Autoimmune regulator (AIRE) contributes to Dectin-1-induced TNF-alpha production and complexes with caspase recruitment domain-containing protein 9 (CARD9), spleen tyrosine kinase (Syk), and Dectin-1

Background: Autoimmune polyendocrinopathy-candidiasis-ectodermal dystrophy (APECED) syndrome is a complex immunologic disease caused by mutation of the autoimmune regulator (AIRE) gene. Autoimmunity in patients with APECED syndrome has been shown to result from deficiency of AIRE function in transcriptional regulation of thymic peripheral tissue antigens, which leads to defective T-cell negative selection. Candidal susceptibility in patients with APECED syndrome is thought to result from aberrant adaptive immunity. Objective: To determine whether AIRE could function in anticandidal innate immune signaling, we investigated an extrathymic role for AIRE in the immune recognition of beta-glucan through the Dectin-1 pathway, which is required for defense against Candida species. Methods: Innate immune signaling through the Dectin-1 pathway was assessed in both PBMCs from patients with APECED syndrome and a monocytic cell line. Subcellular localization of AIRE was assessed by using confocal microscopy. Results: PBMCs from patients with APECED syndrome had reduced TNF-alpha responses after Dectin-1 ligation but in part used a Raf-1-mediated pathway to preserve function. In the THP-1 human monocytic cell line, reducing AIRE expression resulted in significantly decreased TNF-a release after Dectin-1 ligation. AIRE formed a transient complex with the known Dectin-1 pathway components phosphorylated spleen tyrosine kinase and caspase recruitment domain-containing protein 9 after receptor ligation and localized with Dectin-1 at the cell membrane. Conclusion: AIRE can participate in the Dectin-1 signaling pathway, indicating a novel extrathymic role for AIRE and a defect that likely contributes to fungal susceptibility in patients with APECED syndrome. (J Allergy Clin Immunol 2012;129:464-72.)

Synthesis of 1,2,3-triazolylpyranosides through click chemistry reaction

We have developed an efficient method for the synthesis of functionalized C-glycosyl 1,2,3-triazoles through a Cu(1)-promoted azide-alkyne 1,3-dipolar cycloaddition between a TMS-protected C-alkynyl-glycoside and organic azides. The reaction was accelerated by ultrasound irradiation and the addition of a base was not necessary to obtain the 1,2,3-triazole product. Moreover, further manipulation of the products led to chiral molecules with a C-glycoside linkage. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Insights into Phosphate Cooperativity and Influence of Substrate Modifications on Binding and Catalysis of Hexameric Purine Nucleoside Phosphorylases

The hexameric purine nucleoside phosphorylase from Bacillus subtilis (BsPNP233) displays great potential to produce nucleoside analogues in industry and can be exploited in the development of new anti-tumor gene therapies. In order to provide structural basis for enzyme and substrates rational optimization, aiming at those applications, the present work shows a thorough and detailed structural description of the binding mode of substrates and nucleoside analogues to the active site of the hexameric BsPNP233. Here we report the crystal structure of BsPNP233 in the apo form and in complex with 11 ligands, including clinically relevant compounds. The crystal structure of six ligands (adenine, 2'deoxyguanosine, aciclovir, ganciclovir, 8-bromoguanosine, 6-chloroguanosine) in complex with a hexameric PNP are presented for the first time. Our data showed that free bases adopt alternative conformations in the BsPNP233 active site and indicated that binding of the co-substrate (2'deoxy) ribose 1-phosphate might contribute for stabilizing the bases in a favorable orientation for catalysis. The BsPNP233-adenosine complex revealed that a hydrogen bond between the 5' hydroxyl group of adenosine and Arg(43*) side chain contributes for the ribosyl radical to adopt an unusual C3'-endo conformation. The structures with 6-chloroguanosine and 8-bromoguanosine pointed out that the Cl-6 and Br-8 substrate modifications seem to be detrimental for catalysis and can be explored in the design of inhibitors for hexameric PNPs from pathogens. Our data also corroborated the competitive inhibition mechanism of hexameric PNPs by tubercidin and suggested that the acyclic nucleoside ganciclovir is a better inhibitor for hexameric PNPs than aciclovir. Furthermore, comparative structural analyses indicated that the replacement of Ser(90) by a threonine in the B. cereus hexameric adenosine phosphorylase (Thr(91)) is responsible for the lack of negative cooperativity of phosphate binding in this enzyme.

