden in membrangebundener und sezernierter Form,rnvorwiegend in Epithelien aber auch in intestinalen Leukozyten und bestimmten Krebszellenrnexprimiert. Meprin

Modelling growth dynamics and toxin production in Ostreopsis cf. ovata

The benthic dinoflagellate O. ovata represents a serious threat for human health and for the ecology of its blooming areas: thanks to its toxicity this microalga has been responsible for several cases of human intoxication and mass mortalities of benthic invertebrates. Although the large number of studies on this dinoflagellate, the mechanisms underpinning O. ovata growth and toxin production are still far to be fully understood. In this work we have enriched the dataset on this species by carrying out a new experiment on an Adriatic O. cf. ovata strain. Data from this experiment (named Beta) and from another comparable experiment previously conducted on the same strain (named Alpha), revealed some interesting aspects of this dinoflagellate: it is able to grow also in a condition of strong intracellular nutrient deficiency (C:P molar ratio > 400; C:N > 25), reaching extremely low values of chlorophyll-a to carbon ratio (0.0004). Was also found a significant inverse relationships (r > -0.7) between cellular toxin to carbon and cellular nutrient to carbon ratios of experiment Alpha. In the light of these result, we hypothesized that in O. cf. ovata nutrient-stress conditions (intended as intracellular nutrient deficiency) can cause: i) an increase in toxin production; ii) a strong decrease in chlorophyll-a synthesis; iii) a lowering of metabolism associated with the formation of a sort of resting stage. We then used a modelling approach to test and critically evaluate these hypotheses in a mechanistic way: newly developed formulation describing toxin production and fate, and ad hoc changes in the already existent formulations describing chlorophyll synthesis, rest respiration, and mortality, have been incorporated in a simplified version of the European Regional Seas Ecosystem Model (ERSEM), together with a new ad hoc parameterization. The adapted model was able to accurately reproduce many of the trends observed in the Alpha experiment, allowing us to support our hypotheses. Instead the simulations of the experiment Beta were not fully satisfying in quantitative terms. We explained this gap with the presumed different physiological behaviors between the algae of the two experiments, due to the different pre-experimental periods of acclimation: the model was not able to reproduce acclimation processes in its simulations of the experiment Beta. Thus we attempt to simulate the acclimation of the algae to nutrient-stress conditions by manual intervention on some parameters of nutrient-stress thresholds, but we received conflicting results. Further studies are required to shed light on this interesting aspect. In this work we also improve the range of applicability of a state of the art marine biogeochemical model (ERSEM) by implementing in it an ecological relevant process such as the production of toxic compounds.

