Pro-inflammatory flagellin proteins of prevalent motile commensal bacteria are variably abundant in the intestinal microbiome of elderly humans

Some Eubacterium and Roseburia species are among the most prevalent motile bacteria present in the intestinal microbiota of healthy adults. These flagellate species contribute "cell motility" category genes to the intestinal microbiome and flagellin proteins to the intestinal proteome. We reviewed and revised the annotation of motility genes in the genomes of six Eubacterium and Roseburia species that occur in the human intestinal microbiota and examined their respective locus organization by comparative genomics. Motility gene order was generally conserved across these loci. Five of these species harbored multiple genes for predicted flagellins. Flagellin proteins were isolated from R. inulinivorans strain A2-194 and from E. rectale strains A1-86 and M104/1. The amino-termini sequences of the R. inulinivorans and E. rectale A1-86 proteins were almost identical. These protein preparations stimulated secretion of interleukin-8 (IL-8) from human intestinal epithelial cell lines, suggesting that these flagellins were pro-inflammatory. Flagellins from the other four species were predicted to be pro-inflammatory on the basis of alignment to the consensus sequence of pro-inflammatory flagellins from the beta- and gamma-proteobacteria. Many fliC genes were deduced to be under the control of sigma(28). The relative abundance of the target Eubacterium and Roseburia species varied across shotgun metagenomes from 27 elderly individuals. Genes involved in the flagellum biogenesis pathways of these species were variably abundant in these metagenomes, suggesting that the current depth of coverage used for metagenomic sequencing (3.13-4.79 Gb total sequence in our study) insufficiently captures the functional diversity of genomes present at low (<= 1%) relative abundance. E. rectale and R. inulinivorans thus appear to synthesize complex flagella composed of flagellin proteins that stimulate IL-8 production. A greater depth of sequencing, improved evenness of sequencing and improved metagenome assembly from short reads will be required to facilitate in silico analyses of complete complex biochemical pathways for low-abundance target species from shotgun metagenomes.

Profiling of T-cell receptor signaling complex assembly in human CD4 T-lymphocytes using RP protein arrays.

The RP protein (RPP) array approach immobilizes minute amounts of cell lysates or tissue protein extracts as distinct microspots on NC-coated slide. Subsequent detection with specific antibodies allows multiplexed quantification of proteins and their modifications at a scale that is beyond what traditional techniques can achieve. Cellular functions are the result of the coordinated action of signaling proteins assembled in macromolecular complexes. These signaling complexes are highly dynamic structures that change their composition with time and space to adapt to cell environment. Their comprehensive analysis requires until now relatively large amounts of cells (>5 x 10(7)) due to their low abundance and breakdown during isolation procedure. In this study, we combined small scale affinity capture of the T-cell receptor (TCR) and RPP arrays to follow TCR signaling complex assembly in human ex vivo isolated CD4 T-cells. Using this strategy, we report specific recruitment of signaling components to the TCR complex upon T-cell activation in as few as 0.5 million of cells. Second- to fourth-order TCR interacting proteins were accurately quantified, making this strategy specially well-suited to the analysis of membrane-associated signaling complexes in limited amounts of cells or tissues, e.g., ex vivo isolated cells or clinical specimens.

Lutzomyia longipalpis abundance in the city of Posadas, northeastern Argentina: variations at different spatial scales

The distribution of Lutzomyia longipalpis is heterogeneous with a pattern of high abundance areas (HAAs) embedded in a matrix of low abundance areas (LAAs). The objective of this study was to describe the variability in the abundance of Lu. longipalpis at two different spatial levels and to analyse the relationship between the abundance and multiple environmental variables. Of the environmental variables analysed in each household, the condition that best explained the differences in vector abundance between HAA-LAA was the variable "land_grass", with greater average values in the peridomestic environments within the LAA, and the variables "#sp tree", "#pots" and "dist_water" that were higher in the HAA. Of the environmental variables analysed in the patches, the variable "unpaved_streets" was higher in the LAAs and the variable "prop_inf_dogs" was higher in the HAAs. An understanding of the main environmental variables that influence the vector distribution could contribute to the development of strategies for the prevention and control of visceral leishmaniasis (VL). This is the first work in which environmental variables are analysed at the micro-scale in urban areas at the southern edge of the current range of Lu. longipalpis. Our results represent a significant contribution to the understanding of the abundance of the vector in the peridomestic habitats of the region.