Hemolytic activity of alternative complement pathway as an indicator of innate immunity in pacu (Piaractus mesopotamicus)

The objective of this study was to evaluate the methodology to establish the hemolytic activity of alternative complement pathway as an indicator of the innate immunity in Brazilian fish pacu (Piaractus mesopotamicus), in addition to verifying the influence of beta-glucan as an immunostimulant. Fish were fed with diets containing 0, 0.1 and 1% beta-glucan, during seven days, and then inoculated with Aeromonas hydrophila. Seven days after the challenge, they were bled for serum extraction. The methodology consisted of a kinetic assay that allows calculating the required time for serum proteins of the complement to promote 50% lysis of a rabbit red blood cell suspension. The method developed in mammals was successfully applied for pacu and determined that the hemolytic activity of the proteins of the complement system (alternative pathway) increased after the pathogen challenge, but was not influenced by the beta-glucan treatment.

Proteomic analysis of banana fruit reveals proteins that are differentially accumulated during ripening

Bananas (Musa spp.) are highly perishable fruit of notable economic and nutritional relevance. Because the identification of proteins involved in metabolic pathways could help to extend green-life and improve the quality of the fruit, this study aimed to compare the proteins of banana pulp at the pre-climacteric and climacteric stages. The use of two-dimensional fluorescence difference gel electrophoresis (2D-DIGE) revealed 50 differentially expressed proteins, and comparing those proteins to the Mass Spectrometry Protein Sequence Database (MSDB) identified 26 known proteins. Chitinases were the most abundant types of proteins in unripe bananas, and two isoforms in the ripe fruit have been implicated in the stress/defense response. In this regard, three heat shock proteins and isoflavone reductase were also abundant at the climacteric stage. Concerning fruit quality, pectate lyase, malate dehydrogenase, and starch phosphorylase accumulated during ripening. In addition to the ethylene formation enzyme amino cyclo carboxylic acid oxidase, the accumulation of S-adenosyl-L-homocysteine hydrolase was needed because of the increased ethylene synthesis and DNA methylation that occurred in ripening bananas. Differential analysis provided information on the ripening-associated changes that occurred in proteins involved in banana flavor, texture, defense, synthesis of ethylene, regulation of expression, and protein folding, and this analysis validated previous data on the transcripts during ripening. In this regard, the differential proteomics of fruit pulp enlarged our understanding of the process of banana ripening. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Murine Dendritic Cells Transcriptional Modulation upon Paracoccidioides brasiliensis Infection

Limited information is available regarding the modulation of genes involved in the innate host response to Paracoccidioides brasiliensis, the etiologic agent of paracoccidioidomycosis. Therefore, we sought to characterize, for the first time, the transcriptional profile of murine bone marrow-derived dendritic cells (DCs) at an early stage following their initial interaction with P. brasiliensis. DCs connect innate and adaptive immunity by recognizing invading pathogens and determining the type of effector T-cell that mediates an immune response. Gene expression profiles were analyzed using microarray and validated using real-time RT-PCR and protein secretion studies. A total of 299 genes were differentially expressed, many of which are involved in immunity, signal transduction, transcription and apoptosis. Genes encoding the cytokines IL-12 and TNF-alpha, along with the chemokines CCL22, CCL27 and CXCL10, were up-regulated, suggesting that P. brasiliensis induces a potent proinflammatory response in DCs. In contrast, pattern recognition receptor (PRR)-encoding genes, particularly those related to Toll-like receptors, were down-regulated or unchanged. This result prompted us to evaluate the expression profiles of dectin-1 and mannose receptor, two other important fungal PRRs that were not included in the microarray target cDNA sequences. Unlike the mannose receptor, the dectin-1 receptor gene was significantly induced, suggesting that this beta-glucan receptor participates in the recognition of P. brasiliensis. We also used a receptor inhibition assay to evaluate the roles of these receptors in coordinating the expression of several immune-related genes in DCs upon fungal exposure. Altogether, our results provide an initial characterization of early host responses to P. brasiliensis and a basis for better understanding the infectious process of this important neglected pathogen.