Die Schleimkeratine TK-alpha and TK-gamma des Zebrabärblings Danio rerio

Die Schleimkeratine TKα und TKγ aus dem Schleimaal Eptatretus stoutii besitzten für Keratine außergewöhnliche Eigenschaften. In speziellen Drüsen reifen die Schleimkeratine zu 3 µm dicken und bis zu 60 cm langen kabelartigen Filamenten heran und werden anschließend zur Feindabwehr ins umgebende Wasser extrazellulär sezerniert, wodurch die viskoelastischen Eigenschaften des Schleims modifiziert werden. Mittlerweile wurden die Schleimkeratine auch in höheren Wirbeltiergruppen (Knochenfische und Amphibien) entdeckt. Zu Beginn meiner Promotion war jedoch bis auf EST-Verteilungsprofile noch nichts über die Expression und Funktion der Schleimkeratine in diesen Organismen bekannt. rnIm Rahmen meiner Arbeit wurden die Schleimkeratine TKα und TKγ erstmalig im Zebrabärbling Danio rerio identifiziert und näher charakterisiert. Mittels rekombinanter Expression wurden TKα und TKγ in ausreichenden Mengen hergestellt und auf ihre Bindungseigenschaften hin untersucht. Hierbei konnte ich zeigen, dass TKα und TKγ einerseits miteinander Heteromere formen und andererseits, dass das TKα in der Lage ist, auch homopolymere Strukturen auszubilden. Letztere Eigenschaft wurde bisher noch bei keinem bekannten cytoplasmatischen Keratin beschrieben. Ergänzend zu diesen Untersuchungen wurde eine Expressionsanalyse durchgeführt. Hierbei konnte gezeigt werden, dass die Schleimkeratine im Zebrabärbling nicht extrazellulär sezerniert werden und zum anderen keine höheren, kabelartigen Strukturen ausformen. Vielmehr werden die Schleimkeratine bei adulten Tieren in den basalen Zellschichten der Epidermis exprimiert, welche keinen mechanischen Schutz in Form von Schuppen aufweisen (Stirnhautepidermis, Epidermis in Geweben zwischen den Flossenstrahlen). Innerhalb dieser Zellen formen die Schleimkeratine ein filamentöses Netzwerk aus, dass sich an der basalen Zellseite konzentriert. Eine mögliche Funktion von TKα und TKγ könnte demnach in der Erhöhung der mechanischen Integrität von stark beanspruchten Geweben liegen, die keinen Schutz in Form von Schuppen aufweisen. So werden TKα und TKγ in larvalen Entwicklungsstadien in der Epidermis, sowie im mechanisch stark beanspruchten Notochord koexprimiert. rnDa das Notochord im Zebrabärbling auch in entwicklungsbiologischen Vorgängen eine entscheidende Rolle spielt und weiterhin in aktuellen Untersuchungen am glatten Krallen-frosch Xenopus laevis Funktionen der Schleimkeratine TKα und TKγ innerhalb von Degenerationsprozessen während der Metamorphose nachgewiesen werden konnten, sind auch im Zebrabärbling Danio rerio Funktionen der Schleimkeratine TKα und TKγ im Rahmen von Entwicklungsprozessen denkbar.rn

The relevance of the silica metabolizing enzyme silicatein-alpha to biomineralization and the formation of biogenic silica in siliceous sponges