APRIL, a new ligand of the tumor necrosis factor family, stimulates tumor cell growth.

Members of the tumor necrosis factor (TNF) family induce pleiotropic biological responses, including cell growth, differentiation, and even death. Here we describe a novel member of the TNF family designated APRIL (for a proliferation-inducing ligand). Although transcripts of APRIL are of low abundance in normal tissues, high levels of mRNA are detected in transformed cell lines, and in human cancers of colon, thyroid, and lymphoid tissues in vivo. The addition of recombinant APRIL to various tumor cells stimulates their proliferation. Moreover, APRIL-transfected NIH-3T3 cells show an increased rate of tumor growth in nude mice compared with the parental cell line. These findings suggest that APRIL may be implicated in the regulation of tumor cell growth.

Specific alterations in plasma proteins during depressed, manic, and euthymic states of bipolar disorder

Bipolar disorder (BD) is a common psychiatric mood disorder affecting more than 1-2% of the general population of different European countries. Unfortunately, there is no objective laboratory-based test to aid BD diagnosis or monitor its progression, and little is known about the molecular basis of BD. Here, we performed a comparative proteomic study to identify differentially expressed plasma proteins in various BD mood states (depressed BD, manic BD, and euthymic BD) relative to healthy controls. A total of 10 euthymic BD, 20 depressed BD, 15 manic BD, and 20 demographically matched healthy control subjects were recruited. Seven high-abundance proteins were immunodepleted in plasma samples from the 4 experimental groups, which were then subjected to proteome-wide expression profiling by two-dimensional electrophoresis and matrix-assisted laser desorption/ionization-time-of-flight/time-of-flight tandem mass spectrometry. Proteomic results were validated by immunoblotting and bioinformatically analyzed using MetaCore. From a total of 32 proteins identified with 1.5-fold changes in expression compared with healthy controls, 16 proteins were perturbed in BD independent of mood state, while 16 proteins were specifically associated with particular BD mood states. Two mood-independent differential proteins, apolipoprotein (Apo) A1 and Apo L1, suggest that BD pathophysiology may be associated with early perturbations in lipid metabolism. Moreover, down-regulation of one mood-dependent protein, carbonic anhydrase 1 (CA-1), suggests it may be involved in the pathophysiology of depressive episodes in BD. Thus, BD pathophysiology may be associated with early perturbations in lipid metabolism that are independent of mood state, while CA-1 may be involved in the pathophysiology of depressive episodes.

Identification des peptides du complexe majeur d’histocompatibilité de classe I par spectrométrie de masse