Functional characterization and oligomerization of a recombinant xyloglucan-specific endo-beta-1,4-glucanase (GH12) from Aspergillus niveus

Xyloglucan is a major structural polysaccharide of the primary (growing) cell wall of higher plants. It consists of a cellulosic backbone (beta-1,4-linked glucosyl residues) that is frequently substituted with side chains. This report describes Aspergillus nidulans strain A773 recombinant secretion of a dimeric xyloglucan-specific endo-beta-1,4-glucanohydrolase (XegA) cloned from Aspergillus niveus. The ORF of the A. niveus xegA gene is comprised of 714 nucleotides, and encodes a 238 amino acid protein with a calculated molecular weight of 23.5 kDa and isoelectric point of 4.38. The optimal pH and temperature were 6.0 and 60 degrees C, respectively. XegA generated a xyloglucan-oligosaccharides (XGOs) pattern similar to that observed for cellulases from family GH12, i.e., demonstrating that its mode of action includes hydrolysis of the glycosidic linkages between glucosyl residues that are not branched with xylose. In contrast to commercial lichenase, mixed linkage beta-glucan (lichenan) was not digested by XegA, indicating that the enzyme did not cleave glucan beta-1,3 or beta-1,6 bonds. The far-UV CD spectrum of the purified enzyme indicated a protein rich in beta-sheet structures as expected for GH12 xyloglucanases. Thermal unfolding studies displayed two transitions with mid-point temperatures of 51.3 degrees C and 81.3 degrees C respectively, and dynamic light scattering studies indicated that the first transition involves a change in oligomeric state from a dimeric to a monomeric form. Since the enzyme is a predominantly a monomer at 60 degrees C. the enzymatic assays demonstrated that XegA is more active in its monomeric state. (c) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Cell organisation, sulphur metabolism and ion transport-related genes are differentially expressed in Paracoccidioides brasiliensis mycelium and yeast cells

Abstract Background Mycelium-to-yeast transition in the human host is essential for pathogenicity by the fungus Paracoccidioides brasiliensis and both cell types are therefore critical to the establishment of paracoccidioidomycosis (PCM), a systemic mycosis endemic to Latin America. The infected population is of about 10 million individuals, 2% of whom will eventually develop the disease. Previously, transcriptome analysis of mycelium and yeast cells resulted in the assembly of 6,022 sequence groups. Gene expression analysis, using both in silico EST subtraction and cDNA microarray, revealed genes that were differential to yeast or mycelium, and we discussed those involved in sugar metabolism. To advance our understanding of molecular mechanisms of dimorphic transition, we performed an extended analysis of gene expression profiles using the methods mentioned above. Results In this work, continuous data mining revealed 66 new differentially expressed sequences that were MIPS(Munich Information Center for Protein Sequences)-categorised according to the cellular process in which they are presumably involved. Two well represented classes were chosen for further analysis: (i) control of cell organisation – cell wall, membrane and cytoskeleton, whose representatives were hex (encoding for a hexagonal peroxisome protein), bgl (encoding for a 1,3-β-glucosidase) in mycelium cells; and ags (an α-1,3-glucan synthase), cda (a chitin deacetylase) and vrp (a verprolin) in yeast cells; (ii) ion metabolism and transport – two genes putatively implicated in ion transport were confirmed to be highly expressed in mycelium cells – isc and ktp, respectively an iron-sulphur cluster-like protein and a cation transporter; and a putative P-type cation pump (pct) in yeast. Also, several enzymes from the cysteine de novo biosynthesis pathway were shown to be up regulated in the yeast form, including ATP sulphurylase, APS kinase and also PAPS reductase. Conclusion Taken together, these data show that several genes involved in cell organisation and ion metabolism/transport are expressed differentially along dimorphic transition. Hyper expression in yeast of the enzymes of sulphur metabolism reinforced that this metabolic pathway could be important for this process. Understanding these changes by functional analysis of such genes may lead to a better understanding of the infective process, thus providing new targets and strategies to control PCM.

Chemical composition and enzymatic digestibility of sugarcane clones selected for varied lignin content