Die technische Silikatproduktion erfordert in der Regel hohe Temperaturen und extreme pH-Werte. In der Natur hingegen haben insbesondere Kieselschwämme die außergewöhnliche Fähigkeit, ihr Silikatskelett, das aus einzelnen sogenannten Spiculae besteht, enzymatisch mittels des Proteins Silicatein zu synthetisieren. rnIm Inneren der Spiculae, im zentralen Kanal, befindet sich das Axialfilament, welches hauptsächlich aus Silicatein-α aufgebaut ist. Mittels Antikörperfärbungen und Elektronenmikroskopischen Analysen konnte festgestellt werden, dass Silicatein in mit Kieselsäure-gefüllten Zellorganellen (silicasomes) nachzuweisen ist. Mittels dieser Vakuolen kann das Enzym und die Kieselsäure aus der Zelle zu den Spiculae im extrazellulären Raum befördert werden, wo diese ihre endgültige Länge und Dicke erreichen. Zum ersten Mal konnte nachgewiesen werden, dass rekombinant hergestelltes Silicatein-α sowohl als Siliciumdioxid-Polymerase als auch Siliciumdioxid-Esterase wirkt. Mittels Massenspektroskopie konnte die enzymatische Polymerisation von Kieselsäure nachverfolgt werden. Durch Spaltung der Esterbindung des künstlichen Substrates Bis(p-aminophenoxy)-dimethylsilan war es möglich kinetische Parameter der Siliciumdioxid-Esterase-Aktivität des rekombinanten Silicateins zu ermitteln.rnZu den größten biogenen Silikatstukuren auf der Erde gehören die Kieselnadeln der Schwammklasse Hexactinellida. Nadelextrakte aus den Schwammklassen Demospongien (S. domuncula) und Hexactinellida (M. chuni) wurden miteinander verglichen um die potentielle Existenz von Silicatein oder Silicatein-ähnliche Molekülen und die dazu gehörige proteolytischen Aktivität nachzuweisen. Biochemische Analysen zeigten, dass das 27 kDA große isolierte Polypeptid in Monoraphis mehrere gemeinsame Merkmale mit den Silicateinen der Demospongien teilt. Dazu gehören die Größe und die Proteinase-Aktivität. rnUm die Frage zu klären, ob das axiale Filament selbst zur Formbildung der Skelettelemente beiträgt, wurde ein neues mildes Extraktionsverfahren eingeführt. Dieses Verfahren ermöglichte die Solubilisierung des nativen Silicateins aus den Spiculae. Die isolierten Silicateine lagen als Monomere (24 kDa) vor, die Dimere durch nicht-kovalente Bindungen ausbildeten. Darüber hinaus konnten durch PAGE-Gelelektrophorese Tetramere (95 kDa) und Hexamere (135 kDa) nachgewiesen werden. Die Monomere zeigten eine beträchtliche proteolytische Aktivität, die sich während der Polymerisationsphase des Proteins weiter erhöhte. Mit Hilfe der Lichtmikroskopie und Elektronenmikroskopie (TEM) konnte die Assemblierung der Proteine zu filamentartigen Strukturen gezeigt werden. Die Selbstorganisation der Silicatein-α-Monomeren scheint eine Basis für Form- und Musterbildung der wachsenden Nadeln zu bilden.rn Um die Rolle des kürzlich entdeckten Proteins Silintaphin-1, ein starker Interaktionspartner des Silicatein-α, während der Biosilifizierung zu klären, wurden Assemblierungs-Experimente mit den rekombinanten Proteinen in vitro durchgeführt. Zusätzlich wurde deren Effekt auf die Biosilikatsynthese untersucht. Elektronenmikroskopische Analysen ergaben, dass rekombinantes Silicatein-α zufällig verteilte Aggregate bildet, während die Koinkubation beider Proteine (molekulares Verhältnis 4:1) über fraktal artige Strukturen zu Filamenten führt. Auch die enzymatische Aktivität der Silicatein-α-vermittelte Biosilikatsynthese erhöhte sich in Gegenwart von Silintaphin-1 um das 5,3-fache. rn