L’immunité adaptive et la discrimination entre le soi et le non-soi chez les vertébrés à mâchoire reposent sur la présentation de peptides par les récepteurs d’histocompatibilité majeur de classe I. Les peptides antigéniques, présentés par les molécules du complexe d’histocompatibilité (CMH), sont scrutés par les lymphocytes T CD8 pour une réponse immunitaire appropriée. Le répertoire des peptides du CMH de classe I, aussi appelé immunopeptidome, est généré par la dégradation protéosomale des protéines endogènes, et a un rôle essentiel dans la régulation de l’immunité cellulaire. La composition de l’immunopeptidome dépend du type de cellule et peut présenter des caractéristiques liées à des maladies comme le cancer. Les peptides antigéniques peuvent être utilisés à des fins immunothérapeutiques notamment dans le traitement voire la prévention de certains cancers. La spectrométrie de masse est un outil de choix pour l’identification, le séquençage et la caractérisation de ces peptides. Cependant, la composition en acides aminés, la faible abondance et la diversité de ces peptides compliquent leur détection et leur séquençage. Nous avons développé un programme appelé StatPeaks qui permet de calculer un certains nombres de statistiques relatives à la fragmentation des peptides. À l’aide de ce programme, nous montrons sans équivoque que les peptides du CMH classe I, en mode de fragmentation par dissociation induite par collision (CID), fragmentent très différemment des peptides trypsiques communément utilisés en protéomique. Néanmoins, la fragmentation par décomposition induite par collision à plus haute énergie (HCD) proposée par le spectromètre LTQ-Orbitrap Velos améliore la fragmentation et fournit une haute résolution qui permet d’obtenir une meilleure confiance dans l’identification des peptides du CMH de classe I. Cet avantage permet d’effectuer le séquençage de novo pour identifier les variants polymorphes qui ne sont normalement pas identifiés par les recherches utilisant des bases de données. La comparaison des programmes de séquençage Lutefisk, pepNovo, pNovo, Vonode et Peaks met en évidence que le dernier permet d’identifier un plus grand nombre de peptides du CMH de classe I. Ce programme est intégré dans une chaîne de traitement de recherche d’antigènes mineurs d’histocompatibilité. Enfin, une base de données contenant les informations spectrales de plusieurs centaines de peptides du CMH de classe I accessible par Internet a été développée.

Étude sur l'utilisation de liquides ioniques à base imidazolium pour l'extraction sélective de phosphopeptides

La phosphorylation des protéines constitue l’une des plus importantes modifications post-traductionnelles (PTMs) et intervient dans de multiples processus physiologiques tels, la croissance, la différenciation cellulaire, l’apoptose, etc. En dépit de son importance, l’analyse des phosphoprotéines demeure une tâche difficile en raison de leur nature dynamique (car la phosphorylation des protéines est un processus réversible) et de leur faible abondance relative. En effet, la détermination des sites de phosphorylation est souvent difficile car les phosphopeptides sont souvent difficiles à détecter par des méthodes d’analyse chromatographique classique et par spectrométrie de masse (MS). De récentes études ont démontré que les nombreuses méthodes d’enrichissement de phosphopeptides existantes ne sont pas complètes, et que le nombre total de phosphopeptides détectés ne chevauchent pas complètement ces méthodes. C’est pour cela qu’il existe une nécessité de combler les lacunes des méthodes d’enrichissement existantes afin d’avoir des analyses phosphoprotéomiques plus complètes. Dans cette étude, nous avons utilisé les liquides ioniques (LI), plus particulièrement les sels d’imidazolium, comme une technique d’enrichissement alternative, dans le but de favoriser une extraction sélective de phosphopeptides présents en solution. Les sels d’imidazolium ont donc été utilisés en raison de leurs propriétés physico-chimiques "facilement" ajustables selon la nature des substituants sur le noyau imidazolium et la nature de l’anion. Les sels de monoimidazolium et de bis-imidazolium possédant respectivement des chaînes linéaires à 4, 12 et 16 atomes de carbone et ayant différents anions ont été synthétisés et utilisés pour effectuer des extractions liquide-liquide et solide-liquide des phosphopeptides en solution. Dans un premier temps, des extractions liquide-liquide ont été réalisées en utilisant un liquide ionique (LI) ayant une chaine linéaire de 4 atomes de carbone. Ces extractions réalisées avec le bis(trifluoromethanesulfonyl) amide de 3-butyl-1-methylimidazolium (BMIM-NTf2) et l’hexafluorophosphate de 3-butyl-1-methylimidazolium (BMIM-PF6) n’ont pas montré une extraction notable du PPS comparativement au PN. Dans un deuxième temps, des extractions solide-liquide ont été réalisées en fonctionnalisant des particules solides avec des sels d’imidazolium possédant des chaines linéaires de 12 ou 16 atomes de carbone. Ces extractions ont été faites en utilisant un phosphopentapeptide Ac-Ile-pTyr-Gly-Glu-Phe-NH2 (PPS) en présence de 2 analogues acides non-phosphorylés. Il a été démontré que les sels d’imidazolium à chaine C12 étaient meilleurs pour extraire le PPS que les deux autres peptides PN (Ac-Ile-Tyr-Gly-Glu-Phe-NH2) et PE (Ac-Glu-Tyr-Gly-Glu-Phe-NH2) L’électrophorèse capillaire (CE) et la chromatographie liquide à haute performance couplée à la spectrométrie de masse (LC-MS) ont été utilisées pour quantifier le mélange des trois peptides avant et après extraction ; dans le but de mesurer la sélectivité et l’efficacité d’extraction de ces peptides par rapport à la composition chimique du liquide ionique utilisé.