Abstract Background The recalcitrance of lignocellulosic materials is a major limitation for their conversion into fermentable sugars. Lignin depletion in new cultivars or transgenic plants has been identified as a way to diminish this recalcitrance. In this study, we assessed the success of a sugarcane breeding program in selecting sugarcane plants with low lignin content, and report the chemical composition and agronomic characteristics of eleven experimental hybrids and two reference samples. The enzymatic digestion of untreated and chemically delignified samples was evaluated to advance the performance of the sugarcane residue (bagasse) in cellulosic-ethanol production processes. Results The ranges for the percentages of glucan, hemicellulose, lignin, and extractive (based on oven-dry biomass) of the experimental hybrids and reference samples were 38% to 43%, 25% to 32%, 17% to 24%, and 1.6% to 7.5%, respectively. The samples with the smallest amounts of lignin did not produce the largest amounts of total polysaccharides. Instead, a variable increase in the mass of a number of components, including extractives, seemed to compensate for the reduction in lignin content. Hydroxycinnamic acids accounted for a significant part of the aromatic compounds in the samples, with p-coumaric acid predominating, whereas ferulic acid was present only in low amounts. Hydroxycinnamic acids with ester linkage to the hemicelluloses varied from 2.3% to 3.6%. The percentage of total hydroxycinnamic acids (including the fraction linked to lignin through ether linkages) varied from 5.0% to 9.2%, and correlated to some extent with the lignin content. These clones released up to 31% of glucose after 72 hours of digestion with commercial cellulases, whereas chemically delignified samples led to cellulose conversion values of more than 80%. However, plants with lower lignin content required less delignification to reach higher efficiencies of cellulose conversion during the enzymatic treatment. Conclusion Some of the experimental sugarcane hybrids did have the combined characteristics of high biomass and high sucrose production with low lignin content. Conversion of glucan to glucose by commercial cellulases was increased in the samples with low lignin content. Chemical delignification further increased the cellulose conversion to values of more than 80%. Thus, plants with lower lignin content required less delignification to reach higher efficiencies of cellulose conversion during the enzymatic treatment.

Entwicklung molekularbiologischer Methoden zum Nachweis verschiedener Sclerotiniaceae

Botrytis cinerea ist einer der wichtigsten Phytopathogene, der im Bereich der Weinbereitung als Erreger des Edel- bzw. des Grauschimmels von Trauben eine zentrale Stellung einnimmt. Taxonomisch gehört dieser Organismus zur Familie der Sclerotiniaceae, die ausnahmslos Phytopathogene sind und weltweit große Schäden bei verschiedenen Pflanzen verursachen. Die molekularbiologische Identifikation von Vertretern dieser wichtigen Gruppe von Pflanzenpathogenen ist jedoch bis heute ein Problem. Aus diesem Grund wurde in der vorliegenden Arbeit als Themenschwerpunkt die zweifelsfreie Identifikation einiger Vertreter der Sclerotiniaceae bearbeitet. Hier konnte von neun verschiedenen Organismen die ‚Internal Transcribed Spacer Region’ identifiziert und zusätzlich zur 18S rDNA für eine sichere Identifikation ausgeschlossen werden. Die Unterscheidung der einzelnen Gattungen und verschiedener B. cinerea-Stämme wurde mit Hilfe der neuartigen nSAPD-PCR Technologie erfolgreich überprüft. Hier konnten die drei Gattungen Botrytis, Monilinia sowie Sclerotinia zweifelsfrei differenziert werden. Ferner konnten von Monilinia fructigena, Sclerotinia minor und Sclerotinia sclerotiorum neue Laccase-Gene identifiziert und komplett sequenziert werden, die homolog zur Laccase2 (lcc2) von B. cinerea sind. Auf Basis dieser Sequenzen bzw. Sequenzunterschiede konnte eine Multiplex-PCR zur zweifelsfreien Identifi-kation dieser Spezies etabliert werden. Im Folgenden konnte dieses System auch an Umweltproben aus der Umgebung von Mainz und Wiesbaden, aus Flomborn (Rheinhessen) sowie aus Stollberg (Sachsen) überprüft werden. Anhand dieser Proben konnte gleichzeitig ein konstantes Vorkommen dieses Gens in allen über-prüften Organismen gezeigt werden. Somit ist es zum ersten Mal möglich, ver-schiedene Spezies der Sclerotiniaceae in einer Probe simultan nachzuweisen und zu differenzieren. Anschließend wurde die Laccase-Expression der jeweiligen Sclerotiniaceae überprüft. Für M. fructigena konnte mindestens eine konstitutiv exprimierte Laccase im Kulturüberstand detektiert werden. Im Gegensatz dazu zeigten weder S. minor noch S. sclerotiorum eine derartige Aktivität. Da B. cinerea lcc2 expri-miert, wurde dies auch für M. fructigena angenommen. Die reverse Transkription der codierenden mRNA konnte jedoch nicht erfolgreich durchgeführt werden. Die Analyse des Genoms von B. cinerea und S. sclerotiorum zeigte zudem 13 bzw. 8 mögliche Laccase-Gene. Somit ist es wahrscheinlich, dass M. fructigena mehr als einen codierenden Bereich für ein derartiges Enzym besitzt und somit eine oder mehrere andere Laccasen exprimiert. Auf Basis der codierenden DNA-Sequenzen konnten EDV-gestützte Prote-incharakterisierungen mit allen neu entdeckten Laccase-Sequenzen durchgeführt werden. Die hier ermittelten Eigenschaften legen den Schluss nahe, dass es sich ausnahmslos um Proteine handelt, die extrazellulär lokalisiert sind. So besitzen alle drei eine identisch lange Signalsequenz, die für die Translokation in die extra-zelluläre Matrix nötig ist. Des Weiteren zeigen alle Laccasen eine schwache Hydrophobizität, so dass davon ausgegangen werden kann, dass diese Enzyme keine membranständigen Proteine sind. Auch konnten zahlreiche Glykosylie-rungspositionen ermittelt werden und bei M. fructigena die Glykosylierung der akti-ven Laccase nachgewiesen werden. Des Weiteren konnten alle konservierten Kupferbindepositionen ermittelt werden. Der Vergleich zur mRNA der Lcc2 von B. cinerea offenbarte die lcc2 von M. fructigena drei nicht-codierende Intronse-quenzen, für S. minor und S. sclerotiorum jedoch lediglich die ersten beiden. Somit bleibt für alle neu identifizierten Sequenzen die Frage nach der Expression offen. Es wurden weder Deletionen von Nukleotiden noch frame-shift Mutationen in den einzelnen Genen gefunden. Auch geben die Signalsequenzen bzw. die ent-haltenen Kupferbindepositionen keine Aufschluss über das Ausbleiben der Ex-pression dieser Gene. Da das von B. cinerea synthetisierte ß-1,3-1,6-Glucan in der Kellerwirtschaft große Filtrationsprobleme verursacht, wurde als ein zusätzlicher Themenschwerpunkt die Lyse dieses Polymers mit symbiontischen Mikroorganismen aus Termitendär-men untersucht. Da Termiten auf den Abbau von Polymeren, wie Cellulose und Hemicellulosen spezialisiert sind, lag die Vermutung nahe, dass auch das ß-Glucan von symbiontischen Mikroorganismen hydrolysiert werden kann. In der hier vorliegenden Arbeit konnte zwar das ß-Glucan erfolgreich herge-stellt und in pulverisierter Form 5 verschiedenen Termitenspezies als Futter ange-boten werden, die anschließende Isolierung der Darmflora und die Untersuchung der isolierten Mikroorganismen auf ein mögliche glucanolytische Aktivität erbrach-te jedoch nicht den erhofften Erfolg. Hier wurden acht verschiedene filamentöse Ascomyceten bzw. Zygomyceten isoliert, eine lytische Aktivität konnte jedoch bei keiner dieser Spezies gezeigt werden.