Modifizierungen des Enzyms Silicatein alpha zur direkten Immobilisierung auf verschiedenen Oberflächen : neuartige Herstellung von Kompositmaterialien unter physiologischen Bedingungen

Das Silicatein α ist ein 24 kDa großes Enzym, welches im Schwamm Suberites domuncula für die Synthese von Biosilikat verantwortlich ist. Vorhergehende Studien haben gezeigt, dass Silicatein auch die Synthese anderer Metalloxide wie Titandioxid, Galliumoxid und Zirkoniumdioxid katalysieren kann. Diese Fähigkeiten machen das Silicatein α für biomedizinische und biotechnologische Anwendungen interessant, da die Synthese unter nahezu physiologischen Bedingungen ablaufen kann, was die Herstellung neuartiger Kompositmaterialien mit einzigartigen Eigenschaften erleichtern würde. Zur Immobilisierung des Silicatein α auf verschiedenen Oberflächen wurde bislang ein Nickel-NTA-Kopolymer eingesetzt. Diese Art der Immobilisierung bietet eine Reihe von Möglichkeiten in der Nanobiotechnologie, stößt aber in der Biomedizin an ihre Grenzen, da sich nicht alle Oberflächen für ein solches Coating eignen. Zudem können die zur Aktivierung des Polymers nötigen Lösungsmittel und die über die Zeit freigesetzten Monomere aus dem Polymergerüst toxische oder mutagene Wirkung auf das umliegende Gewebe haben. Deshalb wurde das Silicatein α in dieser Arbeit mit zwei Affinitäts-Tags so modifiziert, dass es an verschiedene Oberflächen immobilisiert werden kann und dabei seine Aktivität beibehält. Zuerst wurde das Silicatein mit einem Glu-tag am N-terminalen Ende modifiziert. Dadurch gelang die direkte Immobilisierung an Hydroxyapatit und die folgende, enzymkatalysierte Synthese von Biosilikat-Beschichtungen auf diesem Träger. Die Eigenschaften eines solchen HA-Kompositmaterials können zum Beispiel zu einem verbesserten, schnelleren und stabileren Einwachsen von Knochenimplantaten führen, da Biosilikat die Reifung und Differenzierung von Osteoblasten beschleunigt. rnMit dem an Hydroxyapatit-Plättchen immobilisierten Glu-tag-Silicatein wurde ein modifizierter Pull-down Assay etabliert, wodurch bekannte, aber auch bis dahin noch unbekannte Protein-Interaktionspartner identifiziert werden konnten. rnUm zu zeigen, dass der entwickelte Glu-tag an präformierte, calciumhaltige Oberflächen binden kann, wurden die Nadeln des Kalkschwammes Paraleucilla magna als Modellorganismus verwendet. Die Nadeln konnten durch das immobilisierte Silicatein mit einer Titandioxid-Schicht überzogen werden und unter Verwendung des Interaktionspartners Silintaphin-1 konnte diese Beschichtung noch verstärkt werden. Solche CaCO3-Kompositmaterialien könnten sowohl in der Biomedizin als auch in der Biotechnologie zum Einsatz kommen. Neben den erwähnten calciumhaltigen Materialien finden auch andere Stoffe wie TiO2-Nanodrähte Verwendung in der Forschung. In weiterführenden Experimenten konnte gezeigt werden, dass der entwickelte Glu-tag auch Affinität zu Titandioxid-Oberflächen vermittelt. Auch hier konnte durch das oberflächenimmobilisierte Enzym eine Biosilikatbeschichtung synthetisiert werden. rnMit der zweiten Modifikation - einem Cys-tag - konnte Silicatein direkt auf Goldoberflächen immobilisiert werden. Durch die Verwendung eines Polydimethylsiloxan (PDMS)-Stempels wurde das Cys-getaggte Silicatein in einem linienförmigen Muster auf das Gold übertragen und die Synthese von Titandioxid dort nachgewiesen.rnDie Experimente und Ergebnisse dieser Arbeit haben gezeigt, dass Silicatein α durch einfache Modifikationen an verschiedene Oberflächen immobilisiert werden kann und dabei immer noch seine Aktivität behält. rnHierdurch ergibt sich die Möglichkeit, unter Normalbedingungen verschiedenste Kompositmaterialien herzustellen.rn

'Pergularain e I'--a plant cysteine protease with thrombin-like activity from Pergularia extensa latex

Pergularain e I, a cysteine protease with thrombin-like activity, was purified by ion exchange chromatography from the latex of Pergularia extensa. Its homogeneity was characterized by sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE), native PAGE and reverse-phase high-performance liquid chromatography (RP-HPLC). The molecular mass of pergularain e I by matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight (MALDI-TOF) was found to be 23.356 kDa and the N-terminal sequence is L-P-H-D-V-E. Pergularain e I is a glycoprotein containing approximately 20% of carbohydrate. Pergularain e I constituted 6.7% of the total protein with a specific activity of 9.5 units/mg/min with a 2.11-fold increased purity. Proteolytic activity of the pergularain e I was completely inhibited by iodoacetic acid (IAA). Pergularain e I exhibited procoagulant activity with citrated plasma and fibrinogen similar to thrombin. Pergularain e I increases the absorbance of fibrinogen solution in concentration-dependent and time-dependent manner. At 10 microg concentration, an absorbance of 0.48 was reached within 10 min of incubation time. Similar absorbance was observed when 0.2 NIH units of thrombin were used. Thrombin-like activity of pergularain e I is because of the selective hydrolysis of A alpha and B beta chains of fibrinogen and gamma-chain was observed to be insusceptible to hydrolysis. Molecular masses of the two peptide fragments released from fibrinogen due to the hydrolysis by pergularain e I at 5-min incubation time were found to be 1537.21 and 1553.29 and were in close agreement with the molecular masses of 16 amino acid sequence of fibrinopeptide A and 14 amino acid sequence of fibrinopeptide B, respectively. Prolonged fibrinogen-pergularain e I incubation releases additional peptides and their sequence comparison of molecular masses of the released peptides suggested that pergularain e I hydrolyzes specifically after arginine residues.