HelF, a suppressor of RNAi mediated gene silencing in Dictyostelium discoideum

RNA interference (RNAi) is a recently discovered process, in which double stranded RNA (dsRNA) triggers the homology-dependant degradation of cognate messenger RNA (mRNA). In a search for new components of the RNAi machinery in Dictyostelium, a new gene was identified, which was called helF. HelF is a putative RNA helicase, which shows a high homology to the helicase domain of Dicer, to the helicase domain of Dictyostelium RdRP and to the C. elegans gene drh-1, that codes for a dicer related DExH-box RNA helicase, which is required for RNAi. The aim of the present Ph.D. work was to investigate the role of HelF in PTGS, either induced by RNAi or asRNA. A genomic disruption of the helF gene was performed, which resulted in a distinct mutant morphology in late development. The cellular localization of the protein was elucidated by creating a HelF-GFP fusion protein, which was found to be localized in speckles in the nucleus. The involvement of HelF in the RNAi mechanism was studied. For this purpose, RNAi was induced by transformation of RNAi hairpin constructs against four endogenous genes in wild type and HelF- cells. The silencing efficiency was strongly enhanced in the HelF K.O. strain in comparison with the wild type. One gene, which could not be silenced in the wild type background, was successfully silenced in HelF-. When the helF gene was disrupted in a secondary transformation in a non-silenced strain, the silencing efficiency was strongly improved, a phenomenon named here “retrosilencing”. Transcriptional run-on experiments revealed that the enhanced gene silencing in HelF- was a posttranscriptional event, and that the silencing efficiency depended on the transcription levels of hairpin RNAs. In HelF-, the threshold level of hairpin transcription required for efficient silencing was dramatically lowered. The RNAi-mediated silencing was accompanied by the production of siRNAs; however, their amount did not depend on the level of hairpin transcription. These results indicated that HelF is a natural suppressor of RNAi in Dictyostelium. In contrast, asRNA mediated gene silencing was not enhanced in the HelF K.O, as shown for three tested genes. These results confirmed previous observations (H. Martens and W. Nellen, unpublished) that although similar, RNAi and asRNA mediated gene silencing mechanisms differ in their requirements for specific proteins. In order to characterize the function of the HelF protein on a molecular level and to study its interactions with other RNAi components, in vitro experiments were performed. Besides the DEAH-helicase domain, HelF contains a double-stranded RNA binding domain (dsRBD) at its N-terminus, which showed high similarity to the dsRBD domain of Dicer A from Dictyostelium. The ability of the recombinant dsRBDs from HelF and Dicer A to bind dsRNA was examined and compared. It was shown by gel-shift assays that both HelF-dsRBD and Dicer-dsRBD could bind directly to long dsRNAs. However, HelF-dsRBD bound more efficiently to dsRNA with imperfect matches than to perfect dsRNA. Both dsRBDs bound specifically to a pre-miRNA substrate (pre-let-7). The results suggested