Biochemische Charakterisierung des Exopolysaccharids von Pediococcus parvulus B399, sowie dessen Hydrolyse durch eine neue beta-1,3-Glucanase aus Delftia sp. MV01

In der vorliegenden Arbeit wurde die erste β-1,3-Glucanase aus Delftia beschrieben. Es konnte gezeigt werden, dass das Enzym unter anderem gegen das nur schwer zu hydrolysierende Exopolysaccharid aus Pediococcus parvulus wirkte. rnrnIm Einzelnen wurde zunächst das Exopolysaccharid aus Pediococcus parvulus B399 aus einem eigens zusammengestellten β-Glucan-Synthesemedium (Medium M) isoliert und gereinigt. Anschließend erfolgte eine umfassende Charakterisierung des Biopolymers. Hierzu gehörten neben der sauren Hydrolyse zur Bestimmung der Monomerzusammensetzung des Polymers, auch spektroskopische Methoden, darunter 1H und 13C-NMR. Mithilfe der NMR-Spektroskopie konnte die Struktur des Exopolysaccharids aus Pediococcus parvulus B399 bestimmt werden. Es handelte sich hierbei ebenfalls um ein β-1,3(1,2)-Glucan, wie es bereits für Pediococcus parvulus 2.6 beschrieben wurde. Darüber hinaus wurde erstmals ein ATR-FTIR-Spektrum für ein Exopolysaccharid aus Pediokokken gezeigt. Über GPC-Messungen konnte auch die molekulare Größe des β-1,3(1,2)-Glucans aus Pediococcus parvulus B399 bestimmt werden. Es wurde nachgewiesen, dass sich das Exopolysaccharid bei Anzucht in Medium M aus einer hochmolekularen Fraktion (5*106 g/mol) und vier niedermolekularen Fraktionen (347; 818; 10048 und 20836 g/mol) zusammensetzte. Neben der strukturellen Charakterisierung, wurde das Exopolysaccharid auch rheologisch untersucht. Dabei konnte festgestellt werden, dass es sich durch seine schwach gelbildenen Eigenschaften auch zum Einsatz in der Lebensmittelindustrie als Stabilisator, Fettersatzmittel oder ähnliches eignen würde. Die erwähnte gelbildende Netzwerkstruktur konnte für das Exopolysaccharid aus Pediococcus parvulus B399 auch erstmals im AFM bestätigt werden. rnEin weiterer Teil der Arbeit umfasste ein breites Screeningverfahren nach einem geeigneten Organismus, der das Exopolysaccharid aus Pediococcus parvulus B399 effektiv hydrolysieren sollte. Aus einer Anreicherungskultur des Termitendarms (Wenzel et al., 2002), konnte Delftia sp. MV01 isoliert werden. Dieser Organismus produzierte bei Wachstum in β glucanhaltigem Medium (Exopolysaccharid aus Pediococcus parvulus B399, sowie weitere kommerziell erhältliche β-1,3-Glucane) eine Glucanase, die in folgenden Schritten konventionell gereinigt und charakterisiert wurde.