Lethal toxin of Clostridium sordellii is associated with fatal equine atypical myopathy

The lethal toxin of Clostridium sordellii (TcsL) evokes severe, mostly fatal disease patterns like toxic shock syndrome in humans and animals. Since this large clostridial toxin-induced severe muscle damaging when injected intramuscularly into mice, we hypothesized that TcsL is also associated with equine atypical myopathy (EAM), a fatal myodystrophy of hitherto unknown etiology. Transmission electron microscopy revealed skeletal and heart muscles of EAM-affected horses to undergo degeneration ultrastructurally similar to the damage found in TcsL-treated mice. Performing immunohistochemistry, myofibers of EAM-affected horses specifically reacted with sera derived from horses with EAM as well as an antibody specific for the N-terminal part of TcsL, while both antibodies failed to bind to the myofibers of either healthy horses or those with other myopathies. The presence of TcsL in myofibers of horses with EAM suggests that it plays a role as trigger or even as lethal factor in this disease.

Innate-like control of human iNKT cell autoreactivity via the hypervariable CDR3beta loop

Invariant Natural Killer T cells (iNKT) are a versatile lymphocyte subset with important roles in both host defense and immunological tolerance. They express a highly conserved TCR which mediates recognition of the non-polymorphic, lipid-binding molecule CD1d. The structure of human iNKT TCRs is unique in that only one of the six complementarity determining region (CDR) loops, CDR3beta, is hypervariable. The role of this loop for iNKT biology has been controversial, and it is unresolved whether it contributes to iNKT TCR:CD1d binding or antigen selectivity. On the one hand, the CDR3beta loop is dispensable for iNKT TCR binding to CD1d molecules presenting the xenobiotic alpha-galactosylceramide ligand KRN7000, which elicits a strong functional response from mouse and human iNKT cells. However, a role for CDR3beta in the recognition of CD1d molecules presenting less potent ligands, such as self-lipids, is suggested by the clonal distribution of iNKT autoreactivity. We demonstrate that the human iNKT repertoire comprises subsets of greatly differing TCR affinity to CD1d, and that these differences relate to their autoreactive functions. These functionally different iNKT subsets segregate in their ability to bind CD1d-tetramers loaded with the partial agonist alpha-linked glycolipid antigen OCH and structurally different endogenous beta-glycosylceramides. Using surface plasmon resonance with recombinant iNKT TCRs and different ligand-CD1d complexes, we demonstrate that the CDR3beta sequence strongly impacts on the iNKT TCR affinity to CD1d, independent of the loaded CD1d ligand. Collectively our data reveal a crucial role for CDR3beta for the function of human iNKT cells by tuning the overall affinity of the iNKT TCR to CD1d. This mechanism is relatively independent of the bound CD1d ligand and thus forms the basis of an inherent, CDR3beta dependent functional hierarchy of human iNKT cells.

Role of Toll interleukin-1 receptor (IL-1R) 8, a negative regulator of IL-1R/Toll-like receptor signaling, in resistance to acute Pseudomonas aeruginosa lung infection

Toll interleukin-1 receptor (IL-1R) 8 (TIR8), also known as single Ig IL-1 receptor (IL-R)-related molecule, or SIGIRR, is a member of the IL-1R-like family, primarily expressed by epithelial cells. Current evidence suggests that TIR8 plays a nonredundant role as a negative regulator in vivo under different inflammatory conditions that are dependent on IL-R and Toll-like receptor (TLR) activation. In the present study, we examined the role of TIR8 in innate resistance to acute lung infections caused by Pseudomonas aeruginosa, a Gram-negative pathogen responsible for life-threatening infections in immunocompromised individuals and cystic fibrosis patients. We show that Tir8 deficiency in mice was associated with increased susceptibility to acute P. aeruginosa infection, in terms of mortality and bacterial load, and to exacerbated local and systemic production of proinflammatory cytokines (gamma interferon [IFN-γ], tumor necrosis factor alpha [TNF-α], IL-1β, and IL-6) and chemokines (CXCL1, CXCL2, and CCL2). It has been reported that host defense against P. aeruginosa acute lung infection can be improved by blocking IL-1 since exaggerated IL-1β production may be harmful for the host in this infection. In agreement with these data, IL-1RI deficiency rescues the phenotype observed in Tir8-deficient mice: in Tir8-/- IL-1RI-/- double knockout mice we observed higher survival rates, enhanced bacterial clearance, and reduced levels of local and systemic cytokine and chemokine levels than in Tir8-deficient mice. These results suggest that TIR8 has a nonredundant effect in modulating the inflammation caused by P. aeruginosa, in particular, by negatively regulating IL-1RI signaling, which plays a major role in the pathogenesis of this infectious disease.