that most probably there were two binding sites for the proteins on the pre-miRNA substrate. Moreover, it was shown that HelF-dsRBD and Dicer-dsRBD have siRNA-binding activity. The affinities of the two dsRBDs to the pre-let-7 substrate were also examined by plasmon surface resonance analyses, which revealed a 9-fold higher binding affinity of the Dicer-dsRBD to pre-let-7 compared to that of the HelF-dsRBD. The binding of HelF-dsRBD to the pre-let-7 was impaired in the presence of Mg2+, while the Dicer-dsRBD interaction with pre-let-7 was not influenced by the presence of Mg2+. The results obtained in this thesis can be used to postulate a model for HelF function. In this, HelF acts as a nuclear suppressor of RNAi in wild type cells by recognition and binding of dsRNA substrates. The protein might act as a surveillance system to avoid RNAi initiation by fortuitous dsRNA formation or low abundance of dsRNA trigger. If the protein acts as an RNA helicase, it could unwind fold-back structures in the nucleus and thus lead to decreased RNAi efficiency. A knock-out of HelF would result in initiation of the RNAi pathway even by low levels of dsRNA. The exact molecular function of the protein in the RNAi mechanism still has to be elucidated. RNA interferenz (RNAi) ist ein in jüngster Zeit entdeckter Mechanismus, bei dem doppelsträngige RNA Moleküle (dsRNA) eine Homologie-abhängige Degradation einer verwandten messenger-RNA (mRNA) auslösen. Auf der Suche nach neuen Komponenten der RNAi-Maschinerie in Dictyostelium konnte ein neues Gen (helF) identifiziert werden. HelF ist eine putative RNA-Helikase mit einer hohen Homologie zur Helikasedomäne der bekannten Dicerproteine, der Helikasedomäne der Dictyostelium RdRP und zu dem C. elegans Gen drh-1, welches für eine Dicer-bezogene DExH-box RNA Helikase codiert, die am RNAi-Mechanismus beteiligt ist. Das Ziel dieser Arbeit war es, die Funktion von HelF im Zusammenhang des RNAi oder asRNA induzierten PTGS zu untersuchen. Es wurde eine Unterbrechung des helF-Gens auf genomischer Ebene (K.O.) vorgenommen, was bei den Mutanten zu einer veränderten Morphologie in der späten Entwicklung führte. Die Lokalisation des Proteins in der Zelle konnte mit Hilfe einer GFP-Fusion analysiert werden und kleinen Bereichen innerhalb des Nukleus zugewiesen werden. Im Weiteren wurde der Einfluss von HelF auf den RNAi-Mechanismus untersucht. Zu diesem Zweck wurde RNAi durch Einbringen von RNAi Hairpin-Konstrukten gegen vier endogene Gene im Wiltypstamm und der HelF--Mutante induziert. Im Vergleich zum Wildtypstamm konnte im HelF--Mutantenstamm eine stark erhöhte „Silencing“-Effizienz nachgewiesen werden. Ein Gen, welches nach RNAi Initiation im Wildtypstamm unverändert blieb, konnte im HelF--Mutantenstamm erfolgreich stillgelegt werden. Durch sekundäres Einführen einer Gendisruption im helF-Locus in einen Stamm, in welchem ein Gen nicht stillgelegt werden konnte, wurde die Effizienz des Stilllegens deutlich erhöht. Dieses Phänomen wurde hier erstmals als „Retrosilencing“ beschrieben. Mit Hilfe von transkriptionellen run-on Experimenten konnte belegt werden, dass es sich bei dieser erhöhten Stilllegungseffizienz um ein posttranskriptionelles Ereignis handelte, wobei