Funktionelle, strukturelle und phylogenetische Untersuchungen an Lipoproteinen des Flusskrebses Astacus leptodactylus

Diese Arbeit untersucht zwei Lipoproteine, das discoidale High density-Lipoprotein (dHDL) und das β-Glukan-Bindeprotein (BGBP) aus dem Flusskrebs Astacus leptodactylus in funktioneller, struktureller und phylogenetischer Hinsicht. Die Nukleotid-Sequenz des BGBP konnte nahezu vollständig entschlüsselt werden. Dabei errechnet sich aus der abgeleiteten Aminosäure-Sequenz ein Molekulargewicht von 153 kDa. Das reife BGBP hat nur eine molekulare Masse von 105 kDa. Vermutlich kommt es durch eine Furin-ähnliche Protease zu einer post-translationalen N- und C-terminalen Prozessierung: zwei bisher nicht beschriebene, aber auch in der BGBP-Sequenz von anderen höheren Krebsen vorhandene, typische Furin-Schnittstellen (RAKR, bzw. RARR) wurden anhand von Sequenzvergleichen identifiziert. BGBP hat zwei Funktionen: zum Einen ist es für den Transport und die Aktivierung des proPhenoloxidase-Systems zuständig, zum Anderen für die Versorgung der Organe mit Lipiden, welche vermutlich der Energiegewinnung dienen. Eine 100 kDa große, BGBP-bindende Rezeptor-Fraktion konnte in Hämocyten-Membranen identifiziert werden. Das Vorkommen von dHDL war aus eigenen Befunden bisher ausschließlich in Astacus leptodactylus bekannt, doch konnte in dieser Arbeit ein mit dem dHDL-Antikörper reagierendes Protein erstmalig auch in anderen Arthropoden-Spezies nachgewiesen werden. Die discoidale Form und das Untereinheiten-Muster (240 + 85 kDa) sind typisch für die bei Vertretern ursprünglicher Tiergruppen gefundenen Lipoproteine (z.B. beim Cheliceraten Limulus und beim Polychaeten Nereis). Eventuell handelt es sich bei dHDL also um einen ‚Prototypen’ in der Lipoprotein-Evolution. Obwohl die Sequenz des dHDL auf Nukleotid-Ebene unbekannt ist, wurden die Sequenzen einiger dHDL-Peptide aus massenspektroskopischen Analysen gewonnen. Überraschenderweise befinden sich diese Sequenzen in der Aminosäuresequenz des BGBP. Dabei liegen alle Peptide am N- und/oder am C-Terminus der abgeleiteten BGBP-Aminosäure-Sequenz, und zwar in den Bereichen, die vermutlich durch das erwähnte Furin vom BGBP abgeschnitten werden, im reifen BGBP also gar nicht mehr vorkommen. Deshalb ist zu vermuten, dass BGBP und dHDL ein gemeinsames Vorläuferprotein haben und durch Genduplikation entstanden sind, oder dass es sich beim dHDL- und beim BGBP-Gen um ein und dasselbe Gen handelt. Das Genprodukt wird dann auf unterschiedliche Weise prozessiert und es entstehen die beiden Proteine dHDL und BGBP. Die Funktion von dHDL ist noch nicht eindeutig geklärt, es ließen sich aber dHDL-bindende Rezeptor-Fraktionen mit einer molekularen Masse von 160 kDa in somatischen Geweben (Muskel, Darm, Hepatopankreas, Kiemen und Samenleiter) sowie in Oocyten und Hämocyten nachweisen. Deshalb wird vermutet, dass dHDL als Energielieferant in Stoffwechsel-aktiven Organen und als Speicherprotein in Oocyten dient. Eine endocytotische Aufnahme konnte gezeigt werden.