A novel steroid-like compound F90927 exerting positive-inotropic effects in cardiac muscle

Here we report a novel steroid-like compound F90363, exhibiting positive inotropy in vivo and in vitro in various cardiac muscle preparations. F90363 is a racemic mixture composed of the stereoisomers (-)-F90926 and (+)-F90927. Only F90927 exerted positive inotropy, while F90926 induced a weak negative inotropy, but only at concentrations 10(3) times higher than F90927 and most likely resulting from an unspecific interaction. The rapid time course of the action of F90927 suggested a direct interaction with a cellular target rather than a genomic alteration. We could identify the L-type Ca2+ current I(Ca(L)) as a main target of F90927, while excluding other components of cardiac Ca2+ signalling as potential contributors. In addition, several other signaling pathways known to lead to positive inotropy (e.g. alpha- and beta-adrenergic stimulation, cAMP pathways) could be excluded as targets of F90927. However, vessel contraction and stiffening of the cardiac muscle at high doses (>30 microM, 0.36 mg kg(-1), respectively) prevent the use of F90927 as a candidate for drug development. Since the compound may still find valuable applications in research, the aim of the present study was to identify the cellular target and the mechanism of inotropy of F90927.

Cellular immunity in healthy volunteers treated with an octavalent conjugate Pseudomonas aeruginosa vaccine

Humoral immunity in response to an octavalent O-polysaccharide-toxin A conjugate Pseudomonas aeruginosa vaccine is well studied, and a phase III clinical study in cystic fibrosis (CF) patients is currently ongoing. In contrast, little is known about cellular immunity induced by this vaccine. Fifteen healthy volunteers were immunized on days 1 and 60. Parameters of cellular immunity were studied before vaccination on day 1, and on day 74. Analyses included flow cytometry of whole blood and antigen-induced proliferation of and cytokine production by lymphocyte cultures. The effects of immunization on the composition of peripheral blood lymphocytes as determined by flow cytometry were minor. In contrast, after immunization a highly significant increase of proliferation in response to stimulation with detoxified toxin A was noted: the stimulation index rose from 1.4 on day 1 to 42.2 on day 74 (restimulation with 0.4 microg/ml; P = 0.003). Immunization led to significant production of interferon (IFN)-gamma and tumour necrosis factor (TNF)-alpha by antigen-stimulated lymphocytes. In contrast, no significant induction of interleukin (IL)-4 or IL-10 was observed. In conclusion, immunization of healthy volunteers led to activation of cellular immunity including strong antigen-specific proliferation and cytokine production. In CF patients priming of the cellular immune system towards a Th1-like pattern would be of potential advantage. Therefore, confirmatory analyses in immunized CF patients with and without chronic infection with P. aeruginosa are foreseen.

CopY-like copper inducible repressors are putative 'winged helix' proteins

CopY of Enterococcus hirae is a well characterized copper-responsive repressor involved in copper homeostasis. In the absence of copper, it binds to the promoter. In high copper, the CopZ copper chaperone donates copper to CopY, thereby releasing it from the promoter and allowing transcription of the downstream copper homeostatic genes of the cop operon. We here show that the CopY-like repressors from E. hirae, Lactococcus lactis, and Streptococcus mutans have similar affinities not only for their native promoters, but also for heterologous cop promoters. CopZ of L. lactis accelerated the release of CopY from the promoter, suggesting that CopZ of L. lactis acts as copper chaperone, similar to CopZ in E. hirae. The consensus binding motif of the CopY-like repressors was shown to be TACAxxTGTA. The same binding motif is present in promoters controlled by BlaI of Bacillus licheniformis, MecI of Staphylococcus aureus and related repressors. BlaI and MecI have known structures and belong to the family of 'winged helix' proteins. In the N- terminal domain, they share significant sequence similarity with CopY of E. hirae. Moreover, they bind to the same TACAxxTGTA motif. NMR analysis of the N-terminal DNA binding domain of CopY of L. lactis showed that it contained the same alpha-helical content like the same regions of BlaI and MecI. These findings suggest that the DNA binding domains of CopY-like repressors are also of the 'winged helix' type.