die Stillegungseffizienz von der Transkriptionsstärke der Hairpin RNAs abhängt. Für die HelF--Mutanten konnte gezeigt werden, dass der Schwellenwert zum Auslösen eines effizienten Stillegens dramatisch abgesenkt war. Obwohl die RNAi-vermittelte Genstilllegung immer mit der Produktion von siRNAs einhergeht, war die Menge der siRNAs nicht abhängig von dem Expressionsniveau des Hairpin-Konstruktes. Diese Ergebnisse legen nahe, dass es sich bei der HelF um einen natürlichen Suppressor des RNAi-Mechanismus in Dictyostelium handelt. Im Gegensatz hierzu war die as-vermittelte Stilllegung von drei untersuchten Genen im HelF-K.O. im Vergleich zum Wildyp unverändert. Diese Ergebnisse bestätigten frühere Beobachtungen (H. Martens und W. Nellen, unveröffentlicht), wonach die Mechanismen für RNAi und asRNA-vermittelte Genstilllegung unterschiedliche spezifische Proteine benötigen. Um die Funktion des HelF-Proteins auf der molekularen Ebene genauer zu charakterisieren und die Interaktion mit anderen RNAi-Komponenten zu untersuchen, wurden in vitro Versuche durchgeführt. Das HelF-Protein enthält, neben der DEAH-Helikase-Domäne eine N-terminale Doppelstrang RNA bindende Domäne (dsRBD) mit einer hohen Ähnlichkeit zu der dsRBD des Dicer A aus Dictyostelium. Die dsRNA-Bindungsaktivität der beiden dsRBDs aus HelF und Dicer A wurde analysiert und verglichen. Es konnte mithilfe von Gel-Retardationsanalysen gezeigt werden, dass sowohl HelF-dsRBD als auch Dicer-dsRBD direkt an lange dsRNAs binden können. Hierbei zeigte sich, dass die HelF-dsRBD eine höhere Affinität zu einem imperfekten RNA-Doppelstrang besitzt, als zu einer perfekt gepaarten dsRNA. Für beide dsRBDs konnte eine spezifische Bindung an ein pre-miRNA Substrat nachgewiesen werden (pre-let-7). Dieses Ergebnis legt nah, dass es zwei Bindestellen für die Proteine auf dem pre-miRNA Substrat gibt. Überdies hinaus konnte gezeigt werden, dass die dsRBDs beider Proteine eine siRNA bindende Aktivität besitzen. Die Affinität beider dsRBDs an das pre-let-7 Substrat wurde weiterhin mit Hilfe der Plasmon Oberflächen Resonanz untersucht. Hierbei konnte eine 9-fach höhere Bindeaffinität der Dicer-dsRBD im Vergleich zur HelF-dsRBD nachgewiesen werden. Während die Bindung der HelF-dsRBD an das pre-let-7 durch die Anwesenheit von Mg2+ beeinträchtigt war, zeigte sich kein Einfluß von Mg2+ auf das Bindeverhalten der Dicer-dsRBD. Mit Hilfe der in dieser Arbeit gewonnen Ergebnisse lässt sich ein Model für die Funktion von HelF postulieren. In diesem Model wirkt HelF durch Erkennen und Binden von dsRNA Substraten als Suppressor von der RNAi im Kern. Das Protein kann als Überwachungsystem gegen eine irrtümliche Auslösung von RNAi wirken, die durch zufällige dsRNA Faltungen oder eine zu geringe Häufigkeit der siRNAs hervorgerufen sein könnte. Falls das Protein eine Helikase-Aktivität besitzt, könnte es rückgefaltete RNA Strukturen im Kern auflösen, was sich in einer verringerten RNAi-Effizienz wiederspiegelt. Durch Ausschalten des helF-Gens würde nach diesem Modell eine erfolgreiche Auslösung von RNAi schon bei sehr geringer Mengen an dsRNA möglich werden. Das Modell erlaubt, die exakte molekulare Funktion des HelF-Proteins im RNAi-Mechanismus weiter zu untersuchen.