Identifizierung, Quantifizierung und Hemmung von ausgewählten Hefen im Wein

Hefen stellen einen großen und wichtigen Teil der Mikrobiota während der Weinbereitung dar, da ohne ihre alkoholische Fermentation die Umwandlung von Most und Wein nicht möglich wäre. Ferner ist es ihre Vielzahl an Stoffwechselprodukten, die dem Aroma des fertigen Weines eine zusätzliche Komplexität verleihen. Auf der anderen Seite steht durch den Metabolismus verschiedenster so genannter Wildhefen die Gefahr von Qualitätsabstufungen der Weine, was allgemein als „Weinfehler“ betrachtet wird. Ziel dieser Arbeit war zum einen die taxonomische Einordnung von Saccharomyces-Spezies, sowie die Quantifizierung und Hemmung von ausgewählten Wildhefen während der Weinbereitung.rnEin Teil dieser Arbeit umfasste die Identifizierung der nahverwandten Mitglieder der Saccharomyces sensu stricto-Gruppe. Durch den Einsatz des DNA-Fingerpinting-Systems SAPD-PCR konnten alle die Gruppe umfassenden Spezies anhand spezifischer Bandenmuster nachgewiesen werden, wodurch eine Einordnung dieser schwer zu differenzierenden Arten möglich war. Die Differenzierung zwischen den einzelnen Spezies war in jedem Fall deutlicher als dies die Sequenzierung der 5.8S rDNA und ihre flankierenden ITS-Regionen vermochte. Die SAPD-PCR zeichnete sich zudem durch eine geringe Muster-Varianz bei verschiedenen Stämmen einer Art aus und konnte zuverlässig unbekannte Stämme bestimmen und bereits hinterlegte Stämme neu klassifizieren. Zudem konnte mit Hilfe dieses Systems Hybride aus Saccharomyces cerevisiae und S. bayanus bzw. S. cerevisiae und S. kudriavzevii detektiert werden, wenn diese Hybride aus relativ gleichen genomischen Anteilen der Eltern bestanden. rnZusätzlich wurde ein quantitatives PCR-System entwickelt, um die Gattungen Saccharomyces, Hanseniaspora und Brettanomyces in Most und Wein detektieren und quantifizieren zu können. Die hierfür entwickelten Primer zeigten sich spezifisch für die untersuchten Arten. Durch die serielle Verdünnung definierter DNA-Mengen konnte für alle drei Systeme eine Kalibrierungskurve erstellt werden, mit Hilfe derer die tatsächlichen Quantifizierungen durchgeführt wurden. Die qPCR-Analyse lieferte ähnliche Zellzahlen wie Lebendzellzahl-Bestimmungen und wurde nicht von anderen Spezies und von Traubensaft gestört. Die maximal detektierbare Zellzahl betrug 2 x 107 Zellen/ml, während die minimale Detektionsgrenze je nach Art zwischen 1 x 102 Zellen/ml und 1 x 103 Zellen/ml lag. Allerdings konnte eine effektive DNA-Isolierung dieser geringen Zellzahlen nur erreicht werden, wenn die Zellzahl durch artfremde Hefen künstlich erhöht wurde. Die Analyse einer Most-Vergärung mit den drei Spezies zeigte schlussendlich, dass die quantitative PCR sicher und schnell Veränderungen und Sukzessionen detektiert und so ein geeignetes Mittel darstellt, um Populationsdynamiken während der Weinherstellung zu beobachten. rnDer letzte Teil dieser Arbeit befasste sich mit der Inhibierung von Schadhefen durch zellwand-hydrolysierende Enzyme. Es konnte hierbei eine endoglykosidisch wirkende β-1,3-Glucanase aus dem Bakterium Delftia tsuruhatensis isoliert werden. Diese besaß eine ungefähre Masse von 28 kDa, einen isolektrischen Punkt von ca. 4,3 und wirkte mit einer spezifischen Aktivität von 10 U/mg Protein gegen das Glucan Laminarin. Zudem zeigte das Enzym ein Temperaturoptimum von 50 °C und ein pH-Optimum bei pH 4,0. Weinparameter wie erhöhte Konzentrationen an Ethanol, Phenolen und Sulfit beeinflussten die Wirkung des Enzyms nicht oder nur wenig. Neben der allgemeinen Wirkung gegen β-1,3-Glucane konnte hier auch gezeigt werden, dass ebenso gut die β-1,3-Glucane in der Zellwand verschiedener Hefen hydrolysiert wurden. Fluoreszenz- und rasterelektronen-mikroskopische Aufnahmen von Hefezellen nach Inkubation mit der β-1,3-Glucanase zeigten zusätzlich die Zerstörung der Zelloberfläche der Hefen. Die lytische Wirkung des Enzyms wurde an verschiedenen weintypischen Hefen getestet. Hierbei zeigten sich stammspezifische Unterschiede in der Sensitivität gegenüber dem Enzym. Außerdem konnte festgestellt werden, dass sowohl Wachstumsphase als auch Medium der Hefen Einfluss auf deren Zellwand hat und somit auch auf die Wirkung des Enzyms.rn