Opioids trigger alpha 5 beta 1 integrin-mediated monocyte adhesion

Inflammatory reactions involve a network of chemical and molecular signals that initiate and maintain host response. In inflamed tissue, immune system cells generate opioid peptides that contribute to potent analgesia by acting on specific peripheral sensory neurons. In this study, we show that opioids also modulate immune cell function in vitro and in vivo. By binding to its specific receptor, the opioid receptor-specific ligand DPDPE triggers monocyte adhesion. Integrins have a key role in this process, as adhesion is abrogated in cells treated with specific neutralizing anti-alpha5beta1 integrin mAb. We found that DPDPE-triggered monocyte adhesion requires PI3Kgamma activation and involves Src kinases, the guanine nucleotide exchange factor Vav-1, and the small GTPase Rac1. DPDPE also induces adhesion of pertussis toxin-treated cells, indicating involvement of G proteins other than Gi. These data show that opioids have important implications in regulating leukocyte trafficking, adding a new function to their known effects as immune response modulators.

Tocopherol-associated protein-1 accelerates apoptosis induced by alpha-tocopheryl succinate in mesothelioma cells

Alpha-tocopheryl succinate (alpha-TOS), a redox-silent analogue of vitamin E, induces apoptosis in multiple cell lines in a selective manner, by activating the intrinsic pathway. Since it is a highly hydrophobic compound, it may require a carrier protein for its trafficking to intracellular targets like mitochondria. We studied the role of the ubiquitous tocopherol-associated protein-1 (TAP1 or sec14-like 2) in apoptosis induction by alpha-TOS in malignant mesothelioma (MM) cells. Over-expression of TAP1 in MM cells sensitised them to apoptosis by low doses of alpha-TOS which were sub-apoptotic for the parental cells. Apoptosis induced in TAP1-over-expressing cells was mitochondria- and caspase-dependent, as suggested by dissipation of mitochondrial trans-membrane potential and inhibition by zVAD-fmk, respectively. Binding assays showed affinity of alpha-TOS for TAP1. Finally, TAP1 over-expressing cells accumulated alpha-TOS at higher levels compared to their normal counterparts. We suggest that TAP1 may act as an intracellular shuttle for alpha-TOS, promoting apoptosis initiated by this vitamin E analogue, as shown here for MM cells.

Snake C-type lectin-like proteins and platelet receptors

Snake venoms are complex mixtures of biologically active proteins and peptides. Many affect haemostasis by activating or inhibiting coagulant factors or platelets, or by disrupting endothelium. Snake venom components are classified into various families, such as serine proteases, metalloproteinases, C-type lectin-like proteins, disintegrins and phospholipases. Snake venom C-type lectin-like proteins have a typical fold resembling that in classic C-type lectins such as the selectins and mannose-binding proteins. Many snake venom C-type lectin-like proteins have now been characterized, as heterodimeric structures with alpha and beta subunits that often form large molecules by multimerization. They activate platelets by binding to VWF or specific receptors such as GPIb, alpha2beta1 and GPVI. Simple heterodimeric GPIb-binding molecules mainly inhibit platelet functions, whereas multimeric ones activate platelets. A series of tetrameric snake venom C-type lectin-like proteins activates platelets by binding to GPVI while another series affects platelet function via integrin alpha2beta1. Some act by inducing VWF to bind to GPIb. Many structures of these proteins, often complexed with their ligands, have been determined. Structure-activity studies show that these proteins are quite complex despite similar backbone folding. Snake C-type lectin-like proteins often interact with more than one platelet receptor and have complex mechanisms of action.