Untersuchung zum Phosphorylierungsstatus der katalytischen Untereinheit der PKA mittels proteomischer Techniken

ZUSAMMENFASSUNG: Das Phosphorylierungsmuster eines Proteins ist kein statischer Zustand, sondern vielmehr ein dynamischer Status, den es in der modernen funktionellen (Phospho-) Proteomik und Analytik abzubilden gilt. Klassischerweise erfolgt der Nachweis der Proteinphosphorylierung auf Peptid-Ebene mittels MS/MS Sequenzierung. Diese Standardmethode der shotgun Phosphoproteomanalytik vernachlässigt jedoch wegen den in LC MS/MS Analysen oftmals schwer detektierbaren Phosphopeptiden gerade den variablen und oftmals nur geringen Phosphorylierungsgrad vieler Phosphorylierungsstellen (P-Stellen). Mittels phosphospezifischer Anreicherungsstrategien und MS/MS Sequenzierung konnten an der Modellkinase PKA-Cα nach rekombinanter Expression in E. coli insgesamt acht P-Stellen identifiziert werden. Der Phosphorylierungsgrad wurde in Kooperation mit Dr. J. Seidler über quantitative Signalintensitätsmessungen bestimmt und zeigte eine nahezu vollständige Phosphorylierung von pS10, pS139, pT197 und pS338, während der Phosphorylierungsgrad für pS34, pS53, pS65 und pS259 zwischen <5 und 45 % variierte. Neben der Quantifizierung der P-Stellen wurde auch das Auftreten und die Verteilung definierter Phosphoformen der PKA-Cα untersucht und deren Abhängigkeit von der primären Aminosäureabfolge, dem Auftreten von zusätzlichen Modifikationen sowie den gewählten Expressions- und Reinigungsbedingungen aufgezeigt. Endogene, aus Säugergewebe isolierte PKA-Cα wies nur eine einzige Phosphoform mit den P-Stellen pT197 und pS338 auf. Auch in vitro autophosphorylierte rekombinante PKA-Cα, die zuvor dephosphoryliert worden war, wies eine zweifach modifizierte Phosphoform auf. Im Vergleich zum endogenen Protein ließ sich dieses Protein an S10 und S338 exzessiv phosphorylieren, wohingegen an T197 keine Autophosphorylierung nachzuweisen war. Das Ausbleiben weiterer Phosphorylierungen stellt in Frage, ob die Hyperphosphorylierung in E. coli ausschließlich auf Autophosphorylierungsprozessen beruht, was anhand einer nicht phosphorylierten, katalytisch inaktiven Variante von PKA-Cα (PKA-Cα K72H) vermutet wurde. Im Hinblick auf die funktionellen P-Stellen pT197 und pS338 erfordert diese Entdeckung sowie der unabhängige Nachweis, dass zellfrei exprimierte PKA-Cα nur an S338 phosphoryliert ist, eine Modifizierung des sequenziellen Vorhersagemodells, wonach die Phosphorylierung an T197 eine zwingende Voraussetzung für die nachfolgende Phosphorylierung an S338 ist. Ferner konnte über phosphomimetische Mutagenese die Funktionalität der Phosphorylierung an S53 innerhalb der glycinreichen Schleife der PKA-Cα und somit ein potenzieller Weg zur Regulation der enzymatischen Aktivität gezeigt werden. Ein weiterer möglicher upstream Regulator von PKA-Cα ist die Proteinphosphatase 5, die in der Lage war, die bislang als phosphatasestabil beschriebene P Stelle pT197 in vitro zu dephosphorylieren. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass der Phosphorylierungszustand eines Proteins von zahlreichen internen und externen Faktoren abhängt – eine Tatsache, die gerade für rekombinante Proteine, insbesondere enzymatisch aktive Kinasen, oft vernachlässigt wurde. Daher müssen auch in der shotgun Phosphoproteomanalytik P-Stellen nicht mehr nur identifiziert und quantifiziert werden, sondern die resultierenden Proteinphosphoformen differenziert auch in ihrem physiologischen Kontext beschrieben werden.