Efficacy and tolerability of capecitabine with weekly paclitaxel for patients with metastatic breast cancer: a phase II report of the SAKK

BACKGROUND: Paclitaxel and capecitabine have proven activity in the treatment of metastatic breast cancer (MBC). Paclitaxel increases the expression of thymidine phosphorylase, the enzyme that activates capecitabine. The purpose of this study was to evaluate the efficacy and tolerability of capecitabine in combination with weekly paclitaxel largely as first-line therapy in patients with MBC. PATIENTS AND METHODS: From April 2002 to September 2004, 19 patients with MBC received oral capecitabine (1,000 mg/m(2) twice daily on days 1-14) plus i.v. paclitaxel (80 mg/m(2) on days 1, 8 and 15) in a 21-day cycle for a maximum of 6 cycles. RESULTS: After a median follow-up of 19.3 months the overall response rate was 63% with 1 complete response (5%) and 11 partial responses (58%). Disease was stabilized in 1 patient (5%) and 3 patients had progressive disease (16%). Three patients were unable to be assessed for response to treatment. Median time to progression was 3.3 months, median time to treatment failure 3.0 months and median overall survival 13.8 months. A substantial number of patients experienced major side effects. The most common treatment-related adverse events were hand-foot syndrome (53%; grade 3: 37%), alopecia (42%; grade 3: 26%), diarrhea (32%; grade 3: 11%) and neurotoxicity (32%; grade 3: 16%). Hematologic toxicities were uncommon. CONCLUSION: The combination of capecitabine and paclitaxel appears to be active in MBC but the safety profile with the dosages used in this trial was unacceptably high and led to a short time to treatment failure. However, based on the efficacy data alternative schedules deserve further evaluation.

Mitochondrial neurogastrointestinal encephalomyopathy in three siblings: clinical, genetic and neuroradiological features

Mitochondrial neurogastrointestinal encephalomyopathy (MNGIE) is a rare autosomal recessive disorder in which a nuclear mutation of the thymidine phosphorylase (TP) gene causes mitochondrial genomic dysfunction. Patients suffer from gastrointestinal dysmotility, cachexia, ptosis, external ophthalmoparesis, myopathy and polyneuropathy. Magnetic resonance imaging (MRI) shows leukoencephalopathy. We describe clinical, genetic and neuroradiological features of three brothers affected with MNGIE. Clinical examination, laboratory analyses, MRI and magnetic resonance spectroscopy (MRS) of the brain, and genetic analysis have been performed in all six members of the family with the three patients with MNGIE. Two of them are monozygous twins. They all suffered from gastrointestinal dysmotility, cachexia, ophthalmoplegia, muscular atrophies, and polyneuropathy. Urinary thymidine was elevated in the patients related to the severity of clinical disease, and urinary thymidine (normally not detectable) was also found in a heterozygous carrier. Brain MRI showed leukoencephalopathy in all patients; however, their cognitive functioning was normal. Brain MRS demonstrated reduced N-acetylaspartate and choline in severely affected areas. MRI of heterozygous carriers was normal. A new mutation (T92N) in the TP gene was identified. Urinary thymidine is for the first time reported to be detectable in a heterozygous carrier. MRS findings indicate loss of neurons, axons, and glial cells in patients with MNGIE, but not in heterozygous carriers.