Proteomic profiling of neuromas reveals alterations in protein composition and local protein synthesis in hyper-excitable nerves

Neuropathic pain may arise following peripheral nerve injury though the molecular mechanisms associated with this are unclear. We used proteomic profiling to examine changes in protein expression associated with the formation of hyper-excitable neuromas derived from rodent saphenous nerves. A two-dimensional difference gel electrophoresis ( 2D-DIGE) profiling strategy was employed to examine protein expression changes between developing neuromas and normal nerves in whole tissue lysates. We found around 200 proteins which displayed a > 1.75-fold change in expression between neuroma and normal nerve and identified 55 of these proteins using mass spectrometry. We also used immunoblotting to examine the expression of low-abundance ion channels Nav1.3, Nav1.8 and calcium channel alpha 2 delta-1 subunit in this model, since they have previously been implicated in neuronal hyperexcitability associated with neuropathic pain. Finally, S(35)methionine in vitro labelling of neuroma and control samples was used to demonstrate local protein synthesis of neuron-specific genes. A number of cytoskeletal proteins, enzymes and proteins associated with oxidative stress were up-regulated in neuromas, whilst overall levels of voltage-gated ion channel proteins were unaffected. We conclude that altered mRNA levels reported in the somata of damaged DRG neurons do not necessarily reflect levels of altered proteins in hyper-excitable damaged nerve endings. An altered repertoire of protein expression, local protein synthesis and topological re-arrangements of ion channels may all play important roles in neuroma hyper-excitability.

Analysis of protein networks in resting and collagen receptor (GPVI)-stimulated platelet sub-proteomes.

Proteomics approaches have made important contributions to the characterisation of platelet regulatory mechanisms. A common problem encountered with this method, however, is the masking of low-abundance (e.g. signalling) proteins in complex mixtures by highly abundant proteins. In this study, subcellular fractionation of washed human platelets either inactivated or stimulated with the glycoprotein (GP) VI collagen receptor agonist, collagen-related peptide, reduced the complexity of the platelet proteome. The majority of proteins identified by tandem mass spectrometry are involved in signalling. The effect of GPVI stimulation on levels of specific proteins in subcellular compartments was compared and analysed using in silico quantification, and protein associations were predicted using STRING (the search tool for recurring instances of neighbouring genes/proteins). Interestingly, we observed that some proteins that were previously unidentified in platelets including teneurin-1 and Van Gogh-like protein 1, translocated to the membrane upon GPVI stimulation. Newly identified proteins may be involved in GPVI signalling nodes of importance for haemostasis and thrombosis.

Seed dispersal and predation in the endemic Atlantic rainforest palm Astrocaryum aculeatissimum across a gradient of seed disperser abundance

Tropical forests have been subject to intense hunting of medium and large frugivores that are important in dispersing large-seeded species. It has been hypothesized that in areas with extinction or low abundance of medium and large-bodied animals the density of small rodents may increase. Therefore, this increment in the density of small rodents may compensate for the absence or low abundance of medium and large frugivores on seed removal and seed dispersal. Here, we fill up this gap in the literature by determining if seed removal, seed dispersal, and seed predation by small rodents (spiny rats, Trinomys inheringi and squirrels, Sciurus ingrami) are maintained in defaunated areas. We accessed seed removal, seed dispersal, seed predation, and seedling recruitment of an endemic Atlantic rainforest palm, Astrocaryum aculeatissimum, in a gradient of abundance of agoutis. We found that seed removal, scatter hoarding, and seed predation increase with the abundance of agoutis. In contrast, the proportion of dispersed but non-cached seeds decreased with the abundance of agoutis. We did not find any effect of the abundance of agoutis on seed dispersal distance, but we did find a positive trend on the density of seedlings. We concluded that small rodents do not compensate the low abundance of agoutis on seed removal, scatter hoarding, and seed predation of this palm tree. Moreover, areas in which agoutis are already extinct did not present any seed removal or scatter hoarding, not even by small rodents. This study emphasizes both the importance of agoutis in dispersing seeds of A. aculeatissimum and the collapse in seed dispersal of this palm in areas where agoutis are already extinct.

Seed dispersal and predation in the endemic Atlantic rainforest palm Astrocaryum aculeatissimum across a gradient of seed disperser abundance

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

O uso de um sistema LC-ESI-IT-TOF/MS e MSn na prospecção de novos componentes peptídicos do veneno da vespa social Polybia paulista

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Evolução das quasiespécies da proteína NS5A do vírus da hepatite C genótipo 3a

Pós-graduação em Genética - IBILCE